一种消防九小场所用无源自控启闭灭火系统及运行方法与流程

本发明涉及自动防火重复启闭智能温控灭火装置，具体涉及一种消防九小场所用无源自控启闭灭火系统及运行方法。

背景技术：

1、目前，自动防火重复启闭智能温控灭火装置已逐渐在公用无线通信基站的室外机房、电动汽车充电桩、民用建筑排烟道等一些容易发生火灾的公共设施中得到推广应用。但自动防火重复启闭智能温控灭火装置在应用过程中，也逐渐暴露出一些问题：

2、因缺乏标准化、模块化设计，在具体工程施工中，灭火装置各部件都需要在现场组装施工，因此现场施工工作量大、环节多、调试工作繁琐，因此施工质量不易保证，容易出现返工问题，造成施工周期长、成本高，从而影响了企业的经济效益；

3、现有自动防火重复启闭智能温控灭火装置依照重复启闭智能温控灭火装置标准要求，无源温控阀最低公称开启动作温度设置为57℃+/-5.0℃（比环境最高温度高30℃）；应用在公用无线通信基站的室外机房、电动汽车充电桩、民用建筑排烟道等防火、灭火场景时，具有覆盖面积小、无源温控阀设置数量少、空间封闭的特点，因此发生火灾时，火灾初期在封闭空间的温升变化也较快，因此自动防火重复启闭智能温控灭火装置对初期火灾能作出及时响应；当自动防火重复启闭智能温控灭火装置应用于消防九小场所时，则具有覆盖面积大、无源温控阀设置数量多、空间开放的特点，在火灾发生初期，由于开放空间温度变化较慢，通常不会在短时间超过无源温控阀设置的57℃，导致自动防火重复启闭智能温控灭火装置应用于消防九小场所时，很难对初期火灾及时作出响应，因此容易贻误火灾初期的最佳灭火时机；降低无源温控阀的最低公称开启温度，虽然可以改善自动防火重复启闭智能温控灭火装置对消防九小场所开放空间火灾初期的响应，但会缩小与环境最高温度之间的温度差，因此无源温控阀容易受短时间温度波动影响而动作，导致自动防火重复启闭智能温控灭火装置出现误动作；

4、现有自动防火重复启闭智能温控灭火装置的无源温控阀，采用的是申请号为cn201510473105.3国家发明专利的可补偿记忆合金弹簧形变误差的温控式喷淋消防阀，该阀结构采用通过记忆合金弹簧驱动弹性膜片来实现阀门关断，其仅有一个关断密封结构，虽然其可以通过静水压2.4mpa/5分钟密封实验，但实际仍然存在微量的泄漏；该阀应用于公用无线通信基站的室外机房、电动汽车充电桩、民用建筑排烟道时，由于覆盖面积小、设置数量少，使用时微量泄漏问题尚不明显；但应用于消防九小场所时，由于覆盖面积大、设置数量多，其总的泄漏量仍然会对自动防火重复启闭智能温控灭火装置长时间待机产生影响，使原本具有六年有效期的灭火剂存储瓶，因其内部存储的高压高效水基灭火剂泄漏而导致压力下降，当压力下降超过标准设定阈值时，就不得不提前予以更换，结果使灭火剂存储瓶的有效使用时间缩短一至两年，因此造成企业在工程实施后的后期维护成本上升，严重影响了企业的经济效益；

5、现有无源温控阀在使用时，其连接方向具有正反要求，虽然在阀门壳体表面设有连接方向的箭头提示，但在实际施工安装过程中仍然会出现装反现象，而无源温控阀一旦装反，其泄漏问题会更加严重，进一步恶化了自动防火重复启闭智能温控灭火装置内的灭火剂存储瓶的有效使用时间，因此进一步影响到了企业的经济效益。

6、由于上述问题的存在，因此现有自动防火重复启闭智能温控灭火系统应用于消防九小场所时，需作出进一步改进。

技术实现思路

1、为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种消防九小场所用无源自控启闭灭火系统，包括灭火剂模块、区域喷淋管网模块、监控主站，其中灭火剂模块、区域喷淋管网模块均为标准模块化结构，在工厂端预先完成标准化模块的制造，因此使消防九小场所用无源自控启闭灭火系统的整体质量得以保证，同时减少了现场施工环节，降低了现场施工工作量，调试过程也得到简化，因此施工质量更易得到保证；另外，该系统的无源温控阀采用阻尼对称双阀芯结构，其中阻尼结构改善了无源温控阀抗短时间温度波动的能力，可降低无源温控阀最低公称开启动作温度，使无源自控启闭灭火系统对消防九小场所初期火灾能及时作出响应，避免贻误最佳灭火时机，同时又避免了无源温控阀最低公称开启动作温度降低所带来的误动作问题；其中对称双阀芯结构改善了无源温控阀的微量泄漏问题，还使阀门在使用时无安装方向要求，应用于消防九小场所时，即使无源温控阀数量众多，仍可保证灭火剂存储瓶的有效使用寿命，从而降低了消防九小场所用无源自控启闭灭火系统施工后的维护成本，极大提高了企业的经济效益。

2、为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种消防九小场所用无源自控启闭灭火系统，包括灭火剂模块、区域喷淋管网模块、监控主站，灭火剂模块、区域喷淋管网模块均为标准模块化结构，其在工厂端预先完成制造，因此质量可以得到充分保证；现场施工时，只需根据现场具体情况固定设置好灭火剂模块、无源喷淋头模块的位置，及灭火剂模块与无源喷淋头模块之间连接的硬管道（金属管道），然后将无源喷淋头模块通过高压软管连接到灭火剂模块与无源喷淋头模块之间连接的硬管道上，即可完成模块化无源自控重复启闭远程监控灭火系统的现场施工，无需在现场进行灭火剂模块和无源喷淋头模块的组装和测试，因此极大降低了现场施工工作量和检查调试过程，施工质量更易得到保证；灭火剂模块中设置有数据采集器模块，灭火剂模块通过数据采集器模块与监控主站通信连接，数据采集器模块采集灭火剂模块中的压力信息传输至监控主站，实现无源自控启闭灭火系统的远程监控；灭火剂模块通过管道与若干个区域喷淋管网模块连接，消防九小场所用无源自控启闭灭火系统在实施时，通过干个区域喷淋管网模块覆盖整个消防九小场所，区域喷淋管网模块还可适应消防九小场所在空间上有局部分割的状况；区域喷淋管网模块中包括区域灭火管网、喷淋头模块，若干个喷淋头模块设置在区域灭火管网中，区域灭火管网通过管道与灭火剂模块连接；喷淋头模块包括无源温控阀、喷淋头，无源温控阀采用阻尼对称双阀芯结构，其中阻尼结构改善了无源温控阀抗短时间温度波动的能力，可降低无源温控阀最低公称开启动作温度，使无源自控启闭灭火系统对消防九小场所初期火灾能及时作出响应，避免贻误最佳灭火时机，同时又避免了无源温控阀最低公称开启动作温度降低所带来的误动作问题；其中对称双阀芯结构改善了无源温控阀的微量泄漏问题，还使阀门在使用时无安装方向要求，应用于消防九小场所时，即使无源温控阀数量众多，仍可保证灭火剂存储瓶的有效使用寿命；无源温控阀、喷淋头串联连接，无源温控阀控制喷淋头的打开或关断；

3、无源温控阀包括阀体，阀体中设有隔断的进水腔、出水腔（进水腔、出水腔是相对于无源温控阀在无源喷淋头模块中的安装方向所确定，进水腔、出水腔结构实际上完全相同），进水腔、出水腔上部设有阀芯腔，阀芯腔底部设有两个阀孔，阀芯腔通过两个阀孔分别与进水腔、出水腔连通；阀芯腔活动设置有阀芯组件，阀芯组件中包括两个对称设置的阀芯，两个阀芯上下运动，分别控制两个阀孔的打开与关断；该无源温控阀通过对称设置的双阀芯结构设计，实现了阀门的双重串联关断密封结构，从而极大改善了阀门的微量泄漏问题；同时对称双阀芯结构还使阀门实现了无安装方向要求。

4、进一步的，灭火剂模块包括灭火剂存储架、灭火剂存储瓶；灭火剂存储架为方形钢管型材焊接而成的框架结构，其根据需吊挂灭火剂存储瓶的数量设置有不同规格，灭火剂存储架根据需吊挂灭火剂存储瓶数量固定设置有若干上挂架，上挂架上设有两个挂槽；灭火剂存储瓶采用市售标准成品，其上端固定设置有下挂架，下挂架上铰接设置有两根吊杆，吊杆端部设置有吊接头，若干灭火剂存储瓶将下挂架上吊杆的吊接头卡在上挂架上的挂槽中，从而将灭火剂存储瓶吊挂在灭火剂存储架中，构成灭火剂模块；灭火剂存储瓶在灭火剂存储架上吊挂操作非常简单，当灭火剂存储瓶使用寿命到期后，其更换操作也非常方便，从而降低了模块化无源自控重复启闭远程监控灭火系统后期维护更换灭火剂存储瓶的工作量。

5、进一步的，灭火剂存储架上部固定设置有主管道，主管道上固定设置有高压软管，灭火剂存储瓶上固定设置有组合阀门，组合阀门通过高压软管连接至主管道；主管道上设置有灭火剂模块总阀门；当需要在灭火剂存储架上吊挂或维护更换灭火剂存储瓶时，首先关闭主管道上的灭火剂模块总阀门和灭火剂存储瓶的组合阀门，然后将灭火剂存储瓶吊挂在灭火剂存储架上，再将主管道上固定设置的高压软管与灭火剂存储瓶连接，即完成灭火剂模块的组装，因此灭火剂模块在工厂端的组装也非常方便。

6、进一步的，主管道上设置有压力传感器，压力传感器电性连接至数据采集器模块，用于远程监控模块化无源自控重复启闭远程监控灭火系统的工作状况；模块化无源自控重复启闭远程监控灭火系统在实际待机时，数据采集器模块定时采集压力传感器的数据，并通过5g将压力传感器的数据及北斗定位模块内的地理坐标信息上传至主站，即可实现无源自控重复启闭远程监控灭火系统状况的远程监控；当模块化无源自控重复启闭远程监控灭火系统启动使用时，无源温控阀打开释放灭火剂存储瓶中存储的高压高效水基灭火剂，主管道上设置的压力传感器输出值会在短时间发生较大波动，此时压力传感器输出值通过数据采集器模块上传主站，主站根据压力传感器输出值在短时间内发生的波动，即可判断出发生火灾的情况。

7、进一步的，数据采集器模块包括单片机、g通信模块、北斗定位模块、a/d转换模块；单片机分别与g通信模块、北斗定位模块、a/d转换模块电性连接；a/d转换模块与压力传感器通过屏蔽线缆连接；a/d转换模块将压力传感器数据转换为数字信号传给单片机，单片机控制5g通信模块用于与主站进行远程无线通信，将采集到的压力数据传输给主站；5g通信技术具有通信可靠、免维护的特点；北斗定位模块用于定位无源自动消防灭火系统设置的位置信息，当发生火灾时，数据采集器将火灾信息及火灾地理位置信息一起发送至主站，使消防部门或相关管理单位迅速获得火灾相关位置信息，从而迅速组织实施救援作业。

8、进一步的，阀芯组件还包括阀芯板，阀芯板用于双阀芯与阀杆之间的连接；阀芯板为板状，上板面设置有三组铰接耳，其中两侧的铰接耳用于与阀芯的铰接连接，其中中间的一组铰接耳用于与阀杆的铰接连接，从而构成两个阀芯相对于阀杆的对称连接结构；阀芯、阀杆与阀芯板的铰接连接结构，使阀芯在打开或关闭过程中，阀芯板相对于阀芯、阀杆均可实现限定角度的转动；利用阀芯板相对于阀杆限定角度的转动，实现两个阀芯打开或关闭过程中的不同步，两个阀芯打开或关闭过程中的不同步配合阀杆运动过程的阻尼（阀杆运动过程的阻尼，会使阀杆运动过程的时间延长），实现无源温控阀打开或关闭过程的延时，该延时会避免无源温控阀在工作时，因短时间受外部环境温度影响而产生误动作的问题；阀芯板相对于阀芯限定角度的转动，确保阀芯始终以垂直状态关闭阀体腔底部的阀孔，从而保证阀芯关闭的可靠性。

9、进一步的，阀芯板上板面连接有阀杆；阀杆为圆杆状，靠近下部设有铰接孔，中间设有阻尼活塞，阻尼活塞端面设有若干贯穿的阻尼孔，上端设有连接螺纹；阀杆的下端插入上板面中间铰接耳对应的通孔中，阀杆的铰接孔通过销轴与铰接耳铰接连接，阀杆与通孔之间设有间隙，该间隙一方面可以使阀芯板相对阀杆绕铰接轴旋转，另一方面限定阀芯板相对阀杆的旋转角度，避免阀芯板因旋转角度过大而无法使阀芯顺利关闭阀孔；阀杆驱动阀芯板做上下运动，阀芯板带动两个阀芯做上下运动，使阀芯打开或关断阀孔；

10、阀体上部固定设置有阀盖，阀盖设有阀盖腔，阀盖腔中固定设置有阻尼缸，阻尼缸中充填有阻尼硅油，阀杆的阻尼活塞活动设置在阻尼缸中，当阀杆做上下运动时，阻尼硅油需通过阻尼活塞端面的阻尼孔从阻尼活塞的一侧腔体进入另一侧腔体中，从而起到阻尼作用，减低阀杆的运动速度，起到延时打开或关断无源温控阀；阀杆阻尼速度大小，可通过在设计时，调节阻尼缸直径、阻尼孔直径大小、数量、以及阻尼油的粘度来确定；另外，阻尼缸结构的设置，实际还是一种密封结构，还可进一步改善无源温控阀在阀杆与阀盖上的阻尼缸头之间可能出现的微量泄漏问题（实际上阀杆与阻尼缸头之间已经设置有密封圈）。

11、进一步的，阀盖腔体中还通过粘接固定设置有蓄能器，蓄能器采用低密度聚乙烯发泡棉（epe），低密度聚乙烯发泡棉（epe）具有数量众多的独立气泡构成的弹性结构；无源温控阀是一种可以重复启闭的无源温控阀，其在工作过程中可能会出现重复打开和关闭情况，当无源温控阀在工作过程中第一次打开后，高压高效水基灭火剂进入阀盖腔中，高压高效水基灭火剂压缩聚乙烯发泡棉，使之具有储能作用，因此无源温控阀在工作过程中第一次打开再关闭后，被封闭在阀盖腔体中的高压高效水基灭火剂在聚乙烯发泡棉储能作用下，其具有与灭火剂模块主管道内高压高效水基灭火剂相同的压力，该压力作用于阀芯上，与记忆合金弹簧的作用力一起作用，可进一步改善阀芯密封垫的密封效果，从而进一步改善阀门的微量泄漏问题，因此无源温控阀重复打开和关闭并不会影响其密封性能，具有极高的关断可靠性。

12、进一步的，阀杆上部设置有记忆合金弹簧，记忆合金弹簧是无源温控阀打开和关断的驱动元件，记忆合金弹簧两端弯折设有弹簧固定头；阀杆上端固定设置有阀杆端帽；记忆合金弹簧上端通过弹簧固定头与阀杆端帽固定连接，下端通过弹簧固定头与阻尼缸固定连接，当记忆合金弹簧受外接温度影响伸长或收缩时，驱动阀杆相对阀盖做上下运动；无源温控阀在关闭状态下，记忆合金弹簧设有预拉力，该预拉力通过阀杆最终作用在阀芯上，使阀芯密封垫压在阀芯腔底部的阀孔上时，利用其弹性变形彻底关闭阀孔；另外，在阀杆活塞的上端面还可设置压簧，利用压簧的作用力使阀芯密封垫压在阀芯腔底部的阀孔上，进一步增加阀芯的关断压力；当环境温度上升达到并超过记忆合金的正转变温度as设定值，记忆合金弹簧发生形变伸长，驱动阀杆向上运动，阀杆通过阀芯板带动阀芯向上运动，打开无源温控阀；当环境温度下降至记忆合金的逆转变温度ms，记忆合金弹簧恢复原状缩短，驱动阀杆向下运动，阀杆通过阀芯板带动阀芯向下运动，关闭无源温控阀。

13、一种消防九小场所用无源自控启闭灭火系统的运行方法，消防九小场所用无源自控启闭灭火系统运行时，通过无源温控阀中的记忆合金弹簧检测环境温度；当环境温度达到或超过记忆合金弹簧设定工作温度时，记忆合金弹簧发生弹性变形，延时打开或关闭无源温控阀，自动控制控制喷淋头的打开或关断，实现灭火系统的无源自控启闭；无源温控阀的延时打开发生在阀杆开始运动的起始阶段，而延时关闭则发生在阀杆运动的全程，因此无源温控阀的延时打开时间可大幅小于延时关闭时间，无源温控阀的延时打开时间设定在5-10秒，可缩短灭火系统对消防九小场所初期火灾的响应时间，延时关闭时间为小于30秒，火灾扑灭后灭火系统延时较长时间，确保火灾彻底扑灭，防止发生复燃。

14、由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明公开的一种消防九小场所用无源自控启闭灭火系统，包括灭火剂模块、区域喷淋管网模块、监控主站，其中灭火剂模块、区域喷淋管网模块均为标准模块化结构，在工厂端预先完成标准化模块的制造，因此使消防九小场所用无源自控启闭灭火系统的整体质量得以保证，同时减少了现场施工环节，降低了现场施工工作量，调试过程也得到简化，因此施工质量更易得到保证；另外，该系统的无源温控阀采用阻尼对称双阀芯结构，其中阻尼结构改善了无源温控阀抗短时间温度波动的能力，可降低无源温控阀最低公称开启动作温度，使无源自控启闭灭火系统对消防九小场所初期火灾能及时作出响应，避免贻误最佳灭火时机，同时又避免了无源温控阀最低公称开启动作温度降低所带来的误动作问题；其中对称双阀芯结构改善了无源温控阀的微量泄漏问题，还使阀门在使用时无安装方向要求，应用于消防九小场所时，即使无源温控阀数量众多，仍可保证灭火剂存储瓶的有效使用寿命，从而降低了消防九小场所用无源自控启闭灭火系统施工后的维护成本，极大提高了企业的经济效益。