一种全氟己酮电池仓灭火系统论文和设计-王忠

全文摘要

本实用新型涉及消防设备技术领域，特别涉及一种全氟己酮电池仓灭火系统，包括灭火剂储存容器、瓶头阀Ⅰ、启动阀、虹吸管、灭火剂输送管道、药剂单向阀、压力讯号装置、管道连接件、气动管路、气体单向阀、瓶头阀Ⅱ、电磁铁、驱动气瓶、气体减压器、压力表、安全泄压装置、低压传感器、电气线路、灭火系统控制装置、气体探测器、感温探测器、感烟探测器、UPS应急电源、机械应急开关、雾化喷头和箱体。本实用新型采用高精度、多类型火灾探测器（即气体探测器、感温探测器、感烟探测器），能够准确、迅速的探测到电池火灾，有自动、手动和机械应急启动三种启动方式，保证了灭火系统运行可靠性、及时性和精确性。

主设计要求

1.一种全氟己酮电池仓灭火系统，其特征在于：包括灭火剂输送管道（8）、气动管路（12）、灭火系统控制装置（23）、灭火剂储存容器（1）和驱动气瓶（16）；所述灭火剂储存容器（1）内置有虹吸管（5），上端安装有瓶头阀Ⅰ（3）；所述虹吸管（5）顶端与瓶头阀Ⅰ（3）连接，所述瓶头阀Ⅰ（3）上端垂直安装有启动阀（4），所述瓶头阀Ⅰ（3）的右侧为气体输入口（6），左侧为灭火剂输出口（7）；所述灭火剂输出口（7）连接灭火剂输送管道（8），所述灭火剂输送管道（8）从右至左依次安装药剂单向阀（9）和压力讯号装置（10），所述灭火剂输送管道（8）末端安装有雾化喷头（29）；所述驱动气瓶（16）上端安装有瓶头阀Ⅱ（14），所述瓶头阀Ⅱ（14）上安装有电磁铁（15）、压力表（18）、安全泄压装置（19）和低压传感器（21），所述瓶头阀Ⅱ（14）左侧为气体输出口（20），所述气体输出口（20）通过气动管路（12）与气体输入口（6）和启动阀（4）相连，所述气动管路（12）上从右至左依次安装气体减压器（17）和气体单向阀（13）；所述灭火系统控制装置（23）电连接气体探测器（24）、感温探测器（25）、感烟探测器（26）、UPS应急电源（27）、电磁铁（15）和低压传感器（21）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的全氟己酮电池仓灭火系统，其特征在于：所述灭火剂储存容器（1）和驱动气瓶（16）固定安装在箱体（30）内，所述箱体（30）外部安装有机械应急开关（28），所述机械应急开关（28）通过电气线路与灭火系统控制装置（23）电连接。

3.根据权利要求1所述的全氟己酮电池仓灭火系统，其特征在于：所述气体探测器（24）、感温探测器（25）和感烟探测器（26）水平安装在电池仓内。

4.根据权利要求1所述的全氟己酮电池仓灭火系统，其特征在于：所述瓶头阀Ⅰ（3）通过丝接方式连接灭火剂储存容器（1）的容器口；所述虹吸管（5）通过丝接方式连接瓶头阀Ⅰ（3）并内置于灭火剂储存容器（1），所述启动阀（4）通过丝接方式垂直安装在瓶头阀Ⅰ（3）上端；所述灭火剂输出口（7）通过丝接方式连接灭火剂输送管道（8），所述灭火剂输送管道（8）的水平管段且靠近灭火剂储存容器（1）的位置通过丝接方式依次安装药剂单向阀（9）和压力讯号装置（10），所述灭火剂输送管道（8）通过丝接方式经管道连接件（11）进行连续安装，所述灭火剂输送管道（8）的末端通过丝接方式经管道连接件（11）安装有至少3个雾化喷头（29）。

5.根据权利要求1所述的全氟己酮电池仓灭火系统，其特征在于：所述瓶头阀Ⅱ（14）通过丝接方式与驱动气瓶（16）瓶口连接，所述电磁铁（15）通过丝接方式垂直安装在瓶头阀Ⅱ（14）的上端，所述压力表（18）、安全泄压装置（19）和低压传感器（21）通过丝接方式直接与瓶头阀Ⅱ（14）连接，所述气体减压器（17）的进气端口通过丝接方式直接与瓶头阀Ⅱ（14）的气体输出口（20）连接，所述气体减压器（17）的出气端口通过丝接方式与气体单向阀（13）的输入端口连接，所述气体单向阀（13）的输出端口通过丝接方式经气动管路（12）分别与瓶头阀Ⅰ（3）的气体输入口（6）和启动阀（4）相连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及消防设备技术领域，特别涉及一种全氟己酮电池仓灭火系统。

背景技术

随着我国新能源汽车国家战略的持续推进，我国新能源汽车保有量不断攀升。然而，在新能源电动汽车在推广应用过程中，不断发生火灾事故。据统计，2015年国内发生电动汽车火灾事14起，2016年29起，事故总量快速上升。到2020年，若新能源汽车保有量达到500万辆，将会有更多的火灾事故发生。有效控制并扑救新能源车火灾已成为当前研究的重点和难点。

新能源汽车的电池包都是由大量的单体电池构成，一个单体电池热失控之后会在电池包中发生扩散，容易导致整个电池包发生热失控，从电池的安全失控机理可以看出，电池发生燃烧是一个长期的化学反应过程，而且失控的电池都在防护等级较高的电池包中，对其进行消防救援存在较大的困难。单体电池的热失控过程可以分为三个阶段：使用过程中电池会生热，出现安全隐患后生热到接近100摄氏度的位置即热引发阶段，此后进入自生热加速期阶段，从引起SEI膜分解开始，逐步产生隔膜闭孔、负极与电解液反应，到热失控阶段发生大规模内短路、正极材料分解，产生大量热量引起电解液开始燃烧，电池的温度可升高400~1000度。中科大火灾科学国家重点实验室研究发现，结合电池火灾实验结果，可以由电池极耳温度是否超过99℃来判定电池是否已经接近起火的临界状态。锂离子电池发生热失控的温度值低于公共安全行业标准GA\/T536.3-2005中所要求的140℃。因此如何控制单体电池的热失控，甚至建立单体电池之间的“防火墙”，对电池包的消防安全就非常重要。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种全氟己酮电池仓灭火系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种全氟己酮电池仓灭火系统，包括灭火剂输送管道、气动管路、灭火系统控制装置、灭火剂储存容器和驱动气瓶；所述灭火剂储存容器内置有虹吸管，上端安装有瓶头阀Ⅰ；所述虹吸管顶端与瓶头阀Ⅰ连接，所述瓶头阀Ⅰ上端垂直安装有启动阀，所述瓶头阀Ⅰ的右侧为气体输入口，左侧为灭火剂输出口；所述灭火剂输出口连接灭火剂输送管道，所述灭火剂输送管道从右至左依次安装药剂单向阀和压力讯号装置，所述灭火剂输送管道末端安装有雾化喷头；所述驱动气瓶上端安装有瓶头阀Ⅱ，所述瓶头阀Ⅱ上安装有电磁铁、压力表、安全泄压装置和低压传感器，所述瓶头阀Ⅱ左侧为气体输出口，所述气体输出口通过气动管路与气体输入口和启动阀相连，所述气动管路上从右至左依次安装气体减压器和气体单向阀；所述灭火系统控制装置电连接气体探测器、感温探测器、感烟探测器、UPS应急电源、电磁铁和低压传感器。

作为优选方案，所述灭火剂储存容器和驱动气瓶固定安装在箱体内，所述箱体外部安装有机械应急开关，机械应急开关通过电气线路与灭火系统控制装置电连接。

作为优选方案，所述气体探测器、感温探测器和感烟探测器水平安装在电池仓内。

作为优选方案，所述瓶头阀Ⅰ通过丝接方式连接灭火剂储存容器的容器口；所述虹吸管通过丝接方式连接瓶头阀Ⅰ并内置于灭火剂储存容器，所述启动阀通过丝接方式垂直安装在瓶头阀Ⅰ上端；所述灭火剂输出口通过丝接方式连接灭火剂输送管道，所述灭火剂输送管道的水平管段且靠近灭火剂储存容器的位置通过丝接方式依次安装药剂单向阀和压力讯号装置，所述灭火剂输送管道通过丝接方式经管道连接件进行连续安装，所述灭火剂输送管道的末端通过丝接方式经管道连接件安装有至少3个雾化喷头。

作为优选方案，所述瓶头阀Ⅱ通过丝接方式与驱动气瓶瓶口连接，所述电磁铁通过丝接方式垂直安装在瓶头阀Ⅱ的上端，所述压力表、安全泄压装置和低压传感器通过丝接方式直接与瓶头阀Ⅱ连接，所述气体减压器的进气端口通过丝接方式直接与瓶头阀Ⅱ的气体输出口连接，所述气体减压器的出气端口通过丝接方式与气体单向阀的输入端口连接，所述气体单向阀的输出端口通过丝接方式经气动管路分别与瓶头阀的气体输入口和启动阀相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型灭火系统采用高精度、多类型火灾探测器（即气体探测器、感温探测器、感烟探测器），能够准确、迅速的探测到电池火灾，灭火系统支持自动、手动和机械应急启动三种启动方式，保证了灭火系统运行可靠性、及时性和精确性；自动探测报警控制系统工作模式设计为二级报警分级控制，一级报警状态下手动启动灭火系统，及时释放灭火剂达到迅速降温，抑制电池燃烧爆炸；二级报警状态下自动启动灭火系统，及时释放灭火剂达到迅速降温及灭火目的，全方位保证灭火系统运行的安全性、及时性、准确性和可靠性，尽而有效且安全的保护着电池仓及其车辆和人员的安全。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型瓶头阀的俯视图；

图3是本实用新型安装于车上使用时的侧视图；

图4是本实用新型安装于车上使用的俯视图；

图5是本实用新型工作的原理图。

图中：1灭火剂储存容器，2全氟己酮灭火剂，3瓶头阀Ⅰ，4启动阀，5虹吸管，6气体输入口，7灭火剂输出口，8灭火剂输送管道，9药剂单向阀，10压力讯号装置，11管道连接件，12气动管路，13气体单向阀，14瓶头阀Ⅱ，15电磁铁，16驱动气瓶，17气体减压器，18压力表，19安全泄压装置，20气体输出口，21低压传感器，22电气线路，23灭火系统控制装置，24气体探测器，25感温探测器，26感烟探测器，27 UPS应急电源，28机械应急开关，29雾化喷头，30箱体。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

在本实用新型的描述中，术语 “右侧”、“左侧”、“从右至左”、“上端”等指示方位或位置关系为基于附图1和附图2所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或结构必须具有的特定方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至5所示，一种全氟己酮电池仓灭火系统，包括灭火剂输送管道8、气动管路12、灭火系统控制装置23、灭火剂储存容器1和驱动气瓶16；所述灭火剂储存容器1内置有虹吸管5，上端安装有瓶头阀Ⅰ3；所述虹吸管5顶端与瓶头阀Ⅰ3连接，所述瓶头阀Ⅰ3上端垂直安装有启动阀4，所述瓶头阀Ⅰ3的右侧为气体输入口6，左侧为灭火剂输出口7；所述灭火剂输出口7连接灭火剂输送管道8，所述灭火剂输送管道8从右至左依次安装药剂单向阀9和压力讯号装置10，所述灭火剂输送管道8末端安装有雾化喷头29；所述驱动气瓶16上端安装有瓶头阀Ⅱ14，所述瓶头阀Ⅱ14上安装有电磁铁15、压力表18、安全泄压装置19和低压传感器21，所述瓶头阀Ⅱ14左侧为气体输出口20，所述气体输出口20通过气动管路12与气体输入口6和启动阀4相连，所述气动管路12上从右至左依次安装气体减压器17和气体单向阀13；所述灭火系统控制装置23通过电气线路22电连接气体探测器24、感温探测器25、感烟探测器26、UPS应急电源27、电磁铁15和低压传感器21。

在一个实施例中，所述灭火剂储存容器1以常压灌装有全氟己酮灭火剂2，驱动气瓶16灌装有高压氮气，所述灭火剂储存容器1和驱动气瓶16固定安装在箱体30内，所述箱体30可根据需要置于驾驶舱或者行李舱中，所述箱体30外部安装有机械应急开关28，机械应急开关28通过电气线路与灭火系统控制装置23电连接。

在一个实施例中，所述气体探测器24、感温探测器25和感烟探测器26水平安装在电池仓内；所述灭火系统控制装置23安装在车辆驾驶人员处易操作处，并在附近做醒目标识及防误操作保护，所述灭火系统控制装置23支持自动和手动启动灭火系统并设有警报蜂鸣器。

在一个实施例中，所述瓶头阀Ⅰ3通过丝接方式连接灭火剂储存容器1的容器口；所述虹吸管5通过丝接方式连接瓶头阀Ⅰ3并内置于灭火剂储存容器1，所述启动阀4通过丝接方式垂直安装在瓶头阀Ⅰ3上端；所述灭火剂输出口7通过丝接方式连接灭火剂输送管道8，所述灭火剂输送管道8的水平管段且靠近灭火剂储存容器1的位置通过丝接方式依次安装药剂单向阀9和压力讯号装置10，所述灭火剂输送管道8通过丝接方式经管道连接件11进行连续安装，所述灭火剂输送管道8的末端通过丝接方式经管道连接件11安装有至少3个雾化喷头29；所述灭火剂输送管道8选用304或316不锈钢钢管。

在一个实施例中，所述瓶头阀Ⅱ14通过丝接方式与驱动气瓶16瓶口连接，所述电磁铁15通过丝接方式垂直安装在瓶头阀Ⅱ14的上端，所述压力表18、安全泄压装置19和低压传感器21通过丝接方式直接与瓶头阀Ⅱ14连接，所述气体减压器17的进气端口通过丝接方式直接与瓶头阀Ⅱ14的气体输出口20连接，所述气体减压器17的出气端口通过丝接方式与气体单向阀13的输入端口连接，所述气体单向阀13的输出端口通过丝接方式经气动管路12分别与瓶头阀3的气体输入口6和启动阀4相连接。

工作原理如下：

自动启动模式时：电池火灾情况处于热失控状态或已发生着火现象，此时自动探测报警控制系统处于二级报警状态，气体探测器24、感温探测器25和感烟探测器26同时探测到电池火灾信号，电池火灾信号经电气线路22发送至灭火系统控制装置23（型号为海湾GST-QKP01），灭火系统控制装置23发出蜂鸣声音并自动联动启动电磁铁5，电磁铁5动作后打开瓶头阀Ⅱ14，当瓶头阀Ⅱ14开启后储存于驱动气瓶16内的高压氮气由气体输出口20输送至气体减压器17，高压氮气经气体减压器17减至工作压力，随后经气体单向阀13分成两路其中一路气体经气动管路12输送至启动阀4，一路气体经气动管路12输送至气体输入口6，启动阀4在气体作用下打开瓶头阀3，此时的灭火剂储存容器1中已充满来自气体输入口6的气体，全氟己酮灭火剂2在气体压力推动下经过虹吸管5和瓶头阀3由灭火剂输出口7输出，随后经灭火剂输送管道8和药剂单向阀9输送至雾化喷头29，全氟己酮灭火剂2在雾化喷头29的雾化作用下释放至电池仓，迅速达到降温、抑制电池燃烧爆炸和灭火的目的。

手动启动模式时：此时的电池温度处于99℃以下，电池处于热引发阶段并伴有气体挥发，气体探测器24和感温探测器25探测到报警信号，报警信号经电气线路22发送至灭火系统控制装置23（型号为海湾GST-QKP01），灭火系统控制装置23发出蜂鸣声音，此时车辆驾驶人员或其他相关人员在收到蜂鸣声报警后应及时查看电池仓问题，如发生异常情况可用手按下灭火系统控制装置23的手动启动按钮开启灭火系统释放全氟己酮灭火剂2，可准确、及时的达到降温、抑爆的目的。

机械应急启动模式时：当电池仓发生异常情况且灭火系统通过自动和手动启动两种模式无法开启灭火系统时，可用手轻拉位于箱体30外部的机械应急开关28，可及时开启灭火系统释放全氟己酮灭火剂2。

本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述具体实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述具体实施方式，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应落入本实用新型的保护范围。

设计图

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主设计要求

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