專利名稱：氣體滅火系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體滅火系統(tǒng)，特別的是涉及一種采用惰性氣體混合物為滅火劑的氣體滅火劑系統(tǒng)。
許多年來(lái)哈龍1301被用作氣體滅火劑，使用在有人存在的環(huán)境中。二氧化碳?xì)怏w滅火系統(tǒng)用于一般情況下無(wú)人存在的環(huán)境中。由于蒙特利爾協(xié)議的簽署，從1989年開始，哈龍1301在世界范圍內(nèi)被逐漸淘汰。人們需要尋求一種新的環(huán)境能接受且對(duì)人體安全的氣體滅火劑。
美國(guó)專利4,807,706公布了一種可以有效地滅火而人們又可以呼吸的惰性氣體混合物。但是，這個(gè)專利沒(méi)有討論以下的項(xiàng)目貯存惰性氣體的方法，設(shè)計(jì)流動(dòng)和分配輸送網(wǎng)絡(luò)，啟動(dòng)系統(tǒng)的方法，壓力監(jiān)測(cè)的方法，以及把惰性氣體滅火劑分送到受保護(hù)空間的方法。
本發(fā)明的目的即在于提供一種用于探測(cè)、控制和撲滅在限定空間內(nèi)的火災(zāi)而對(duì)環(huán)境、對(duì)人體無(wú)害的滅火系統(tǒng)。并且提供一種滅火劑，它是面向客戶設(shè)計(jì)的，它非均衡、全淹沒(méi)、無(wú)毒、不導(dǎo)電而且干凈。
為完成上述目的，經(jīng)過(guò)大量廣泛的研究開發(fā)工作，研究成下述的本發(fā)明，它包括一種獨(dú)特的惰性氣體混合物。
作為這個(gè)系統(tǒng)的一部分的一個(gè)獨(dú)特的瓶頭閥。本系統(tǒng)的一主氣瓶被啟動(dòng)后在排放集合管中產(chǎn)生的壓力可以啟動(dòng)此瓶頭閥。這個(gè)閥門以獨(dú)特的方法利用氣瓶壓力和/或集合管背壓而把力施加到閥門中的主活塞上，從而幫助開啟閥門。
這個(gè)系統(tǒng)包括獨(dú)特的選擇閥(方向控制閥)，這些閥可以利用一組氣瓶去保護(hù)幾個(gè)火災(zāi)區(qū)域中的任何一個(gè)。
這個(gè)系統(tǒng)包括一個(gè)獨(dú)特設(shè)計(jì)的軟管連接件把每個(gè)氣瓶連接到集合管上，如果這個(gè)軟管沒(méi)有正確地連接到集合管上，這個(gè)軟管中的單向閥就會(huì)防止氣瓶中的氣體被意外地釋放出去。
這個(gè)系統(tǒng)也包括帶節(jié)流孔板的聯(lián)管節(jié)和帶節(jié)流孔的螺紋連接管來(lái)控制排出壓力。這種聯(lián)管節(jié)帶有獨(dú)特的外部金屬片來(lái)標(biāo)明其節(jié)流孔的尺寸。
這個(gè)系統(tǒng)具有獨(dú)特的流動(dòng)計(jì)算程序，計(jì)算出預(yù)計(jì)的噴嘴壓力、每個(gè)噴嘴滅火劑排放量以及排放時(shí)間。
這個(gè)軟件能足以預(yù)算出具有各種各樣尺寸和長(zhǎng)度的分配管道的滅火系統(tǒng)，能使用三通管聯(lián)接把多達(dá)95％的惰性氣體送到一個(gè)分支而把5％的惰性氣體送到相反的分支中去。
本防火系統(tǒng)由為客戶設(shè)計(jì)的、用管路輸送的、非均衡的、全淹沒(méi)的、無(wú)毒的、不導(dǎo)電的、干凈的滅火劑防火系統(tǒng)組成，用于需要這些優(yōu)點(diǎn)的火災(zāi)區(qū)域，特別是通常有人的區(qū)域。這些火災(zāi)區(qū)域一般包括計(jì)算機(jī)房、底層地板、磁帶貯藏處、電信/交換設(shè)備、圓頂室、處理設(shè)備、或者通常有人或無(wú)人的電子設(shè)備區(qū)，在這此區(qū)域的設(shè)備不是很脆弱易損就是無(wú)法替換。當(dāng)正確設(shè)計(jì)時(shí)，本防火系統(tǒng)在37.5％的滅火劑濃度下就可把氧氣含量降到可支持燃燒的程度之下而撲滅表面燃燒的A類火災(zāi)，B類可燃液體火災(zāi)和C類電氣火災(zāi)。另外還測(cè)試了本防火系統(tǒng)的惰化能力。這些測(cè)試表明，在40％到50％之間的設(shè)計(jì)濃度下，本系統(tǒng)將會(huì)成功地使丙烷/空氣以及甲烷/空氣的混合物惰化，從而消除這些環(huán)境內(nèi)潛在的火災(zāi)危害。
此系統(tǒng)包含有滅火劑和設(shè)施部分，以及支持這些部分的軟件部分。這些設(shè)施可分成機(jī)械部件和電氣部件。機(jī)械部件包括啟動(dòng)、滅火劑貯存和釋放、壓力控制、分配、排放及輔助裝置。電氣部分包括探測(cè)、控制、啟動(dòng)及輔助裝置。每一個(gè)部件都包含有能以各種組合方式使用并安裝的組件，而組合方式又取決于系統(tǒng)的需要和配置。因此本系統(tǒng)適用面廣，探測(cè)、控制和撲滅在限定空間內(nèi)的火災(zāi)效果很好。
另外，本發(fā)明的獨(dú)特的惰性氣體混合物比作為其組分的氬氣具有更有效的滅火效果。
本發(fā)明的獨(dú)特的惰性氣體混合物比作為其組分的氮?dú)饽茉诜块g內(nèi)維持低氧氣濃度的時(shí)間更長(zhǎng)。
本發(fā)明的獨(dú)特的惰性氣體混合物在吸入人體時(shí)，比組成這個(gè)混合物的任何一種氣體都更安全。
本發(fā)明的獨(dú)特的惰性氣體混合物不產(chǎn)生任何鹵化烷滅火劑分解出的有毒的或腐蝕性的產(chǎn)物。
本發(fā)明的獨(dú)特的惰性氣體混合物把諸如一氧化碳之類的有毒燃燒產(chǎn)物的形成降至最低。此混合物除了具有上述較低的滅火劑濃度，持久的保持時(shí)間及支持生命的能力等優(yōu)點(diǎn)外，還擁有其它的優(yōu)點(diǎn)。在滅火劑的排放及滅火之后，這種混合物不會(huì)分解，不會(huì)產(chǎn)生任何象哈龍1301排放后出現(xiàn)的那種分解產(chǎn)物。它能相當(dāng)快地?fù)錅缁馂?zāi)，從而足以減少一氧化碳的生成。
為了更好地表述本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與特點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。其中

圖1為表述本發(fā)明防火系統(tǒng)構(gòu)思的一種自動(dòng)化防火設(shè)備系統(tǒng)安裝示意圖。
圖2為圖1的自動(dòng)化防火設(shè)備中的手動(dòng)操縱桿釋放啟動(dòng)器。
圖3為圖1的自動(dòng)化防火設(shè)備中的手動(dòng)拉線盒。
圖4為用于上面的拉線盒與操縱桿啟動(dòng)器聯(lián)接的帶有模鍛接頭的纜繩。
圖5為用于上述纜繩改變方向的轉(zhuǎn)角部滑輪。
圖6為用于多處手動(dòng)啟動(dòng)瓶頭閥的雙/三線控制盒。
圖7為氣動(dòng)啟動(dòng)器圖8為氣瓶運(yùn)輸部件圖9a與圖9b為瓶頭閥，其中圖9b特別表示閥的部分。
圖10為釋放軟彎管圖11為孔板聯(lián)管節(jié)圖12為節(jié)流孔螺紋連接管圖13為釋放噴嘴立體14為噴嘴導(dǎo)流護(hù)罩圖15為單向閥剖視16為選擇閥圖17為壓力關(guān)閉機(jī)構(gòu)圖18為壓力開關(guān)圖19為頂部通風(fēng)孔塞圖20為控制系統(tǒng)圖21為觸發(fā)裝置圖22為電磁閥啟動(dòng)器圖23為通告設(shè)備圖24為選擇開關(guān)圖1顯示了一種簡(jiǎn)單的自動(dòng)化防火系統(tǒng)設(shè)備。探測(cè)器1通過(guò)燃燒產(chǎn)物或熱量來(lái)測(cè)定火災(zāi)，并向24VDC控制板2傳遞信號(hào)。同時(shí)，控制板啟動(dòng)一報(bào)警器3和包含有電磁閥啟動(dòng)器4的釋放電路。啟動(dòng)器打開后，就使先導(dǎo)氣瓶的壓力打開該先導(dǎo)氣瓶的瓶頭閥5。然后滅火劑就從該氣瓶中釋放出，并流過(guò)閥喉部、防反沖單向閥、排放軟彎管的單向閥和排放軟彎管6。排放軟彎管連接在集合管7上。滅火劑流入集合管使壓力升高，這又使得滅火劑通過(guò)每個(gè)隨從氣瓶各自的排放軟彎管流回到隨從氣瓶的瓶頭閥8，并使壓力升高。然后，這個(gè)背壓?jiǎn)?dòng)每個(gè)隨從氣瓶的瓶頭閥并打開系統(tǒng)中所有的瓶頭閥。集合管允許滅火劑流動(dòng)并把壓力施加到氣動(dòng)壓力開關(guān)9上，這個(gè)開關(guān)操縱并關(guān)閉通風(fēng)系統(tǒng)。集合管還使管路增壓這個(gè)壓力傳送到壓力關(guān)閉裝置10上，從而將這個(gè)保護(hù)區(qū)域的自動(dòng)門關(guān)閉。集合管還連接到減壓孔板聯(lián)管節(jié)11上，該聯(lián)管節(jié)包含有一個(gè)控制著下游滅火劑的流量及壓力的孔板。分配管路12把滅火劑引向排放噴嘴13，這些排放噴嘴13與孔板聯(lián)管節(jié)一起控制著排放到室內(nèi)的滅火劑的壓力和數(shù)量。噴嘴的構(gòu)造能使滅火劑擴(kuò)散并均勻分布到整個(gè)火災(zāi)區(qū)域。
滅火劑氣體混合物是一種大量存在的無(wú)腐蝕性氣體，它既不支持燃燒也不會(huì)與大多數(shù)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。它僅包含天然存在的氣體，這些氣體一般對(duì)臭氧或環(huán)境無(wú)任何影響。滅火劑是三種稀釋氧氣的氣體的混合物，包括氮?dú)?、氬氣和二氧化碳。?dāng)把滅火劑引入保護(hù)空間內(nèi)時(shí)，它把氧氣含量降到能支持燃燒的程度以下。對(duì)于大多數(shù)典型火災(zāi)區(qū)域內(nèi)的普通可燃物，當(dāng)氧氣的含量降低到15％的時(shí)候，燃燒就會(huì)停止。典型的本發(fā)明的系統(tǒng)將把氧含量降到12.5％，為滅火提供了安全因素。特性比重0.085磅/立方英尺(1.36公斤/立方米)蒸汽壓力1925Psi 32°F(132.7巴0℃)2175Psi 70°F(150巴21℃)2575Psi 130°F(177.5巴54℃)蒸氣密度1.1(空氣＝1)近似分子量 34組成三種比較普通的天然存在的組成氣體按以下比例在高壓氣瓶中混合氮?dú)?2％氬氣40％二氧化碳8％這樣產(chǎn)生的混合物保留了那三種獨(dú)立氣體的特性，例如無(wú)毒、無(wú)腐蝕性、不可燃、不起反應(yīng)、無(wú)色、并且無(wú)味。相對(duì)于其它的滅火劑，這種混合物還具有獨(dú)特的性質(zhì)，即它不會(huì)消耗臭氧，不會(huì)促使全球變暖，而且也不會(huì)產(chǎn)生在大氣中具有較長(zhǎng)壽命的化學(xué)物質(zhì)。另外，這種混合物不會(huì)產(chǎn)生其它滅火劑存在的毒性問(wèn)題。這種混合物還顯示出一些優(yōu)于單獨(dú)使用一種它的組成氣體的其他特性。與氬氣比較杯狀燃燒器試驗(yàn)從滅火的角度出發(fā)，確定滅火濃度的方法之一就是利用杯狀燃燒器。在這種設(shè)備中能點(diǎn)燃一種燃料，通常是N—庚烷，而空氣中的滅火劑濃度可變化并且能從這個(gè)已點(diǎn)燃的燃料杯周圍流過(guò)。撲滅燃燒著的燃料所需的滅火劑濃度值稱作杯狀燃燒器值，而且是理論上實(shí)驗(yàn)室最小滅火劑濃度。使用N-庚烷作為燃料并用氬氣作為滅火劑進(jìn)行的這種試驗(yàn)，得出的最小滅火劑濃度為40-40.2％。使用本發(fā)明混合物進(jìn)行的同樣試驗(yàn)得出的最小滅火劑濃度為29.5-31％，優(yōu)于單獨(dú)使用氬氣至少22％。
與氮?dú)獗容^保持時(shí)間全淹沒(méi)式的滅火劑的另一個(gè)重要特性是它們有能力將保護(hù)空間內(nèi)滅火劑濃度的能力保持一段規(guī)定長(zhǎng)的時(shí)間。保持時(shí)間是在一特定保護(hù)空間內(nèi)或火災(zāi)內(nèi)滅火劑濃度被保持時(shí)間長(zhǎng)短的度量，它取決于一些參數(shù)，包括消防部門的反應(yīng)時(shí)間、所涉及的燃料類型、火災(zāi)區(qū)域的類型、當(dāng)?shù)厝藛T的可用情況或當(dāng)?shù)叵拦芾聿块T的規(guī)定，但不僅限于這些參數(shù)。如果該室被密封得特別好，哈龍1301系統(tǒng)一般能保持滅火劑濃度10分鐘。
通常任何一種特定滅火劑的保持時(shí)間正比于滅火劑密度與空氣密度之比。較重的氣體由于它們自身密度所產(chǎn)生的壓頭的作用，往往會(huì)通過(guò)火災(zāi)區(qū)域的下部開口排出。較輕的氣體將會(huì)浮起來(lái)，并且往往會(huì)從火災(zāi)區(qū)域上部的開口排出。大多數(shù)氣體滅火劑都比空氣重得多，而且滅火劑濃度將會(huì)迅速下降，除非特別注意提供一個(gè)非常密閉的房間或建筑物。這在大多數(shù)一般的建筑結(jié)構(gòu)中需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間和大量資金。
作為一種滅火劑，氮?dú)馀c二氧化碳結(jié)合在一起會(huì)提供與本專利申請(qǐng)要求保護(hù)的混合物相同的滅火特性。但是，那種混合物對(duì)空氣的密度差別較大而使保持時(shí)間有可能小于所需值。本發(fā)明混合物的組成已被調(diào)整而使密度非常接近在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下的空氣密度。為了達(dá)到這種效果，專門確定了組成氣體的組合及比例。試驗(yàn)已證明，這樣產(chǎn)生的混合物在以設(shè)計(jì)濃度和空氣混合以后會(huì)在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持這個(gè)濃度，甚至不必仔細(xì)檢查和密封在一般建筑結(jié)構(gòu)中所需的窗、門、通風(fēng)或加熱管道、電纜通道或其它開口。系統(tǒng)排放滅火劑的試驗(yàn)表明，即使房間沒(méi)有特別注意采取任何密封措施，系統(tǒng)也能在20分鐘后還保持高于滅火所需的滅火劑濃度。
與二氧化碳比較安全性這種混合物滅火的方法就是把氧氣含量降到能支持燃燒的程度之下。系統(tǒng)將使保護(hù)區(qū)域內(nèi)氧濃度達(dá)12-14％。長(zhǎng)久處于缺氧環(huán)境中會(huì)導(dǎo)致人大腦中氧含量降低，持久后會(huì)對(duì)人有害。把2％到5％的二氧化碳加到火災(zāi)區(qū)域的大氣中可對(duì)呼吸系統(tǒng)提供刺激作用，增加呼吸速度并增強(qiáng)人體吸收氧的能力。在人身上進(jìn)行的測(cè)試已經(jīng)表明，當(dāng)人處在此混合物中時(shí)大腦內(nèi)的氧含量會(huì)增加，并且高于人處于一般含氧21％的大氣中時(shí)所具有的腦含氧量。優(yōu)點(diǎn)—此混合物除了具有上述較低的滅火劑濃度、持久的保持時(shí)間及支持生命的能力等優(yōu)點(diǎn)外，還擁有其它的優(yōu)點(diǎn)。在滅火劑的排放及滅火之后，這種混合物不會(huì)分解，不會(huì)產(chǎn)生任何象哈龍1301排放后出現(xiàn)的那種分解產(chǎn)物。它還能相當(dāng)快地?fù)錅缁馂?zāi)，從而足以減少一氧化碳的生成。硬件—本防火系統(tǒng)所有的設(shè)備和部件都已進(jìn)行了廣泛的測(cè)試。這些測(cè)試包括A類和B類火災(zāi)試驗(yàn)、密封部件的密封性能測(cè)試、操作部件的500次循環(huán)測(cè)試，抗腐蝕性的鹽霧噴射試驗(yàn)、諸如儀表之類的指示儀的精度測(cè)試、高壓/高溫排放測(cè)試、30天高溫和30天低溫暴露試驗(yàn)、6600磅/平方英寸的流體壓力測(cè)試、氣瓶裝置的一年泄漏測(cè)試、噴嘴的覆蓋范圍及最高火焰的測(cè)試、閥和接頭的等效長(zhǎng)度、軟管的低溫柔性、手動(dòng)致動(dòng)器和手動(dòng)拉線啟動(dòng)裝置的操縱試驗(yàn)、氣動(dòng)操縱測(cè)試、瓶頭閥上安全閥試驗(yàn)、墊圈和密封圈測(cè)試、銘牌暴露測(cè)試、氣瓶支承測(cè)試、探測(cè)器靈敏性測(cè)試、控制板兼容性測(cè)試、以及系統(tǒng)排放測(cè)試。所有在本系統(tǒng)中使用的設(shè)施都能在32°F～130°F的溫度范圍內(nèi)存放和使用。被保護(hù)的受災(zāi)環(huán)境可不同于以上那些溫度，不過(guò)必須對(duì)所能實(shí)現(xiàn)的最大和最小濃度加以注意，主要是在有人的火災(zāi)區(qū)域。機(jī)械部分—啟動(dòng)包括電磁閥控制的機(jī)械/氣動(dòng)啟動(dòng)，有四種不同的機(jī)械方法啟動(dòng)先導(dǎo)氣瓶的瓶頭閥。這些方法包括手動(dòng)操縱桿啟動(dòng)器、拉線啟動(dòng)、氣動(dòng)啟動(dòng)和先導(dǎo)口啟動(dòng)。手動(dòng)操縱桿—圖2中示出了手動(dòng)操縱桿啟動(dòng)器。手動(dòng)操縱桿釋放啟動(dòng)器通過(guò)用手直接推動(dòng)其手來(lái)啟動(dòng)為滅火劑氣瓶。通過(guò)推動(dòng)啟動(dòng)器手柄完成手動(dòng)啟動(dòng)。操縱桿設(shè)計(jì)含有一個(gè)鍛制的機(jī)械插銷，用于在啟動(dòng)時(shí)把操縱桿固定在打開的位置。拉線啟動(dòng)—如圖3所示，通過(guò)把遠(yuǎn)處的手動(dòng)拉線盒連接到當(dāng)?shù)氐牟倏v桿啟動(dòng)器上，來(lái)完成拉線啟動(dòng)。拉線盒提供了從一個(gè)遠(yuǎn)距離手動(dòng)操縱點(diǎn)機(jī)械釋放啟動(dòng)器的方法。如圖4所示，拉線盒與操縱桿啟動(dòng)器的聯(lián)接采用了一條纜繩。這條直徑為1/16英寸的纜繩組件包含有一個(gè)黃銅模鍛的端接頭，在遠(yuǎn)處的拉線盒之中。這纜繩被裝在導(dǎo)線管內(nèi)。當(dāng)需要改變方向時(shí)，如圖5所示，采用滑輪彎管。轉(zhuǎn)彎滑輪被安裝在纜繩外殼(管子或?qū)Ч?之中，纜繩在90度轉(zhuǎn)彎時(shí)力的損失最小，不會(huì)產(chǎn)生絞結(jié)。為了使用拉繩啟動(dòng)，需要一個(gè)另外的部件。如圖6所示，雙或三控制盒能從二個(gè)或三個(gè)遠(yuǎn)端拉線點(diǎn)處手動(dòng)啟動(dòng)瓶頭閥。氣動(dòng)啟動(dòng)—當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求氣動(dòng)啟動(dòng)先導(dǎo)氣瓶時(shí)，就使用在圖7中顯示的氣動(dòng)啟動(dòng)器。氣動(dòng)啟動(dòng)器能直接安裝在先導(dǎo)閥的釋放連接口處。通過(guò)把一個(gè)最小250磅每平方英寸的力施加到入口處，來(lái)完成啟動(dòng)操作。為了管路的定向，以及為了能不破壞氣動(dòng)連接就可進(jìn)行拆卸，就使用一個(gè)旋轉(zhuǎn)接頭。氣動(dòng)啟動(dòng)器由黃銅制成。
氣動(dòng)啟動(dòng)的另一種方法就是把壓力施加于背壓?jiǎn)蜗蜷y口部，如圖9b所示的閥的部分。當(dāng)圖22所示的電磁閥啟動(dòng)器被電動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，這是承受壓力的端口。也能通過(guò)從遠(yuǎn)處的其它來(lái)源提供300磅每平方英寸的壓力來(lái)單獨(dú)使用這個(gè)端口。釋放貯氣瓶—
滅火劑被存貯在四種尺寸的裝有瓶頭閥的高壓鋼制氣瓶中，如圖8所示。這四種尺寸氣瓶的公稱容積為200、250、350和435立方英尺。為了保護(hù)較大的火災(zāi)區(qū)域，能在同一集合管上安裝多個(gè)氣瓶。所有氣瓶都被涂成紅色，并裝有詳述其容量及其它重要信息的銘牌。瓶頭閥—如圖9a和9b所示，瓶頭閥由黃銅制成，它包括1英寸NPT進(jìn)氣口螺紋、抗反中出氣口限制器、獨(dú)立的充氣口、安全閥、壓力表、整體式儀表防護(hù)裝置、氣動(dòng)先導(dǎo)口和一個(gè)裝在頂部的啟動(dòng)柱塞。這個(gè)閥當(dāng)用作先導(dǎo)閥時(shí)，能用四種不同的啟動(dòng)方法啟動(dòng)(參見啟動(dòng)一節(jié)的論述)。當(dāng)用作從動(dòng)閥時(shí)，能借助進(jìn)入該閥出口的集合管的背壓來(lái)啟動(dòng)它。一個(gè)擁有多個(gè)氣瓶和瓶頭閥的系統(tǒng)只需操縱一個(gè)閥(先導(dǎo)閥)就能啟動(dòng)，此閥釋放時(shí)產(chǎn)生的壓力將啟動(dòng)集合管上所有其他的閥(從動(dòng)閥)。排放軟彎管—如圖10所示，排放軟彎管是一條包有雙線編織多孔橡膠覆蓋的軟管，兩端裝有黃銅接頭。這條軟管的進(jìn)氣端里邊裝有一個(gè)單向閥，用于當(dāng)一個(gè)氣瓶與管道分開時(shí)在排放的情況下防止氣體運(yùn)動(dòng)或泄出。這個(gè)閥與抗反沖閥結(jié)合在一起工作。當(dāng)這兩個(gè)閥接合在一起時(shí)，任一個(gè)都會(huì)保證另一個(gè)處于打開且無(wú)阻礙狀態(tài)。這個(gè)軟管和閥必須一起使用。壓力控制由于氣體混合物具有很高的貯存壓力，因此就可能需用高質(zhì)量的管路并對(duì)管子的標(biāo)號(hào)有一定的要求。為了減少高成本管路的使用，本系統(tǒng)采取了減壓措施。使用能限制滅火劑流動(dòng)的節(jié)流孔把下游管路的壓力降到較低的水平，就可達(dá)到減壓的目的。可采用兩種不同的部件進(jìn)行減壓?？装迓?lián)管節(jié)—如圖11所示，孔板聯(lián)管節(jié)是一個(gè)3000磅每平方英寸鍛鋼NSCWP聯(lián)管節(jié)，包含有一個(gè)不銹鋼板。這塊板上鉆有流動(dòng)計(jì)算所需的特定尺寸的節(jié)流孔，而且還連有外部金屬片，該金屬片上被沖壓上節(jié)流孔的尺寸以便于識(shí)別。這種連接器有6種尺寸，從0.5英寸管到2英寸管。節(jié)流孔螺紋連接管—如圖12所示，節(jié)流孔螺紋連接管是一個(gè)一體式黃銅管螺紋連接器，上面鉆有類似于孔板聯(lián)管節(jié)的孔。這種螺紋連接管的尺寸為2.5英寸及以上。為了方便識(shí)別，節(jié)流孔的尺寸被沖壓在螺紋連接器的六角螺母上。分配系統(tǒng)的分配管路能分成集合管部分和下游管路部分，根據(jù)孔板聯(lián)管節(jié)或螺紋連接管前后的壓力不同來(lái)區(qū)分。這種管路需要承受系統(tǒng)排放期間所遇到的壓力。集合管—集合管部分由管路和管接頭組成，它們必須承受得了最大到3000磅每平方英寸的壓力，這個(gè)壓力是滅火劑在130°F時(shí)的最大壓力。通常要求接頭以此為額定壓力，根據(jù)計(jì)算機(jī)流動(dòng)計(jì)算程序計(jì)算出的尺寸，管路采用80號(hào)或160號(hào)管。下游管路—系統(tǒng)的下游分配管路通常由40號(hào)或80號(hào)管子組成，這個(gè)號(hào)數(shù)由管子的尺寸來(lái)決定。而管路中的接頭則要求它們的工作壓力等于或大于計(jì)算機(jī)流動(dòng)程序計(jì)算出的最大下游壓力。排放滅火劑排放硬件包括噴嘴及導(dǎo)流護(hù)罩。這兩者的尺寸范圍都是從0.5英寸到1.5英寸。根據(jù)所要保護(hù)的火災(zāi)，可單獨(dú)只使用噴嘴也可把它與導(dǎo)流護(hù)罩結(jié)合起來(lái)使用。噴嘴—如圖13所示，排放噴嘴由黃銅制成，它被設(shè)計(jì)成能360度排放滅火劑到火災(zāi)區(qū)域。噴嘴在進(jìn)氣口處包含有一個(gè)孔板，其上鉆有根據(jù)計(jì)算機(jī)流動(dòng)計(jì)算程序計(jì)算出的特殊節(jié)流孔。噴嘴設(shè)計(jì)成在根據(jù)最小壓力、最大高度和最大覆蓋面積等所需參數(shù)而安裝時(shí)，具有正確合理的滅火劑的分布和組成氣體的混合。導(dǎo)流護(hù)罩—如圖14所示，當(dāng)噴嘴安裝在有假天花板片和易損壞燈具的火災(zāi)區(qū)域時(shí)，導(dǎo)流護(hù)罩用于控制噴嘴的排放分布形式。導(dǎo)流護(hù)罩被設(shè)計(jì)成能降低火災(zāi)區(qū)域的最頂部處的排放速度，同時(shí)還能保持無(wú)導(dǎo)流器時(shí)噴嘴的最大噴嘴高度及復(fù)蓋面積。輔助部件—本系統(tǒng)使用了一些輔助部件。這些輔助部件根據(jù)系統(tǒng)的類型、外部功能和每個(gè)系統(tǒng)的要求按需要來(lái)使用。輔助部件包括單向閥、選擇閥、壓力關(guān)閉機(jī)構(gòu)、壓力開關(guān)和頂蓋通風(fēng)孔塞。單向閥—如圖15所示，單向閥用于主/備用系統(tǒng)及用于選擇閥系統(tǒng)。在主/備用系統(tǒng)中所用的單向閥用于防止備用系統(tǒng)集合管壓力增大，以及防止備用系統(tǒng)中瓶頭閥被啟動(dòng)。如果單向閥被啟動(dòng)，它將允許氣體從備用系統(tǒng)流入分配管路。當(dāng)選擇閥系統(tǒng)中使用不同數(shù)目的氣瓶保護(hù)不同的火災(zāi)區(qū)域時(shí)，也可在選擇閥系統(tǒng)中使用單向閥來(lái)分離及隔開先導(dǎo)氣瓶及從動(dòng)氣瓶。單向閥用青銅鑄件制成，具有0.5英寸到2.0英寸的NPT螺紋接頭。選擇閥—如圖16所示，選擇閥用于把滅火劑導(dǎo)入多個(gè)火災(zāi)系統(tǒng)中的一個(gè)火災(zāi)區(qū)域。該閥裝有一個(gè)電磁啟動(dòng)器。使用與控制系統(tǒng)連接的電磁閥來(lái)完成選擇閥的電啟動(dòng)。選擇閥能手動(dòng)啟動(dòng)，它既可用連在閥頂部的壓力啟動(dòng)器上的手柄啟動(dòng)也可用從遠(yuǎn)處操縱手柄的手動(dòng)拉線盒來(lái)啟動(dòng)。壓力關(guān)閉機(jī)構(gòu)—如圖17所示，壓力關(guān)閉機(jī)構(gòu)被連到系統(tǒng)的啟動(dòng)管路或分配管路上。或借助氣動(dòng)或借助手動(dòng)啟動(dòng)，壓力關(guān)閉機(jī)構(gòu)能松開彈簧或重力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以關(guān)閉門、窗，打開燃料泵閥門，關(guān)閉防火調(diào)節(jié)風(fēng)門或關(guān)閉燃料供給閥。壓力開關(guān)—
如圖18所示，壓力開關(guān)由系統(tǒng)釋放時(shí)的滅火劑壓力來(lái)操縱。壓力開關(guān)能用于打開或閉上電路，從而切斷設(shè)備電力或打開燈或報(bào)警器。頂部通風(fēng)孔塞—如圖19所示，頂部通風(fēng)孔塞用于釋放在一個(gè)使用了單向閥，選擇閥或時(shí)間延遲裝置的封閉系統(tǒng)中可能累積形成的低壓。頂部通風(fēng)孔塞應(yīng)安裝在主系統(tǒng)和備用系統(tǒng)上單向閥的與氣瓶聯(lián)接的一側(cè)，以便在主系統(tǒng)正排放滅火劑時(shí)能降低任何有可能通過(guò)單向閥泄漏而能夠意外啟動(dòng)備用系統(tǒng)的壓力。電氣部分—控制控制系統(tǒng)處理從所連接的火災(zāi)監(jiān)控觸發(fā)裝置收到的信號(hào)，以自動(dòng)控制滅火劑的釋放，啟動(dòng)通告設(shè)備并執(zhí)行輔助功能。
圖20所示的控制設(shè)備可供選擇以提供各種功能，但是，某些特征是所有設(shè)備所共有的。對(duì)于輸入/輸出功能，每個(gè)設(shè)備都有一個(gè)或多個(gè)輸入電路與諸如熱探測(cè)器、煙霧探測(cè)器和手動(dòng)啟動(dòng)裝置等觸發(fā)裝置相連。每個(gè)設(shè)備還有一個(gè)或多個(gè)通告設(shè)備輸出電路用于操縱系統(tǒng)報(bào)警裝置，以及一個(gè)或多個(gè)釋放電路用于啟動(dòng)釋放電磁閥，該釋放線路具有釋放電路取消和延遲選擇能力。所有輸入和輸出電路都受到連續(xù)不斷地監(jiān)控。
另外，在所有控制系統(tǒng)中都可以連接繼電器去執(zhí)行輔功能。在控制裝置的前部顯示器上裝有報(bào)警、故障和電源狀態(tài)顯示。當(dāng)已經(jīng)人為地把控制板的警告聲消除以后如果報(bào)警和故障依然存在，那么警告聲會(huì)重新發(fā)出。所有控制系統(tǒng)都配有備用電池。觸發(fā)如圖21所示，觸發(fā)裝置對(duì)外部激勵(lì)作出反應(yīng)，以提供輸入信號(hào)給控制系統(tǒng)。外部激勵(lì)或者是與火災(zāi)有關(guān)的物理現(xiàn)象，或者是響應(yīng)于火災(zāi)發(fā)生而在手動(dòng)啟動(dòng)點(diǎn)處采取的操縱動(dòng)作。觸發(fā)裝置或者通過(guò)發(fā)送一個(gè)獨(dú)特的信號(hào)或者通過(guò)改變線路的阻抗，使其連接在控制系統(tǒng)觸發(fā)電路的電特性發(fā)生變化。來(lái)自觸發(fā)裝置的輸入信號(hào)不是警報(bào)就是故障問(wèn)題，控制系統(tǒng)據(jù)此作出反應(yīng)。觸發(fā)裝置的種類包括電離探測(cè)器、光電探測(cè)器、熱探測(cè)器、火焰探測(cè)器及手動(dòng)啟動(dòng)裝置。啟動(dòng)如圖22所示，與控制系統(tǒng)相連接的電磁閥電啟動(dòng)器用于電啟動(dòng)滅火劑系統(tǒng)的先導(dǎo)瓶頭閥。電磁閥電啟動(dòng)器組件包括一個(gè)電磁閥組件、公螺紋彎管接頭、配接件和的不銹鋼編織軟管。當(dāng)它以待命(未啟動(dòng))方式連到控制板上時(shí)，有一個(gè)小電流通過(guò)電磁線圈以監(jiān)測(cè)電路完整性。監(jiān)測(cè)電流消失將會(huì)使控制系統(tǒng)作出故障反應(yīng)。通告如圖23所示，使用鈴、喇叭和頻閃放電管等被稱作通告設(shè)備的裝置，使系統(tǒng)報(bào)警狀態(tài)能聽見并且看見。系統(tǒng)中所用的所有通告裝置都是由一條24 VDC控制系統(tǒng)輸出線路提供電力。讓一小的監(jiān)測(cè)電流通過(guò)連到控制系統(tǒng)輸出電路上的一個(gè)線路終端電阻來(lái)對(duì)該電路的電路完整性進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)電流消失將會(huì)使控制系統(tǒng)作出故障反應(yīng)。輔助部件如圖24所示，選擇開關(guān)用于選擇釋放電路的信號(hào)是去啟動(dòng)主系統(tǒng)釋放還是去啟動(dòng)備用系統(tǒng)釋放。選擇開關(guān)組件包括一個(gè)鍵控開關(guān)、常開的觸點(diǎn)裝置、常閉的觸點(diǎn)裝置、和帶有絲網(wǎng)印刷標(biāo)牌的單動(dòng)開關(guān)板。裝在表面上的組件包括一個(gè)單聯(lián)鈴盒和襯墊。軟件—已經(jīng)從設(shè)計(jì)、安裝、充罐及維護(hù)的角度出發(fā)建立軟件，作為對(duì)硬件和滅火劑的支持與完善。軟件還包括確定滅火劑數(shù)量要求的計(jì)算機(jī)程序，以及根據(jù)流動(dòng)要求設(shè)計(jì)管路系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序。計(jì)算機(jī)程序—計(jì)算機(jī)程序已被開發(fā)用于輔助不均衡管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對(duì)于任何已完成的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，這個(gè)程序使用戶能選擇設(shè)計(jì)過(guò)程中的各個(gè)部分，從工程的序號(hào)和工程名稱一直到設(shè)計(jì)完成以后的材料清單。所有部分都與用戶相互配合而且它們相互之間也相互配合，這樣在一個(gè)部分中得出的信息被送到所有其它的部分，用于交叉檢驗(yàn)及最終設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.一個(gè)控制和撲滅限定空間內(nèi)的火災(zāi)的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)使用獨(dú)特的惰性氣體混合物來(lái)降低氧氣的含量到支持燃燒的程度以下，其特征在于，其中的惰性氣體滅火劑貯存在壓力氣瓶?jī)?nèi)并通過(guò)瓶頭閥、選擇閥、軟接管和噴嘴分配輸送到限定的空間內(nèi)，這個(gè)系統(tǒng)帶有為系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需的用來(lái)計(jì)算流動(dòng)和分配的軟件。
2.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，惰性氣體混合物由氮?dú)?、氬氣和二氧化碳組成。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，惰性氣體混合物由50％±10％的氮?dú)狻?2％±10％的氬氣和8％±2％的二氧化碳組成。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于將壓力下的惰性氣體保持在氣瓶?jī)?nèi)的閥可以用手動(dòng)、電動(dòng)或氣動(dòng)的方式啟動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，用來(lái)將壓力下的惰性氣體保持在氣瓶?jī)?nèi)的閥可以利用在閥出口處施加的壓力來(lái)開啟。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，選擇閥(方向控制閥)可用來(lái)引導(dǎo)惰性氣體從貯存氣瓶流入兩個(gè)或更多的不同火災(zāi)區(qū)域中的任何一個(gè)。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，將氣瓶瓶頭閥連接至集合管的軟管內(nèi)部包含有單向閥，以防止當(dāng)不正確連接時(shí)發(fā)生意外泄漏。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，氣瓶集合管的管路下游的壓力通過(guò)一孔板聯(lián)管節(jié)或節(jié)流螺紋連接管的節(jié)流孔而控制在一適當(dāng)值之下。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，孔板聯(lián)管節(jié)包括有一個(gè)外部金屬片，金屬片上帶有表明節(jié)流孔直徑的標(biāo)簽。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，噴嘴壓力、每個(gè)噴嘴的滅火劑數(shù)量以及排放時(shí)間由一流體流動(dòng)及分配計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行計(jì)算。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，流動(dòng)及分配計(jì)算機(jī)程序能夠使三通管處的滅火劑有95％分配到一個(gè)分支，5％到相反的分支。
全文摘要
一個(gè)用于探測(cè)、控制和撲滅在限定空間的火災(zāi)而對(duì)環(huán)境、對(duì)人體無(wú)害的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)使用獨(dú)特的惰性氣體混合物來(lái)降低氧氣的濃度到低于支持燃燒的程度。這個(gè)系統(tǒng)采用獨(dú)特的設(shè)施來(lái)貯存、啟動(dòng)分配輸送惰性氣體混合物。這個(gè)系統(tǒng)也采用獨(dú)特的電腦軟件來(lái)計(jì)算惰性氣體混合物的流動(dòng)和分配。
文檔編號(hào)A62C37/00GK1139015SQ9610463
公開日1997年1月1日 申請(qǐng)日期1996年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月22日
發(fā)明者克里斯坦森·C·布魯斯 申請(qǐng)人:安素公司