一种锂电池试验喷雾灭火装置论文和设计-李伟峰

全文摘要

本实用新型涉及一种锂电池试验喷雾灭火装置，其特征在于，锂电池试验的上方的防爆火焰探测器一旦探测到火焰信号，将火焰信号转化为高低变化的电平信号并通过信号数据线输入连接到控制装置，控制装置控制高压喷雾装置利用高压柱塞泵将水压提高到5～7Mpa，然后将加压后的水经耐高压输送管线由专用喷嘴将其雾化，产生15～80μm的微雾颗粒。本实用新型采用的是细水雾喷头，利用产生的15～80μm的微雾颗粒，输送效率高，使其能够迅速从空气中吸收热量完成汽化并扩散，着火点附近的氧气和其他可燃气体被排斥，从而难以维持燃烧而缺氧窒息。

主设计要求

1.一种锂电池试验喷雾灭火装置，其特征在于，包括防爆火焰探测器、高压喷雾装置、雾化平台以及控制装置，雾化平台设于锂电池试验上方，所述雾化平台包括喷雾支架、喷嘴、细水雾管路，喷雾支架由一个总细水雾管路通过高压分路阀等间距设立若干排支细水雾管路，每一排支细水雾管路上等间距设有若干个超微雾化喷嘴，每一个超微雾化喷嘴设置在锂电池正上方，喷嘴与锂电池应保持一定距离，所述超微雾化喷嘴的孔径0.30mm，在P＝7MPa时，雾化量7.8kg\/h；喷雾支架的四周设置防爆隔离网，所述防爆隔离网采用SUS304材质，防爆隔离网有3mm圆气孔，中空多层设置隔离网；在雾化平台的喷雾支架上部一端设有防爆火焰探测器，所述防爆火焰探测器将高低变化的电平信号通过信号数据线输入连接到控制装置，由控制装置控制连接所述高压喷雾装置；所述高压喷雾装置的进水口连接水源或自备水箱，所述高压喷雾装置的出水口连接雾化平台，所述高压喷雾装置、雾化平台均由控制装置控制连接。

设计方案

在雾化平台的喷雾支架上部一端设有防爆火焰探测器，所述防爆火焰探测器将高低变化的电平信号通过信号数据线输入连接到控制装置，由控制装置控制连接所述高压喷雾装置；所述高压喷雾装置的进水口连接水源或自备水箱，所述高压喷雾装置的出水口连接雾化平台，所述高压喷雾装置、雾化平台均由控制装置控制连接。

2.如权利要求1所述的一种锂电池试验喷雾灭火装置，其特征在于，所述高压喷雾装置包括机箱，所述机箱内设有过滤器组件、水箱组件、电机组件以及电控箱，电控箱内设有控制装置，

所述过滤器组件中的过滤器罐体通过机箱吊板固定于机箱内壁，所述过滤器罐体的进水接口与水源连接，所述过滤器罐体的出水接口通过PPR供水管接入水箱组件；

所述水箱组件中的水箱主体通过机箱固定于上方，所述水箱主体的进水接口通过接入PPR进水管连接至PPR供水管，所述水箱主体底部的出水口接泵头进水口，所述水箱主体内进水接口处设有进水浮球阀，所述进水浮球阀的下端连接液位感应器；

所述电机组件中的电机本体传动控制连接柱塞泵，所述柱塞泵上分别设有内回水调压阀、柱塞泵低压进水接口，所述内回水调压阀与柱塞泵进水口连通，所述柱塞泵低压进水接口与水箱主体底部的出水口接泵头进水口连通；柱塞泵的出水接口连接至雾化平台。

3.如权利要求1所述的一种锂电池试验喷雾灭火装置，其特征在于，所述控制装置采用操作台远程监控装置或手机APP远程操控装置。

4.如权利要求1所述的一种锂电池试验喷雾灭火装置，其特征在于，在雾化平台的喷雾支架上还设有防爆监控摄像头，所述防爆监控摄像头将视频信号通过信号数据线输入连接到控制装置。

5.如权利要求1所述的一种锂电池试验喷雾灭火装置，其特征在于，柱塞泵上设有实时监测组件，所述实时监测组件包括柱塞泵高温保护开关、高温信号线、输出线以及控制器，所述柱塞泵高温保护开关设有定温后的双金属圆片作为热敏感反应组件固定贴合在柱塞泵的曲轴箱表面，柱塞泵温度产生的热量传递到双金属圆片，柱塞泵高温保护开关通过高温信号线连接至控制器，通过控制器控制连接柱塞泵电路启闭。

设计说明书

[技术领域]

本实用新型涉及锂电池喷雾灭火技术领域，具体的说是一种锂电池试验喷雾灭火装置。

[背景技术]

现在国家大力支持新能源汽车发展，连续多年增长率超过50％，未来的市场前景一片大好，很多企业都参与其中，这包括了很多的锂电池生产厂家，以及相关的检测机构，他们为新能源汽车的发展做出了重要的贡献，使我国的新能源汽车产业发展处于世界主导地位。

目前国家还没有针对锂离子电池生产过程的技术监督标准，导致行业乱象丛生。而近几年，涌入大批此类电池生产企业，隐患重重亟需规范。我们看到很多锂电池生产厂家在对锂电池做充电试验的时候，以及检测机构在对锂电池做各项指标试验时，经常会发生短路起火，甚至发生爆炸，此时用干粉灭火器就无法奏效。

现有技术中的喷雾系统通常采用熔断式喷嘴，即玻璃体闭式喷头，它以玻璃体为感温释放元件，其外形为长圆柱体，它的头部为圆头，下部为锥体形，插入安装座孔中，上部由溅水盘的调节压紧螺钉压紧，当拧紧调节螺钉时，玻璃体把压紧力传递给安装座。在安装座与喷头喷水口之间有密封元件，受压后把喷水口封死，保证其不漏。玻璃体内充注某一种液体(根据建筑物中保护要求不同可分多种保护温度，常用的保护温度为60度，内充乙醚，并染成红色)，当其受到高温烟气后，即汽化而爆裂而失去支承作用，而自动喷水灭火。该种喷嘴的缺陷在于喷头用水量大，灭火效率差，灭火响应时间长，反复利用率较差。

[发明内容]

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种新型结构的智能监测锂电池试验喷雾灭火系统。

为实现上述目的，设计一种锂电池试验喷雾灭火系统，其特征在于，包括防爆火焰探测器、高压喷雾装置、雾化平台以及控制装置，雾化平台设于锂电池试验上方，所述雾化平台包括喷雾支架、喷嘴、细水雾管路，喷雾支架由一个总细水雾管路通过高压分路阀等间距设立若干排支细水雾管路，每一排支细水雾管路上等间距设有若干个超微雾化喷嘴，每一个超微雾化喷嘴设置在锂电池正上方，喷嘴与锂电池应保持一定距离，所述超微雾化喷嘴的孔径0.30mm，在P＝7MPa时，雾化量7.8kg\/h；喷雾支架的四周设置防爆隔离网，所述防爆隔离网采用SUS304材质，防爆隔离网有3mm圆气孔，中空多层设置隔离网；

所述高压喷雾装置包括机箱，所述机箱内设有过滤器组件、水箱组件、电机组件以及电控箱，电控箱内设有控制装置，

所述控制装置采用操作台远程监控装置或手机APP远程操控装置。

在雾化平台的喷雾支架上还设有防爆监控摄像头，所述防爆监控摄像头将视频信号通过信号数据线输入连接到控制装置。

柱塞泵上设有实时监测组件，所述实时监测组件包括柱塞泵高温保护开关、高温信号线、输出线以及控制器，所述柱塞泵高温保护开关设有定温后的双金属圓片作为热敏感反应组件固定贴合在柱塞泵的曲轴箱表面，柱塞泵温度产生的热量传递到双金属圓片，柱塞泵高温保护开关通过高温信号线连接至控制器，通过控制器控制连接柱塞泵电路启闭。

本实用新型的一种锂电池试验喷雾灭火系统及灭火方法，采用的是细水雾喷头，利用产生的15～80μm的微雾颗粒，输送效率高，使其能够迅速从空气中吸收热量完成汽化并扩散，着火点附近的氧气和其他可燃气体被排斥，从而难以维持燃烧而缺氧窒息。它能够像气体一样去除氧气，同时还能像水喷淋一样冷却火源，其冷却浸湿更是降低了火复燃的可能，最终完成灭火的目的。本系统采用高压喷雾灭火装置，其特点是用水量少，反应快，灭火效果好，不易复燃等；每平方用水量1L\/min，做到用最少的水达到最佳灭火效果。

[附图说明]

图1为高压喷雾装置主视图。

图2为高压喷雾装置后视图。

图3为锂电池试验喷雾灭火系统主视图与雾化平台主视图。

图4为锂电池试验喷雾灭火系统后视图与雾化平台俯视图。

图5a-5b为柱塞泵高温保护开关应用主视图与侧视图。

图中标记说明

1-1三相异步电动机，1-2高压柱塞泵，1-3内回水调压阀，1-4电控箱，1-5蜂呜报警灯，1-6电源指示灯，1-7运行指示灯，1-8防震垫脚,1-9水箱，1-10启停开关，1-11监控显示器

2-1进水浮球阀，2-2 10寸双桶过滤器，2-3防水接头，2-4金属液位感应器，2-5塑料电控盒，2-6蓝色供水管，2-7泵进水接口喉箍，2-8底脚轮，2-9水箱排污阀，2-10高压软管及信号数据线

3-1喷雾支架，3-2高压不锈钢管，3-3超微雾化喷嘴，

4-1防爆火焰探测器，4-2防爆隔离网，4-3防爆监控摄像头，

5-1高温信号线，5-2柱塞泵高温保护开关、5-3输出线。

[具体实施方式]

现结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步阐述，相信对本领域技术人员来说是清楚的。

火的发生依赖于三个要素：氧气、热量和可燃物。除去其中任何一个要素都可以达到灭火效果。本实用新型的工作原理是利用高压柱塞泵将水压提高到5～7Mpa，然后将加压后的水经耐高压输送管线由专用喷嘴将其雾化，产生15～80μm的微雾颗粒，使其能够迅速从空气中吸收热量完成汽化并扩散，着火点附近的氧气和其他可燃气体被排斥，从而难以维持燃烧而缺氧窒息。它能够像气体一样去除氧气，同时还能像水喷淋一样冷却火源，其冷却浸湿更是降低了火复燃的可能，最终完成灭火的目的。

本实用新型需要克服系统的可靠性及稳定性，高压水输送效率，喷嘴选用布置方式，喷嘴雾化效果、雾化颗粒，灭火效率、效果，这些都是需要克服的难点，要经过无数次的理论和实践验证；目前高压细水雾灭火技术主要运用在建筑物灭火领域，其它领域未见到有运用，国内掌握高压细水雾灭火技术的人员并不多，国家及院校也未开设相关的研究机构与课题。

下面结合附图对本实用新型的系统进行详细阐述：

如图3-4所示，锂电池试压喷雾灭火装置，包括高压喷雾装置、雾化平台以及控制装置，所述高压喷雾装置进水口连接水源或自备水箱，所述高压喷雾装置出水口连接雾化平台，所述高压喷雾装置、雾化平台均由控制装置控制连接，

如图1及图2所示，所述高压喷雾装置包括机箱，所述机箱内设有过滤器组件、水箱组件、电机组件以及电控箱，电控箱内设有控制装置，

所述电机组件中的电机本体传动控制连接柱塞泵，所述柱塞泵上分别设有内回水调压阀、柱塞泵低压进水接口，所述内回水调压阀与柱塞泵进水口连通，所述柱塞泵低压进水接口与水箱主体底部的出水口接泵头进水口连通；

如图3-5所示，柱塞泵的出水接口连接至雾化平台，所述雾化平台由一个总管管路通过高压分路阀等间距设立若干排支管管路，每一排支管管路上等间距设有若干个超微雾化喷嘴，所述喷嘴孔径0.30mm，在P＝7MPa时，雾化量7.8kg\/h。

防爆火焰探测器：系统采用防爆火焰传感器探测火焰信号，固定在喷雾支架上方，实时探测锂电池组状态；通过物质燃烧时产生的烟雾和放出的热量，以及产生可见的或大气中没有的不可见的光辐射，把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号，输入到控制器，由控制器或者人为执行相关灭火指令。

设备运行计时：系统设有计时功能来累计设备运行时间，即使系统在断电情况下也能保存之前记录的时间，当达到设定保养值时，发出报警提醒维护人员对设备进行正常养护，确保设备的使用状态及寿命。

防爆隔离网：对喷雾支架四周进行防爆处理，防止锂电池组测试时发生爆炸，产生飞溅物损害设备及威胁工作人员人身安全。采用SUS304材质，隔网有3mm圆气孔，中空多层设置隔离网，有效消除爆炸产生的气流，同时又有效防止物体飞溅。

操作台远程监控：通过喷雾支架上的监控摄像头及火焰探测器，将实时信号传输至监控设备(包括显示器、报警灯等)，准确的反映测试锂电池组的工作状态，是否发生意外等情况，能帮助工作人员针对问题及时作出反应，采取补救措施。

实施例二

在防爆火焰探测器的基础上，进一步采用防爆监控摄像头：采用防爆监控摄像头，固定在喷雾支架上方，实时监控锂电池组状态，并存储视频录制文件，以供后期相关技术讨论时提供视频文件，同时可以远程观察起火点、起火时间、灭火开启时间、灭火效果、灭火完成情况等；最大限度保护工作人员安全。

实施例三

在实施一的基础上，进一步采用手机APP远程操控：通过火焰探测器、监控摄像头传回的相关信号，通过4G网络实时接受传来的信号，使用手机APP控制功能发送远程控制命令，控制设备启、停；也可以由设备设定好的自动程序，自动运行，人工进行监测、干预。此功能设置主要考虑到在工作人员离开操作台后，不论在何地何时都仍然可以操控设备，有效防止意外发生。

实施例四

柱塞泵高温保护：设备在使用过程中经常会因为缺少日常养护，以及因部件老化或磨损造成设备故障，特别是未定期更换泵内润滑油，至曲轴箱内部件得不到良好的润滑及散热，产生高温，导致瓦轴损坏，其后果非常严重，损失巨大，需要维修及更换的时间也较长，对设备正常运行影响较大。

针对此情况我们做了大量的试验与测试，开发了一种针对极端使用环境下能有效保护泵不受损坏的装置，它的作用主要是实时监测收集泵的工作温度变化，采集正常工作环境下泵的温度，当泵的工作温度超过正常值时(超过正常值15％)，就会发出报警提示信息，并在60s后自动停机,以保护泵不受损坏。

如图5a-5b所示，柱塞泵上设有实时监测组件，所述实时监测组件包括柱塞泵高温保护开关、高温信号线、输出线以及控制器，所述柱塞泵高温保护开关设有定温后的双金属圓片作为热敏感反应组件固定贴合在柱塞泵的曲轴箱表面，柱塞泵温度产生的热量传递到双金属圓片，柱塞泵高温保护开关通过高温信号线连接至控制器，通过控制器控制连接柱塞泵电路启闭。

设计图

一种锂电池试验喷雾灭火装置论文和设计

一种锂电池试验喷雾灭火装置论文和设计-李伟峰

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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