一種多途徑移動(dòng)式液氮炮車滅火系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種多途徑移動(dòng)式液氮炮車滅火系統(tǒng)，由液氮罐、增壓泵、液氮炮、液氮管路投擲器和自伸縮匯流液氮滅火管路構(gòu)成。其中液氮炮彈投擲到遠(yuǎn)距離火區(qū)后破裂滅火，液氮投擲管路通過錨鉤固定在高層建筑進(jìn)行灌注液氮滅火，自伸縮匯流液氮滅火管路由消防員手持進(jìn)行近距離滅火。本液氮滅火系統(tǒng)集成液氮生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)大流量、多途徑液氮滅火功能，它主要是在石油化工、油罐區(qū)、大跨度建筑等強(qiáng)高溫強(qiáng)輻射、易坍塌地區(qū)使用，具有廣泛的適用性。
【專利說(shuō)明】
-種多途徑移動(dòng)式液氮炮車滅火系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種移動(dòng)式液氮炮車滅火裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前消防車救火方式多為滅火器、水槍、泡沫槍等常規(guī)方法進(jìn)行壓制，當(dāng)遇到高層 建筑、難W接近的火區(qū)和精密儀器火災(zāi)時(shí)，上述滅火方式就出現(xiàn)局限性，導(dǎo)致滅火效率低， 造成不必要的損失。液氮作為一種滅火新介質(zhì)，具有破壞性小、滅火效率高等優(yōu)點(diǎn)。在常壓 下，液氮溫度可達(dá)一196°C，汽化潛熱為5.56kJ/mol，l立方米的液氮可W膨脹至696立方米 2rc的純氣態(tài)氮，汽化時(shí)可吸收周圍大量熱量，相比常規(guī)滅火方式具有迅速降溫和窒息火 焰的優(yōu)勢(shì)，對(duì)大型火災(zāi)具有全淹沒覆蓋的功能。
[0003] 液氮滅火具有傳統(tǒng)介質(zhì)滅火不具備的優(yōu)勢(shì)，目前有授權(quán)公告號(hào):CN2483034Y，有公 告號(hào)CN1522773A、CN10130151A、CN1488412A都不能實(shí)現(xiàn)液氮的大流量、多途徑移動(dòng)式滅火 功能。
[0004] 福基塑料泡沫是一種優(yōu)良的液氮載體，吸附液氮能力特別強(qiáng)，吸附液氮重量是其 本身重量的10倍左右，且福基塑料泡沫由-190°C上升到-40°C約需350s，上升到(TC約需 730s，保存液氮能力很好，?；芰吓菽瓉?lái)源容易，價(jià)格便宜，能廣泛使用。參考文獻(xiàn):齊穎， 汪學(xué)林，鄭嬌恒，俞香仁，工影響天氣液氮載體的篩選[J].吉林氣象，2004, Ol: 32-37。
[0005] 充分發(fā)揮液氮滅火的優(yōu)勢(shì)，亟待解決的問題是如何優(yōu)化滅火系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)液氮的移 動(dòng)式、多途徑、大流量一體化滅火功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了實(shí)現(xiàn)液氮在火災(zāi)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)，突破液氮在輸出端的局限性，本發(fā)明提供一 種多途徑移動(dòng)式液氮防滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括液氮消防炮車，可實(shí)現(xiàn)液氮的多途徑、全方 位、大流量滅火，液氮可根據(jù)火區(qū)的方位和地理位置，選擇液氮炮、液氮管路投擲器或自伸 縮液氮匯流管路進(jìn)行液氮的輸出。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:該多途徑移動(dòng)式液氮炮車滅火系統(tǒng)，由液氮罐、增壓累、液 氮炮、液氮管路投擲器和自伸縮匯流液氮滅火管路構(gòu)成。其中液氮炮彈投擲到遠(yuǎn)距離火區(qū) 后破裂滅火，液氮管路投擲器通過錯(cuò)鉤固定在高層建筑進(jìn)行灌注液氮滅火，自伸縮匯流液 氮滅火管路由消防員手持進(jìn)行近距離滅火。本液氮滅火系統(tǒng)集成液氮生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)大流量、 多途徑液氮滅火功能，它主要是在石油化工、油罐區(qū)、大跨度建筑等強(qiáng)高溫強(qiáng)福射、易巧塌 地區(qū)使用，具有廣泛的實(shí)用性。
[000引所述的液氮消防炮車設(shè)有液氮罐，后部連接增壓累，液氮輸出部分包括液氮炮、液 氮管路投擲器和自伸縮匯流液氮滅火管路，其中液氮罐下部設(shè)有液氮補(bǔ)給口；液氮炮體設(shè) 置在頂部，下部連接炮彈裝填裝置，炮體后部接高壓氣驅(qū)動(dòng)發(fā)射器，炮彈補(bǔ)給裝置設(shè)置在炮 彈夾一側(cè);液氮管路投擲器中的液氮管路連接錯(cuò)鉤桿，錯(cuò)鉤桿在投擲筒內(nèi)部，前端為花管結(jié) 構(gòu)的錯(cuò)鉤，后部連接激發(fā)活塞和高壓驅(qū)動(dòng)發(fā)射器，投擲筒上部設(shè)有調(diào)整扶手、下部設(shè)有水平 旋轉(zhuǎn)盤、液氮管路纏繞在纏繞輪上；自伸縮匯流液氮滅火管路設(shè)有自伸縮滾輪，管路前部設(shè) 有環(huán)形匯流器。
[0009] 所述的液氮罐下部設(shè)有液氮補(bǔ)給口，可對(duì)液氮儲(chǔ)罐進(jìn)行加注液氮。
[0010] 所述的液氮炮可水平180°旋轉(zhuǎn)，垂直調(diào)整范圍0~60%液氮炮彈經(jīng)填彈口進(jìn)行填充； 設(shè)VO為炮彈初始速度，a為發(fā)射角，g是重力加速度(約為9.8m/s2 )，由高壓氣體發(fā)射器控制出 口壓力大小，控制活塞初速度為0~50m/s，根據(jù)射程計(jì)算公式：
發(fā) 射角計(jì)算公式：
，可知液氮炮有效射程為0~200米。
[0011] 所述的液氮炮彈為雙層結(jié)構(gòu)，外層為導(dǎo)熱金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)由導(dǎo)熱骨架支撐，內(nèi)部設(shè) 有致密金屬網(wǎng)膠囊，膠囊內(nèi)填充福基塑料泡沫，炮彈后部設(shè)置有液氮填充口。
[0012] 所述的液氮管路投擲器設(shè)有投擲筒，投擲的液氮管路由快速接頭連接液氮口主 管，經(jīng)過液氮罐纏繞輪連接前部錯(cuò)鉤，液氮管路為抗低溫金屬軟管，管路前方為花管結(jié)構(gòu)， 固定建筑物可進(jìn)行全方位灌注，投擲筒前部為錯(cuò)鉤投擲部分，后部為投擲驅(qū)動(dòng)活塞，投擲筒 下部設(shè)有水平旋轉(zhuǎn)盤。
[0013] 所述的自伸縮匯流液氮滅火管路由快速接頭連接液氮總管出口，管路纏繞在自伸 縮滾輪上，由消防員控制開關(guān)進(jìn)行短距離液氮滅火，其中自伸縮滾輪可實(shí)現(xiàn)管路拉伸和管 路自收縮功能，避免滅火過程管路的纏繞。
[0014] 所述的自伸縮匯流液氮滅火管路出口連接環(huán)形匯流器，匯流器為錐形形狀。
[0015] 所述的液氮管路投擲器中的液氮管路前端錯(cuò)鉤為耐火材料，能承受2000°C高溫。
[0016] 所述的液氮炮彈填充有?；芰吓菽?jīng)推送器由填彈口填入炮彈夾，填彈口為 單向開啟，可直接推入填充。
[0017] 所述的自伸縮滾輪內(nèi)部設(shè)置有可伸縮螺旋圈，螺旋圈隨液氮管路的拉伸而積聚伸 縮能，在液氮管路出口設(shè)置有定位卡扣，使得液氮管路可鎖定滅火管路拉伸長(zhǎng)度。
[0018] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了液氮移動(dòng)式、多途徑障礙滅火，使得液氮可廣泛應(yīng)用于消防滅火。移 動(dòng)消防炮車作為液氮輸出的載體，通過液氮炮、液氮管路投擲器、自伸縮式液氮管路實(shí)現(xiàn) 高、遠(yuǎn)、近距離3路滅火，大大提高液氮炮車的實(shí)用性，明顯提高液氮滅火效率。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2是液氮炮彈結(jié)構(gòu)圖。
[0021 ]圖3是液氮炮彈填充結(jié)構(gòu)圖。
[0022] 圖4是液氮管路投擲器前端結(jié)構(gòu)圖。
[0023] 圖5是環(huán)形匯流器結(jié)構(gòu)圖。
[0024] 圖6是自伸縮滾輪內(nèi)部示意圖。
[0025] 圖中：壓力表1，液位顯示管2-1，增壓管2-2,高壓驅(qū)動(dòng)管2-3,增壓控制閥3-1，液氮 炮激發(fā)開關(guān)3-2，投擲管路激發(fā)開關(guān)3-3，液氮滅火管路開關(guān)3-4，自增壓閥5-1，蓄壓器5-2， 激發(fā)活塞6，液氮炮7，填彈彈黃8，炮彈9，外層金屬網(wǎng)9-1，福基塑料泡沫9-2，致密金屬網(wǎng)膠 囊9-3，，金屬骨架9-4,液氮填充閥10,耐低溫金屬軟管10-1，填彈日11，推送器12,投擲管激 發(fā)活塞13,調(diào)整扶手14,管路投擲筒15,花管15-1，錯(cuò)鉤16,管路纏繞輪17,自伸縮滾輪18,可 伸縮螺旋圈18-1，液氮管18-2,定位卡扣18-3,環(huán)形匯流器19,錐形罩19-1，液氮分管19-2， 液氮罐充液口 20。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 在圖1中，該多途徑移動(dòng)式液氮滅火系統(tǒng)中，液氮消防炮車設(shè)有液氮罐4,后部連接 自增壓累5-1，液氮輸出部分包括液氮炮、液氮管路投擲器和自伸縮匯流液氮滅火管路，其 中液氮罐下部設(shè)有液氮罐充液口 20;液氮炮7炮體設(shè)置在頂部，下部連接炮彈裝填裝置，炮 體后部接高壓氣驅(qū)動(dòng)發(fā)射器，炮彈9補(bǔ)給裝置設(shè)置在炮彈夾一側(cè);液氮管路投擲器中的液氮 管路連接錯(cuò)鉤桿，錯(cuò)鉤桿在投擲筒內(nèi)部，前端為花管結(jié)構(gòu)的錯(cuò)鉤16,后部連接激發(fā)活塞13和 投擲管路激發(fā)開關(guān)3-3,投擲筒上部設(shè)有調(diào)整扶手14、下部設(shè)有水平旋轉(zhuǎn)盤、液氮管路纏繞 在纏繞輪17上；自伸縮匯流液氮滅火管路設(shè)有自伸縮滾輪18，管路前部設(shè)有環(huán)形匯流器19。
[0027] 液氮罐4下部設(shè)有液氮補(bǔ)給口 20,可對(duì)液氮儲(chǔ)罐4進(jìn)行加注液氮。
[002引液氮炮7可水平180°旋轉(zhuǎn)，垂直調(diào)整范圍0~60°，液氮炮彈9經(jīng)填彈口 11進(jìn)行填充;設(shè)VO 為炮彈初始速度，a為發(fā)射角，視重力加速度(約為9.8m/s2)，由液氮炮激發(fā)開關(guān)3-2控制出口壓 力大小，控制激發(fā)活塞6初速度為0~50m/s，根據(jù)射程計(jì)算公式：
，發(fā)射 角計(jì)算公式：
，可知液氮炮有效射程為0~200m。
[0029] 液氮炮彈9為雙層結(jié)構(gòu)，外層為導(dǎo)熱金屬網(wǎng)9-1，金屬網(wǎng)由導(dǎo)熱骨架9-4支撐，內(nèi)部 設(shè)有致密金屬網(wǎng)膠囊9-3，膠囊內(nèi)填充?；芰吓菽?-2，炮彈9后部設(shè)置有液氮填充口。
[0030] 液氮管路投擲器設(shè)有投擲筒15,投擲的液氮管路由快速接頭連接液氮口主管，經(jīng) 過液氮罐纏繞輪連接前部錯(cuò)鉤16,液氮管路為抗低溫金屬軟管，管路前方為花管結(jié)構(gòu)15-1， 固定建筑物可進(jìn)行全方位灌注，投擲筒前部為錯(cuò)鉤投擲部分，后部為投擲驅(qū)動(dòng)活塞13，投擲 筒下部設(shè)有水平旋轉(zhuǎn)盤。
[0031] 自伸縮匯流液氮滅火管路由快速接頭連接液氮總管出口，管路纏繞在自伸縮滾輪 18上，由消防員控制開關(guān)進(jìn)行短距離液氮滅火，其中自伸縮滾輪可實(shí)現(xiàn)管路拉伸和管路自 收縮功能，避免滅火過程管路的纏繞。
[0032] 自伸縮匯流液氮滅火管路出口連接環(huán)形匯流器19,匯流器為錐形形狀。
[0033] 液氮管路投擲器中的液氮管路前端錯(cuò)鉤16為耐火材料，能承受2000°C高溫。
[0034] 填充有?；芰吓菽?-2的炮彈9,經(jīng)推送器12由填彈口 11填入炮彈夾，填彈口 11 為單向開啟，可直接推入填充。
[0035] 自伸縮滾輪18內(nèi)部設(shè)置有可伸縮螺旋圈18-1，螺旋圈隨液氮管路的拉伸而積聚伸 縮能，在液氮管路出口設(shè)置有定位卡扣18-3，使得液氮管路18-2可鎖定滅火管路拉伸長(zhǎng)度。
[0036] 使用時(shí)，液氮罐4的壓力和液位由壓力表1和液位顯示管路2-1觀測(cè)，壓力不足時(shí)打 開增壓控制閥3-1，通過自增壓閥5-1增壓，自增壓閥5-1增壓后的氣體進(jìn)入蓄壓器5-2蓄壓； 當(dāng)液氮罐4缺少液氮時(shí)，通過打開液氮罐充液口 20進(jìn)行充液；當(dāng)需要液氮炮7滅火時(shí)，通過打 開液氮炮激發(fā)開關(guān)3-2并激發(fā)活塞6發(fā)射炮彈9;液氮炮彈9由填彈口 11處補(bǔ)給，通過填彈彈 黃財(cái)隹進(jìn)，到達(dá)液氮填充閥10的位置時(shí)，利用耐低溫金屬軟管10-1連接炮彈后部的液氮填充 口，打開液氮填充閥10填充液氮到?；芰吓菽?-2介質(zhì)載體中，填充完的炮彈則向上推進(jìn) 等待發(fā)射，利用?；芰吓菽?-2良好的載送液氮的特性，當(dāng)炮彈9到達(dá)火區(qū)時(shí)，?；芰吓?沫9-2內(nèi)的液氮吸熱后大量汽化，吸收大量熱量W及惰化空氣中的氧氣，達(dá)到快速滅火的效 果；當(dāng)需要投擲液氮管路時(shí)，通過調(diào)整扶手14調(diào)整管路投擲筒15的角度，控制投擲管路激發(fā) 開關(guān)3-3釋放蓄壓器5-2內(nèi)的高壓氣體，錯(cuò)鉤16則固定在建筑物上進(jìn)行灌注液氮滅火；當(dāng)需 要自伸縮管路滅火時(shí)，通過拉伸自伸縮滾輪18上的管路，使環(huán)形匯流器19對(duì)準(zhǔn)火源滅火。
[0037] 多途徑移動(dòng)式液氮炮車滅火系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)液氮現(xiàn)場(chǎng)制取結(jié)合移動(dòng)炮車進(jìn)行多途徑滅 火，可實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑、森林火區(qū)、油罐區(qū)、精密物品區(qū)等滅火，實(shí)現(xiàn)高、遠(yuǎn)、近距離全方位多 量程液氮滅火，液氮炮車載體客服了液氮滅火的局限性。
[0038] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)消防炮車作為液氮輸出載體的功能，通過液氮炮、液氮管路投 擲器、自伸縮式液氮管路實(shí)現(xiàn)高、遠(yuǎn)、近距離3路滅火，大大提高液氮炮車的實(shí)用性，明顯提 高液氮滅火效率?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)石油化工、油罐區(qū)、大跨度建筑等強(qiáng)高溫強(qiáng)福射、易巧塌地區(qū)等 滅火，對(duì)大型火災(zāi)具有全淹沒覆蓋的功能，實(shí)現(xiàn)高、遠(yuǎn)、近距離全方位多量程液氮滅火，該液 氮炮車載體客服了液氮滅火的局限性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多途徑移動(dòng)式液氮炮車滅火系統(tǒng)，包括液氮罐、數(shù)顯式液位儀、和增壓累，其特 征在于:液氮消防炮車設(shè)有液氮罐，后部連接增壓累，液氮輸出部分包括液氮炮、液氮管路 投擲器和自伸縮匯流液氮滅火管路，其中液氮罐下部設(shè)有液氮補(bǔ)給口；液氮炮體設(shè)置在頂 部，下部連接炮彈裝填裝置，炮體后部接高壓氣驅(qū)動(dòng)發(fā)射器，炮彈補(bǔ)給裝置設(shè)置在炮彈夾一 側(cè);液氮管路投擲器中的液氮管路連接錯(cuò)鉤桿，錯(cuò)鉤桿在投擲筒內(nèi)部，前端為花管結(jié)構(gòu)的錯(cuò) 鉤，后部連接激發(fā)活塞和高壓驅(qū)動(dòng)發(fā)射器，投擲筒上部設(shè)有調(diào)整扶手、下部設(shè)有水平旋轉(zhuǎn) 盤、液氮管路纏繞在纏繞輪上；自伸縮匯流液氮滅火管路設(shè)有自伸縮滾輪，管路前部設(shè)有環(huán) 形匯流器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的多途徑移動(dòng)式液氮炮車滅火系統(tǒng)，其特征在于:液氮罐下部 設(shè)有液氮補(bǔ)給口，可對(duì)液氮儲(chǔ)罐進(jìn)行加注液氮。3. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的多途徑移動(dòng)式液氮炮車滅火系統(tǒng)，其特征在于:液氮炮可水 平180°旋轉(zhuǎn)，垂直調(diào)整范圍0~60°，液氮炮彈經(jīng)填彈口進(jìn)行填充;設(shè)V0為炮彈初始速度，α為 發(fā)射角，g是重力加速度(約為9.8m/s2)，由高壓氣體發(fā)射器控制出口壓力大小，控制活塞初 速度為0~50m/s，根據(jù)射程計(jì)算公式發(fā)射角計(jì)算公式：，可知液氮炮有效射程為0~200米。4. 根據(jù)權(quán)利要求3中所述的多途徑移動(dòng)式液氮炮車滅火系統(tǒng)，其特征在于:液氮炮彈為 雙層結(jié)構(gòu)，外層為導(dǎo)熱金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)由導(dǎo)熱骨架支撐，內(nèi)部設(shè)有致密金屬網(wǎng)膠囊，膠囊內(nèi) 填充?；芰吓菽?，炮彈后部設(shè)置有液氮填充口。5. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的多途徑移動(dòng)式液氮炮車滅火系統(tǒng)，其特征在于:液氮管路投 擲器設(shè)有投擲筒，投擲的液氮管路由快速接頭連接液氮口主管，經(jīng)過液氮罐纏繞輪連接前 部錯(cuò)鉤，液氮管路為抗低溫金屬軟管，管路前方為花管結(jié)構(gòu)，固定建筑物可進(jìn)行全方位灌 注，投擲筒前部為錯(cuò)鉤投擲部分，后部為投擲驅(qū)動(dòng)活塞，投擲筒下部設(shè)有水平旋轉(zhuǎn)盤。6. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的多途徑移動(dòng)式液氮炮車滅火系統(tǒng)，其特征在于：自伸縮匯流 液氮滅火管路由快速接頭連接液氮總管出口，管路纏繞在自伸縮滾輪上，由消防員控制開 關(guān)進(jìn)行短距離液氮滅火，其中自伸縮滾輪可實(shí)現(xiàn)管路拉伸和管路自收縮功能，避免滅火過 程管路的纏繞。7. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的多途徑移動(dòng)式液氮炮車滅火系統(tǒng)，其特征在于：自伸縮匯流 液氮滅火管路出口連接環(huán)形匯流器，匯流器為錐形形狀。8. 根據(jù)權(quán)利要求5中所述的液氮管路投擲器，其特征在于:投擲的液氮管路前端錯(cuò)鉤為 耐火材料，能承雙2000 C局溫。9. 根據(jù)權(quán)利要求4中所述的多途徑移動(dòng)式液氮炮車滅火系統(tǒng)，其特征在于:液氮炮彈填 充有?；芰吓菽?，經(jīng)推送器由填彈口填入炮彈夾，填彈口為單向開啟，可直接推入填充。10. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的多途徑移動(dòng)式液氮炮車滅火系統(tǒng)，其特征在于：自伸縮滾 輪內(nèi)部設(shè)置有可伸縮螺旋圈，在管路出口設(shè)置定位卡扣。
【文檔編號(hào)】A62C19/00GK106075776SQ201610416710
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日 公開號(hào)201610416710.1, CN 106075776 A, CN 106075776A, CN 201610416710, CN-A-106075776, CN106075776 A, CN106075776A, CN201610416710, CN201610416710.1
【發(fā)明人】周福寶, 史波波, 蘇賀濤
【申請(qǐng)人】中國(guó)礦業(yè)大學(xué)