一種組合分配式自動氣體防火安全系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種組合分配式自動氣體防火安全系統(tǒng)，包括氮氣源、供氣主管道、組合分配裝置、控制線路、控制裝置、至少一個防火保護(hù)空間，所述組合分配裝置的進(jìn)氣口通過供氣主管道與氮氣源的出氣口連接，每個防火保護(hù)空間內(nèi)均氮氣出氣口和氧氣濃度檢測裝置，所述氮氣出氣口通過氮氣分配管道與組合分配裝置的出氣口連接，所述控制裝置分別通過控制線路與氧氣濃度檢測裝置和組合分配裝置連接。本發(fā)明可以自動控制并維持這些空間內(nèi)的氧氣濃度至物質(zhì)燃燒所需要的最低濃度之下，在有人員的場所，又能夠控制在維系人員生命安全所需要的最低濃度之上，達(dá)到既預(yù)防燃燒發(fā)生，又保證人員安全的目的，同時也避免了高壓容器爆炸事故風(fēng)險。
【專利說明】一種組合分配式自動氣體防火安全系統(tǒng)及其使用方法
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及消防安全【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種組合分配式自動氣體防火安全系統(tǒng)及其使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，為了消防安全，通常在建筑物內(nèi)安裝各種自動滅火系統(tǒng)。對于存在有重要設(shè)備或物資的封閉空間(如各類機(jī)房、重要物資庫房等)，為了防止被保護(hù)的對象免受滅火介質(zhì)污損，往往要安裝化學(xué)或惰性氣體滅火系統(tǒng)。這些氣體滅火系統(tǒng)必須采用大數(shù)量高壓鋼瓶或大容量壓力容器，將滅火所需要的滅火介質(zhì)長期儲存在現(xiàn)場，待發(fā)生火災(zāi)時才釋放出來，利用氣體化學(xué)或物理的作用進(jìn)行撲救。
[0003]各類滅火系統(tǒng)的一個重要特征是立足于滅火，而不是防火，即需要在火災(zāi)發(fā)生以后才被動發(fā)揮滅火作用，而不能避免火災(zāi)的發(fā)生。各類氣體滅火系統(tǒng)的一個重要缺陷是難免造成對保護(hù)空間內(nèi)的人員危害(包括窒息和毒害)，以及對內(nèi)部設(shè)備物資的損傷(冷激、射流沖擊等)。即使某些被稱為可以通過滅火濃度控制，達(dá)到對人員生命安全無害的氣體滅火系統(tǒng)，其實在實際使用中，由于難以達(dá)到其保證人員安全的各種條件(如保護(hù)空間容積，滅火劑用量等)，所以仍然無法達(dá)到對人員無傷害的目標(biāo)。
[0004]由于氣體滅火系統(tǒng)長期處于待用狀態(tài)，以及火災(zāi)發(fā)生的不可預(yù)知性、突發(fā)性和嚴(yán)重性，所以很難免出現(xiàn)滅火系統(tǒng)在需要時失效，導(dǎo)致火災(zāi)災(zāi)害的發(fā)生，以及大量消防安全系統(tǒng)建設(shè)意義的喪失?，F(xiàn)實已經(jīng)證明，大量應(yīng)用的氣體滅火系統(tǒng)還帶來了嚴(yán)重的高壓容器爆炸和氣體傷害危險。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述原有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種新的消防系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于對火災(zāi)事先預(yù)防，而不是事后撲救的本質(zhì)安全的最高目標(biāo)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種組合分配式自動氣體防火安全系統(tǒng),包括氮氣源、供氣主管道、組合分配裝置、控制線路、控制裝置、至少一個防火保護(hù)空間，所述組合分配裝置的進(jìn)氣口通過供氣主管道與氮氣源的出氣口連接，每個防火保護(hù)空間內(nèi)均設(shè)有氮氣出氣口和氧氣濃度檢測裝置，所述氮氣出氣口通過氮氣分配管道與組合分配裝置的出氣口連接，所述控制裝置分別通過控制線路與氧氣濃度檢測裝置和組合分配裝置連接。
[0007]優(yōu)選地，防火保護(hù)空間分為防火保護(hù)空間A和防火保護(hù)空間B，防火保護(hù)空間A內(nèi)設(shè)有氮氣出氣口 A和氧氣濃度監(jiān)測裝置A，防火保護(hù)空間B內(nèi)設(shè)有氮氣出氣口 B和氧氣濃度監(jiān)測裝置B，氮氣分配管道分為氮氣分配管道A和氮氣分配管道B，氧氣濃度監(jiān)測裝置A和氧氣濃度監(jiān)測裝置B均通過控制線路與控制裝置連接。
[0008]優(yōu)選地，所述組合分裝置包括殼體、連接供氣主管道的穩(wěn)壓閥、連接在穩(wěn)壓閥出口的分流管道A和分流管道B，分流管道A上設(shè)有一個流量調(diào)節(jié)閥A，分流管道B上設(shè)有一個流量調(diào)節(jié)閥B，流量調(diào)節(jié)閥出口 A通過氮氣分配管道A與防火保護(hù)空間A內(nèi)的氮氣出氣口 A連通，流量調(diào)節(jié)閥B出口通過氮氣分配管道B與防火保護(hù)空間B內(nèi)的氮氣出氣口 B連通，穩(wěn)壓閥和流量調(diào)節(jié)閥A和流量調(diào)節(jié)閥B均通過控制線與控制裝置連接。
[0009]優(yōu)選地，氮氣源為某工廠的氮氣副產(chǎn)品，或者為利用各種物理分離技術(shù)產(chǎn)生的氮氣。
[0010]優(yōu)選地，所述組合分配裝置能夠穩(wěn)定調(diào)節(jié)向保護(hù)空間的供氣壓力，并接受控制裝置的指令，調(diào)節(jié)向各個保護(hù)空間的氮氣供應(yīng)量。
[0011]優(yōu)選地，各個防火保護(hù)空間中安裝的氧氣濃度檢測裝置通過控制線路與控制裝置連接；可以隨時檢測各個空間的氧氣濃度，并據(jù)此自動調(diào)節(jié)組合分配裝置向各個防火空間的氮氣輸氣或補氣量。
[0012]一種組合分配式自動氣體防火安全系統(tǒng)的使用方法，包括下述步驟:
1)氮氣源通過供氣主管道、組合分配裝置和氮氣分配管道，單獨連接一個或分別連接多個獨立的相對封閉的防火保護(hù)空間；
2)根據(jù)需要分別向各個防火保護(hù)空間內(nèi)輸入氮氣；
3)氣源的供氣流量可通過計算確定，以滿足在規(guī)定時間內(nèi)，將防火保護(hù)空間A和B中最大容積的氧氣濃度降低到設(shè)定值以下，并滿足對防火保護(hù)空間A和B的氣體泄漏量補充，維持低氧濃度氛圍的要求；
4)防火保護(hù)空間A和B中的低氮氣體則通過開口部位流出，維持空間內(nèi)外的壓力平衡；
5)在防火保護(hù)空間A和B內(nèi)的氧氣濃度檢測裝置可隨時檢測防火保護(hù)空間內(nèi)的氧氣濃度值，并將檢測數(shù)據(jù)通過控制線路，隨時傳遞給控制裝置；
6)控制裝置根據(jù)實測值，調(diào)節(jié)組合分配裝置向各個保護(hù)空間的氮氣供氣流量，維持防火保護(hù)空間A和B的氧氣濃度在需要的限度范圍。
[0013]該系統(tǒng)利用一個氮氣源，通過管道將高濃度氮氣輸送到應(yīng)用現(xiàn)場，再經(jīng)過一套組合分配裝置，將經(jīng)過穩(wěn)壓的氮氣分別輸送到需要防火保護(hù)的若干個相對封閉的空間內(nèi)。同時，通過一套自動檢測與控制裝置，自動控制組合分配裝置向各個保護(hù)空間的氮氣供氣量，從而控制和維持這些空間內(nèi)的氧氣濃度至物質(zhì)燃燒所需要的最低濃度之下，在有人員的場所，又能夠控制在維系人員生命安全所需要的最低濃度之上，達(dá)到既預(yù)防燃燒發(fā)生，又保證人員安全的目的。
[0014]1.利用一個氮氣源(包含化工廠氮氣副產(chǎn)品，或采用各種物理分離技術(shù)產(chǎn)生的氮氣)。
[0015]2.在需要預(yù)防火災(zāi)發(fā)生或隔離火災(zāi)蔓延的若干個相對封閉的空間附近，設(shè)一套組合分配裝置。組合分配裝置通過管道連接上述氮氣源和各個防火保護(hù)空間。組合分配裝置具有穩(wěn)定調(diào)節(jié)向各個保護(hù)空間的供氣壓力，并根據(jù)控制裝置的指令，調(diào)節(jié)向各個保護(hù)空間的供氣量的功能。
[0016]3.氮氣源來的高濃度氮氣，通過組合分配裝置控制分配，分別輸送到上述防火保護(hù)空間內(nèi)，將空間內(nèi)的氣體從出氣口排擠出去，從而逐步提高空間內(nèi)的氮氣濃度，而降低空間內(nèi)的氧氣濃度；
4.為系統(tǒng)設(shè)立一套氧氣濃度自動檢測和控制裝置，利用對保護(hù)空間內(nèi)的氧氣濃度的實時檢測值，自動調(diào)節(jié)組合分配裝置向各個防火空間的氮氣輸氣或補氣量，以準(zhǔn)確控制各個保護(hù)空間內(nèi)的氧氣濃度，能夠降低并保持在引發(fā)并維持被保護(hù)物資燃燒所需要的最低氧氣濃度之下，在需要時，又能控制在維系保護(hù)空間內(nèi)人員生命安全所需要的最低氧氣濃度之上。
[0017]由于多數(shù)物質(zhì)燃燒所需要的最低氧濃度為15%，而維系人員生命安全所需要的最低氧氣濃度是10%，介于二者之間的某個氧氣濃度值就是本方案的目標(biāo)控制值，所以，本控制方案是能夠?qū)崿F(xiàn)的。
[0018]與現(xiàn)有的消防技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1.一改目前消防技術(shù)被動滅火為主動防火。當(dāng)安裝了本發(fā)明的系統(tǒng)之后，防火保護(hù)空間內(nèi)將不會發(fā)生任何需要氧氣的燃燒或火災(zāi)，實現(xiàn)了消防安全的最高標(biāo)準(zhǔn)一本質(zhì)安全。
[0019]2.在保證消防安全的前提下，本系統(tǒng)還能保證處于保護(hù)空間中的人員的生命不會因此而受到傷害；
3.當(dāng)其他區(qū)域火災(zāi)發(fā)生時，人員進(jìn)入或經(jīng)過作為火災(zāi)隔離的保護(hù)空間后，將會獲得安全，燃燒將會被阻斷。
[0020]4.采用一個氮氣源建立的一套系統(tǒng)，可以同時保護(hù)若干個需要防火保護(hù)或用作防火隔離的獨立空間。
[0021]5.克服了目前滅火系統(tǒng)需要在火災(zāi)發(fā)生時才能發(fā)揮作用，并且難免在需要使用時出現(xiàn)故障，無法發(fā)揮應(yīng)有作用的弱點；
6.對于原來需要實行氣體滅火的區(qū)域，可以不再需要安裝氣體滅火系統(tǒng)，從而避免了由此所帶來的高壓容器爆炸或有毒氣體傷害事故風(fēng)險；
7.干燥的氮氣還可以有利于被保護(hù)物資和設(shè)備的防潮和防腐；
8.與現(xiàn)有的消防技術(shù)比較，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于推廣應(yīng)用，且可在提高消防安全標(biāo)準(zhǔn)的前提下，節(jié)省消防投資。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的原理示意圖；
圖2為本發(fā)明中組合分配裝置的原理示意圖。
[0023]圖中:1.氮氣源，2.供氣主管道，3.組合分配裝置，4.氮氣分配管道A，5.氮氣出氣口 A，6.防火保護(hù)空間A，7.防火保護(hù)空間B，8.氧氣濃度檢測裝置A，9.控制線路，10.控制裝置，11.殼體，12.穩(wěn)壓閥，13.分流管道B，14.流量調(diào)節(jié)閥B，15.流量調(diào)節(jié)閥A，31.氮氣分配管道B，41.分流管道A，51.氮氣出氣口 B，81.氧氣濃度檢測裝置B。

【具體實施方式】
[0024]下面通過具體實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。
[0025]實施例:
如圖1所描述的一套組合分配式自動氣體防火安全系統(tǒng)包含一個能夠提供高濃度氮氣的氮氣源I。氮氣源根據(jù)條件，可以是某工廠(如化肥廠或鋼鐵廠等)的氮氣副產(chǎn)品，或利用常規(guī)的物理分離技術(shù)制備的氮氣。防火保護(hù)空間A6和防火保護(hù)空間B7，供氣主管道2，組合分配裝置3，氮氣分配管道A4，氮氣分配管道B31，氮氣出氣口 A5，氮氣出氣口 B51，氧氣濃度檢測裝置A7，氧氣濃度檢測裝置B71，控制線路8和控制裝置9。
[0026]氮氣源I通過供氣主管道2與現(xiàn)場的組合分配裝置3相連，再通過氮氣分配管道4和氮氣出氣口 5，連接相對封閉的防火保護(hù)空間A6和防火保護(hù)空間B7。防火保護(hù)空間的數(shù)量可以根據(jù)需要增加。
[0027]來自于氮氣源I的高濃度氮氣通過供氣主管道輸送到現(xiàn)場的組合分配裝置3。組合分配裝置3在控制裝置10的控制下，將經(jīng)過穩(wěn)壓閥12調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓氮氣通過分流管道A41、流量調(diào)節(jié)閥A15、氮氣分配管道A4和氮氣出氣口 A5，布灑到防火保護(hù)空間A6中。將經(jīng)過穩(wěn)壓閥12調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓氮氣通過分流管道B13、流量調(diào)節(jié)閥B14、氮氣分配管道B31和氮氣出氣口 B51，布灑到防火保護(hù)空間B7中。
[0028]氮氣源的供氣流量可通過計算確定，以滿足在規(guī)定時間內(nèi)，將防火保護(hù)空間中最大容積的保護(hù)空間內(nèi)的氧氣濃度降低到設(shè)定值以下，并滿足對防火保護(hù)空間的氣體泄漏量補充，維持低氧濃度氛圍的要求。
[0029]防火保護(hù)空間中的低氮氣體則通過開口部位流出，維持空間內(nèi)外的壓力平衡。
[0030]安裝在防火保護(hù)空間A6內(nèi)的氧氣濃度檢測裝置A81可隨時檢測防火保護(hù)空間A6內(nèi)的氧氣濃度值，并將檢測數(shù)據(jù)通過控制線路，隨時傳遞給控制裝置?？刂蒲b置根據(jù)實測值，通過流量調(diào)節(jié)閥A15調(diào)節(jié)分流管道A41、氮氣分配管道A4和氮氣出氣口 A5向防火保護(hù)空間A6的氮氣供氣流量，維持防火保護(hù)空間的氧氣濃度在需要的限度范圍。
[0031]安裝在防火保護(hù)空間B7內(nèi)的氧氣濃度檢測裝置B8可隨時檢測防火保護(hù)空間B7內(nèi)的氧氣濃度值，并將檢測數(shù)據(jù)通過控制線路，隨時傳遞給控制裝置。控制裝置根據(jù)實測值，通過流量調(diào)節(jié)閥B14調(diào)節(jié)分流管道B13、氮氣分配管道B31和氮氣出氣口 B51向防火保護(hù)空間B7的氮氣供氣流量，維持防火保護(hù)空間的氧氣濃度在需要的限度范圍。
[0032]氧氣濃度的上限值根據(jù)空間內(nèi)被保護(hù)的可燃物質(zhì)的最低燃點確定，而其下限值則根據(jù)保護(hù)空間內(nèi)的人員活動情況確定。在有人員安全要求的情況下，該下限值被控制在人體所需要氧氣濃度的最低值以上。上述限度范圍越大，空間封閉程度越高，則平時需要的補氣量就越少，在不補氣的條件下，維持濃度的時間就越長。這些指標(biāo)也成了設(shè)計該系統(tǒng)的重要參數(shù)。
[0033]本發(fā)明中的控制裝置、流量調(diào)節(jié)閥、穩(wěn)壓閥、氧氣濃度監(jiān)測裝置均為市面上采購的常規(guī)部件，故其具體結(jié)構(gòu)和工作過程不作細(xì)述。
[0034]以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
【權(quán)利要求】
1.一種組合分配式自動氣體防火安全系統(tǒng)，其特征是，其包括氮氣源(I )、供氣主管道(2)、組合分配裝置(3)、控制線路(9)、控制裝置(10)、至少一個防火保護(hù)空間，所述組合分配裝置(3)的進(jìn)氣口通過供氣主管道(2)與氮氣源(I)的出氣口連接，每個防火保護(hù)空間內(nèi)均設(shè)有氮氣出氣口和氧氣濃度檢測裝置，所述氮氣出氣口通過氮氣分配管道與組合分配裝置(3 )的出氣口連接，所述控制裝置(10 )分別通過控制線路(9 )與氧氣濃度檢測裝置和組合分配裝置(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合分配式自動氣體防火安全系統(tǒng)，其特征是:防火保護(hù)空間分為防火保護(hù)空間A (6)和防火保護(hù)空間B (7)，防火保護(hù)空間A (6)內(nèi)設(shè)有氮氣出氣口A (5)和氧氣濃度監(jiān)測裝置A (81)，防火保護(hù)空間B (7)內(nèi)設(shè)有氮氣出氣口 B (51)和氧氣濃度監(jiān)測裝置B (8)，氮氣分配管道分為氮氣分配管道A (4)和氮氣分配管道B (31)，氧氣濃度監(jiān)測裝置A (81)和氧氣濃度監(jiān)測裝置B (8)均通過控制線路與控制裝置連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合分配式自動氣體防火安全系統(tǒng)，其特征是:所述組合分裝置(3)包括殼體(11)、連接供氣主管道的穩(wěn)壓閥(12)、連接在穩(wěn)壓閥(12)上的分流管道A(41)和分流管道B (13)，分流管道A (41)通過氮氣分配管道A (4)與防火保護(hù)空間A (6)內(nèi)的氮氣出氣口 A (5)連通，分流管道B (13)通過氮氣分配管道B (31)與防火保護(hù)空間B (7)內(nèi)的氮氣出氣口 B (51)連通，分流管道A(41)上設(shè)有一個流量調(diào)節(jié)閥A (15)，分流管道B (13)上設(shè)有一個流量調(diào)節(jié)閥B (14)，穩(wěn)壓閥(12)和流量調(diào)節(jié)閥A (15)和氣壓調(diào)節(jié)閥B (14)均通過控制線與控制裝置連接。
4..根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合分配式自動氣體防火安全系統(tǒng)，其特征是:氮氣源(I)為某工廠的氮氣副產(chǎn)品，或者為利用各種物理分離技術(shù)產(chǎn)生的氮氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合分配式自動氣體防火安全系統(tǒng)，其組合分配裝置(3)能夠穩(wěn)定調(diào)節(jié)向保護(hù)空間的供氣壓力，并接受控制裝置(10)的指令，調(diào)節(jié)向各個保護(hù)空間的氮氣供應(yīng)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合分配式自動氣體防火安全系統(tǒng)，其特征是:各個防火保護(hù)空間中安裝的氧氣濃度檢測裝置(8)通過控制線路(9)與控制裝置(10)連接；可以隨時檢測各個空間的氧氣濃度，并據(jù)此自動調(diào)節(jié)組合分配裝置(3)向各個防火空間的氮氣輸氣或補氣量。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合分配式自動氣體防火安全系統(tǒng)的使用方法，其特征是:其包括下述步驟: 1)氮氣源通過供氣主管道、組合分配裝置和氮氣分配管道，單獨連接一個或分別連接多個獨立的相對封閉的防火保護(hù)空間； 2)根據(jù)需要分別向各個防火保護(hù)空間內(nèi)輸入氮氣； 3)源的供氣流量可通過計算確定，以滿足在規(guī)定時間內(nèi)，將防火保護(hù)空間A和B中最大容積的保護(hù)空間內(nèi)的氧氣濃度降低到設(shè)定值以下，并滿足對防火保護(hù)空間A和B的氣體泄漏量補充，維持低氧濃度氛圍的要求； 4)防火保護(hù)空間A和B中的低氮氣體則通過開口部位流出，維持空間內(nèi)外的壓力平衡； 5)在防火保護(hù)空間A和B內(nèi)的氧氣濃度檢測裝置可隨時檢測防火保護(hù)空間內(nèi)的氧氣濃度值，并將檢測數(shù)據(jù)通過控制線路，隨時傳遞給控制裝置； 6)控制裝置根據(jù)實測值，調(diào)節(jié)組合分配裝置向各個保護(hù)空間的氮氣供氣流量，維持防火保護(hù)空間和的氧氣濃度在需要的限度范圍。
【文檔編號】A62C37/50GK104368105SQ201410629671
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】閔甦宏, 周江寧, 陶李華, 熊軍 申請人:閔甦宏, 周江寧, 浙江方元安消防技術(shù)有限公司