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Title:
EXPLOSION-VENTING METHOD FOR AEROSOL FIRE SUPPRESSION APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/023605
Kind Code:
A1
Abstract:
An explosion-venting method for an aerosol fire suppression apparatus, comprising the following steps: 1) when the aerosol fire suppression apparatus explodes, an explosion-venting apparatus matching the aerosol fire suppression apparatus generating a limited displacement along a direction that a hot air stream of the aerosol fire suppression apparatus is jetting towards; 2) when an extremity of the explosion-venting apparatus reaches an edge of the aerosol fire suppression apparatus, being limited, the explosion-venting apparatus stops the displacement along the direction that the hot air stream of the aerosol fire suppression apparatus is jetting towards, thus achieving for the aerosol fire suppression apparatus the effects of explosion-venting and reduced recoil force. The explosion-venting method, within a limited displacement of the explosion-venting apparatus, completely consumes powerful kinetic energy of a relative motion between a canister body and a canister cover component generated by the explosion, thus allowing smooth ventilation of the powerful explosion, thereby preventing a powerful recoil force generated thereby from injuring an operator, while at the same time preventing the canister cover component from flying outwards at a great speed and causing accidents resulting in injuries and damages.

Inventors:
QIANG JIAN (CN)
LEI ZHENGJUN (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/080189
Publication Date:
February 21, 2013
Filing Date:
August 15, 2012
Export Citation:
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Assignee:
SHAANXI J & R FIRE FIGHTING CO (CN)
QIANG JIAN (CN)
LEI ZHENGJUN (CN)
International Classes:
A62C13/22; A62C19/00; A62C35/02; A62C35/68; A62C37/00
Foreign References:
CN202236979U2012-05-30
CN201815031U2011-05-04
CN201239453Y2009-05-20
JP2011062340A2011-03-31
US20110120735A12011-05-26
Other References:
See also references of EP 2745881A4
Attorney, Agent or Firm:
KANGXIN PARTNERS, P.C. (CN)
北京康信知识产权代理有限责任公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书 、 一种气溶胶灭火装置泄爆方法, 其特征在于: 所述方法包括以下步骤:

1) 当气溶胶灭火装置(1)发生爆燃时, 与所述气溶胶灭火装置(1)适配 的泄爆装置 (2) 沿气溶胶灭火装置 (1) 的热气流喷射的方向产生有限位移;

2) 当泄爆装置 (2)末端到达气溶胶灭火装置(1)边沿时, 泄爆装置(2) 受限停止沿气溶胶灭火装置(1)的热气流喷射的方向产生位移, 从而达到气溶 胶灭火装置 (1) 泄爆的目的。 根据权利要求 1所述的气溶胶灭火装置泄爆方法, 其特征在于: 所述泄爆装置 (2) 包括摩擦层 (7)、 连杆 (5)、 导向单元 (6) 以及限位装置 (8); 所述导向单元 (6) 在连杆 (5) 移动时为其提供滑动导向作用; 所述连杆(5)通过限位装置(8)与气溶胶灭火装置(1)固连; 当连杆(5) 的末端将要脱离气溶胶灭火装置 (1) 时, 由限位装置 (8) 对其限位。 、 根据权利要求 2所述的气溶胶灭火装置泄爆方法, 其特征在于: 所述导向单元 是与连杆 (5) 固连的导向环 (12) 或是设置于气溶胶灭火装置 (1) 外壁能够 使连杆 (5) 沿其滑动的导向槽。 、 根据权利要求 2所述的气溶胶灭火装置泄爆方法, 其特征在于: 所述限位装置

(8) 设置于气溶胶灭火装置 (1) 设有喷口的一端。 、 根据权利要求 2或 3或 4所述的气溶胶灭火装置泄爆方法, 其特征在于: 所述 连杆 (5) 的位移是 30-80mm。 、 根据权利要求 5所述的气溶胶灭火装置泄爆方法, 其特征在于: 所述限位装置

(8)包括与气溶胶灭火装置(1)的喷口端固连的翻边(9)和用于固定连杆(5) 的卡爪 (10)。 、 根据权利要求 6所述的气溶胶灭火装置泄爆方法, 其特征在于: 所述翻边 (9) 与导向环 (12) 之间还设置有缓冲部件 (11)。 、 根据权利要求 1所述的气溶胶灭火装置泄爆方法, 其特征在于: 所述气溶胶灭 火装置 (1) 是便携式灭火装置或固定式灭火装置。

Description:
一种气溶胶灭火装置泄爆方法 技术领域 本发明涉及消防安全领域的气体灭火技术, 特别是一种能够防爆泄压的方法。 背景技术 目前, 现有的灭火器采用燃速较快的烟火药剂作为主 装药剂, 药柱通过隔热材料 包覆后装入产品内筒底部, 内筒前半部分加装冷却剂和内筒盖组件后即完 成了内筒装 配。 产品正常作用时, 药柱通过有序分层燃烧产生大量的气溶胶烟雾 , 这些高温气溶 胶通过冷却剂层的降温后由喷口喷出, 直接作用于火源, 达到灭火的目的。 但是如果 出现包覆层缺损、 烟火药柱裂缝或者气体通道严重堵塞, 都有可能会引起筒体内压力 骤升, 导致药柱爆燃, 急骤升高的特高压气体向前快速泄放, 以极高速度冲开并将喷 口打出, 从而引起很大的后坐力。 强大的后坐力带动筒体快速后移, 从而极易引发对 操作人员的严重伤害。 同时, 泄爆后, 热气流会在筒体内积聚, 气溶胶灭火装置的内 筒盖组件等也会以极高速度脱离筒体, 飞出较远距离, 可能引起其它意外事故, 甚至 当积聚的压力太大时还会引起内筒筒体爆炸等 更加严重的事故。 但是, 目前大多数的气溶胶灭火装置都没有解决上述 问题的相应措施或手段, 因 此, 必须改进现有的气溶胶灭火装置的结构或方法 , 才能有效避免爆燃造成的人员伤 害和其他伤害。 发明内容 本发明的目的是解决现有的气溶胶灭火装置存 在的爆燃后产生强大的后坐力造成 人员伤害及筒体爆炸或内筒组件高速飞出引发 的其他伤害的缺陷, 而提供了一种能够 有效防爆泄压的方法。 本发明采用的技术手段是: 一种气溶胶灭火装置泄爆方法, 其特殊之处在于: 该所述方法包括以下步骤: 步骤 1 : 当气溶胶灭火装置 (1 ) 发生爆燃时, 与:气溶胶灭火装置 (1 ) 适配的泄 爆装置 (2) 沿气溶胶灭火装置 (1 ) 的热气流喷射的方向产生有限位移; 步骤 2: 当泄爆装置 (2) 末端到达气溶胶灭火装置 (1 ) 边沿时, 泄爆装置 (2) 受限停止沿气溶胶灭火装置(1 )的热气流喷射的方向产生位移, 从而达到气溶胶灭火 装置 (1 ) 泄爆的目的。 本发明的泄爆装置 (2) 包括摩擦层 (7)、 连杆 (5 )、 导向单元 (6) 以及限位装 置 (8); 其中导向单元 (6)在连杆 (5 )移动时为其提供滑动导向作用; 连杆 (5 )通 过限位装置 (8) 与气溶胶灭火装置 (1 ) 固连; 当连杆 (5 ) 的末端将要脱离气溶胶灭 火装置 (1 ) 时, 由限位装置 (8) 对其限位。 本发明的导向单元可以是与连杆(5 ) 固连的导向环(12)或是设置于气溶胶灭火 装置 (1 ) 外壁能够使连杆 (5 ) 沿其滑动的导向槽或者其他结构的只要能够对 连杆起 到导向作用的即可。 本发明的限位装置 (8) 是设置于气溶胶灭火装置 (1 ) 设有喷口的一端。 本发明的连杆 (5 ) 的位移是 30-80mm, 优选 50~60mm, 但是根据气溶胶灭火装 置 (1 ) 的筒体 (3 ) 的大小以及药剂量等还可以适应性调整。 进一步, 本发明的限位装置 (8) 包括与气溶胶灭火装置 (1 ) 的喷口端固连的翻 边 (9) 和用于固定连杆 (5 ) 的卡爪 (10), 在翻边 (9) 与导向环 (12) 之间还可以 设置缓冲部件 (11 ), 当连杆末端或者导向环 (12) 与翻边 (9) 发生碰撞时, 其能够 起到缓冲撞击力、 消耗动能的效果。 本发明的气溶胶灭火装置可以是便携式灭火装 置或者固定式灭火装置等, 主要是 存在药柱爆燃的灭火装置均可采用本发明的方 法进行有效防爆泄压。 本发明所述的爆燃是指烟火药剂柱出现了裂纹 或发生了破碎或外部包覆失效以后 被引燃, 这样的药柱会在极短时间内发生剧烈燃烧, 其燃烧时间只是正常分层燃烧的 十分之一左右。 药柱爆燃后, 会瞬时产生大量的高压高温气体。 从物理学原理分析: 如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为 零, 那么这个 系统的总动量保持不变, 这就是动量守恒定律。 当一个物体的初始状态为相对静止, 由于内力使其形状或各部分的速度发生变化时 , 那么这一过程就适合用动量守恒定律 来描述, 用数学公式表达为: ∑M 1 V 1 前=∑M 1 V 1 后=ΔMV=0。 根据以上阐述, 当一个相 对静止的物体发生爆炸时, 其爆炸前后动量是守恒的, 且不管是爆炸前还是爆炸后, 这两个状态中物体各部分的 (矢量) 动量之和均为零。 当一个相对静止的物体发生爆 炸时, 其形成的碎片及飞出方向可以是无穷多的。 但根据矢量分解与合成原理。 本发 明可以将爆炸后的碎片的运动方向分解到 X、 Υ、 ζ三个方向上。在这三个方向上, 爆 炸后的 (矢量) 动量守恒表达方式为∑M x V x =∑M y Vy=∑M z V z =AMV=0。 以一个人为基 准, 本发明定义前后方向为 X方向, 左右方向为 Y方向, 上下方向为 Z方向。在下面 要阐述的有限爆炸的过程中, Y、 Z两个方向上的相对运动主要是气体的相向溢 , 不 会对操作人员形成伤害, 因此本发明略去对 Υ、 Ζ两个方向的研究。 这样上述爆炸后 的动量守恒公式就变为∑M x V x =AMV=0。 当烟火药剂在筒体(3 )与筒盖组件(4)之间发生有限爆爆炸时, 若不采取措施, 那么高压气体会迅速将筒体 (3 ) 及筒盖组件 (4) 沿 +Χ与 -X方向分别推开, 高速向 -X方向移动的筒体 (3 ) 就会严重击伤操作者。 这就是不采用泄爆措施的后果。 本发明泄爆方法的原理是: 根据牛顿第三定律及前述的动量守恒定律, 将已经转 化为 +Χ及 -X两个方向上的动能在有限距离内尽量消耗掉 这样筒盖组件(4)就不会 获得很高的速度, 也不会飞出较远距离, 所以也就不会伤到其所碰到的人员或物品, 同理, 筒体 (3 ) 也不会对位于其后的操作者产生伤害。 消耗动能及降低筒体 (3 ) 与 筒盖组件 (4) 之间相向运动速度的方法如下: 其一, 本发明让筒体 (3 ) 与筒盖组件 (4) 之间有一定的联接强度, 有限爆炸只 有克服了这个联接强度即用于固定连杆(5 )的已经被折弯卡紧的卡爪(10); 筒体(3 ) 及筒盖组件(4)才会被分 (炸) 开。 在克服的过程中, 这个爆炸所产生的能量就会消 耗掉一部分。 但这个联接强度不能太强, 否则由筒体 (3 ) 及筒盖组件 (4) 所组成的 系统可能会被炸成碎片并带来极大的危害。 其二, 当筒体 (3 ) 与筒盖组件 (4) 之间产生相对滑动时, 在它们接触面之间加 上有较大磨擦系数的材料即摩擦层 (7), 这样当两物体之间产生相向位移时, 由于摩 擦层 (7) 的摩擦力做功 (耗能), 爆炸产生的动能又被消耗掉一部分。 其三, 筒体 (3 ) 与筒盖组件 (4) 滑过有限距离之后就会产了碰撞, 根据动量定 律: 物体动量的增量等于它所受合外力的冲量即 FAt=Amv, 或所有外力的冲量的矢量 和。 根据这个定律, 本发明现在要降低的速度是一定的, 即 Δν是一定的, 相对运动 的质量 m也是一定的, 那么要降低筒体 (3 ) 与筒盖组件 (4) 之间的碰撞力 F, 就只 能将它们之间的碰撞时间 延长, 本发明在筒体(3 ) 与筒盖组件(4)之间的碰撞面 上设置有缓冲部件(11 ), 用以延长两物体的碰撞时间, 从而降低了两物体之间的碰撞 作用力。从耗能角度来说,这个措施是将两个 物体相向运行的动能转化为缓冲部件( 11 ) 的弹性势能, 从而消耗了相向运行物体之间的部分动能。 其四, 当缓冲部件 (11 ) 将压到极限后, 其所存贮的弹性势能会有部分释放。 相 当于压缩弹簧被压缩到极限后会弹开一样, 这个释放的弹性势能会将正在相互挤紧的 筒体 (3 ) 与筒盖组件 (4) 弹开, 从而降低了筒体 (3 ) 与筒盖组件 (4) 之间相向运 动的速度, 所以也会消耗掉一部分运动动能。 其五, 本发明在筒体 (3 ) 的喷口处设有阻挡沿即翻边 (9), 筒盖组件 (4) 要脱 离筒体 (3 ) 的束缚, 就必须将此翻边 (9) 拉平, 在拉平的过程中, 两物体要克服筒 体 (3 ) 翻边 (9) 的变形势能而做功, 从而会将两物体之间的最后动能消耗掉。 本发明提供的气溶胶灭火装置泄爆方法就是通 过上述五种方法在泄爆装置的有限 位移内, 将爆炸所产生的的强大动能给全部消耗或分散 掉, 使强大的爆炸动能能够被 较平缓地泄除或分散, 一方面可以避免爆燃所产生的强大后坐力伤害 操作人员, 另一 方面能够及时有效消耗或分散出药柱爆燃后产 生的热气流, 防止筒体内压力积聚过大 导致灭火装置的筒体以及外壳发生炸裂的危险 , 同时, 能够保证筒盖组件不会以很大 速度飞出, 造成意外的事故伤及人员或物品。 附图说明 图 1为本发明的泄爆装置的实施例剖视图; 图 2为本发明的泄爆装置的实施例初始状态图; 图 3为本发明的泄爆装置的实施例最终状态图; 图中: 1-气溶胶灭火装置, 2-泄爆装置, 3-筒体, 4-筒盖组件, 5-连杆, 6-导向单 元, 7-摩擦层, 8-限位装置, 9-翻边, 10-卡爪, 11-缓冲部件, 12-导向环。 具体实施方式 本发明的气溶胶灭火装置泄爆方法, 其主要由以下步骤实现: 步骤 1 : 当气溶胶灭火装置 1发生爆燃时, 与该气溶胶灭火装置 1适配的泄爆装 置 2沿气溶胶灭火装置 1的热气流喷射的方向产生有限位移; 步骤 2: 当泄爆装置 2将要脱离气溶胶灭火装置 1时, 泄爆装置 2受限停止发生 位移, 防止其脱离气溶胶灭火装置 1, 从而达到气溶胶灭火装置 1泄爆的效果。 本实施方式中以现有的便携式灭火装置为例, 其外壳体内设置有内筒, 内筒主要 包括筒体 3以及在筒体 3前端设置的筒盖组件 4, 药柱设置在筒体 3底部, 药柱燃烧 产生的热气溶胶通过筒盖组件 4的喷口释放, 达到灭火效果, 但是当出现意外, 药柱 爆燃后热气流通过筒盖组件 4释放。 参见图 1或图 2, 本发明的泄爆装置 2包括摩擦层 7、 连杆 5、 导向单元 6以及限 位装置 8; 本发明的泄爆装置 2的摩擦层 7设置在连杆 5与气溶胶灭火装置 1内筒的 筒体壁之间, 当连杆 5在导向单元 6的导向作用下沿气溶胶灭火装置 1筒体外壁向热 气流喷射方向发生位移, 而此时摩擦层 7由于其本身的弹性作用在连杆 5与筒体 3外 壁上产生摩擦阻力, 其可以是塑料或橡胶材料或者其他的能够提供 较大摩擦系数弹性 材料; 摩擦层 7是一个整体, 也可以是分开的多个, 根据具体的应用环境及测试效果 而确定; 本发明的导向单元 6是能够在连杆 5移动时为其提供导向作用, 其可以是与 连杆 5固连的导向环 12或是设置于筒体 3外壁能够使连杆 5沿其轴向滑动的导向槽或 者滑轨或者其他结构, 只要能够起到连杆移动的导向作用的均可, 以导向环 12为例, 导向环 12还可以与连杆 5通过卡接或者铆接或者焊接等方式固连为一 。本发明的限 位装置 8是设置于气溶胶灭火装置 1的内筒筒体 3上设有喷口的一端, 其主要包括与 气溶胶灭火装置 1内筒固连的翻边 9或凸台以及用于固定连杆 5的卡爪 10, 在翻边 9 或凸台与导向环 12之间或者翻边 9上设置有缓冲部件 11, 其能够减缓连杆 5末端与 气溶胶灭火装置 1的筒体 3前端的碰撞作用力, 并由其本身的弹性作用而消耗一部分 运动动能; 本发明的翻边 9主要是用来对灭火装置发生位移时进行限位 另一方面是 其本身具有一定的强度, 当筒体 3的冲击力过大时, 克服其强度阻力还可以消耗一部 分动能; 因此, 主要能够达到上述第一个目的或上述两个目的 的结构均可替换本实施 例的翻边 9, 而构成另一种实施方式。 上述的翻边 9或凸台还可以与导向单元 6的导 向槽设置为一体结构; 连杆 5可以通过限位装置 8的卡爪 10固定在气溶胶灭火装置 1 的筒体 3上,其中卡爪 10的数量可以根据连杆 5的数目来确定, 即连杆 5也可以是两 个或者多个, 根据应用情况而确定。 当气溶胶灭火装置 1正常喷放时, 热气体从气溶胶灭火装置 1的喷口释放, 不会 产生过大的气流, 则泄爆装置 2不启动, 连杆 5被卡爪 10固定在筒体 3上, 其也不会 沿着筒体 3的轴向移动产生位移; 只有当发生药剂爆燃产生的极高压气体在筒体 内积 聚, 其推动筒盖组件 4和连杆 5向热气流喷射方向移动时, 至连杆 5的末端移动到筒 体 3的前端将要脱离气溶胶灭火装置 1的筒体 3时,一方面限位装置 8的卡爪 10在强 大的冲击力作用下滑脱, 在此过程中消耗了一部分动能。 这时连杆 5会沿筒体 3的轴 向滑动而产生位移, 移动过程中摩擦层 7对其产生摩擦阻力, 消耗一部分动能, 当连 杆 5末端到达筒体 3的喷口处时, 如图 3, 固定在筒体 3上的限位装置 8的翻边 9阻 止连杆 5的末端脱离筒体 3, 在此时设置在翻边 9与导向环 12之间的缓冲部件 11发 挥作用, 其本身有弹性可以消耗一部分动能, 另外其对连杆 5末端与翻边 9之间的强 大撞击力起到缓冲作用, 同时, 当撞击力超过翻边 9的承载强度时, 翻边 9发生弹性 或塑性形变又消耗了一部分动能, 这样整个过程就可以很好地将气溶胶灭火装置 1药 柱爆燃所产生的强大热气流的所形成的强大动 能给消耗掉, 不会产生过大的后坐力, 而且热气流不会在筒体 3内积压过多, 导致爆炸, 同时泄爆装置 2也不会脱离气溶胶 灭火装置 1, 从而避免其所带来的人员与物品伤害。 本发明的连杆 5的位移可以是 30~80mm,最好是 50-60mm,但是其可以根据气溶 胶灭火装置 1的筒体 3的大小以及充装药剂量的大小进行适应性调 。 本发明的泄爆装置不仅限于上述的便携式气溶 胶灭火装置, 还适用于固定式灭火 装置, 在固定式灭火装置中其也是装配在内筒的筒体 口位置, 或者其还可以应用在他 的涉及类似防 (泄) 爆要求或减后坐力的产品或场所上。