CN109847253B - 实验室用无压灭火器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实验室用无压灭火器，属于实验室辅助设备。本发明包括上下分置两种材料的玻璃容器，上下分置的材料之间使用投料膜分隔，投料膜内置电热丝，投料膜热熔后贯通玻璃容器的上下分置的材料空间，上部盛放的材料为碳酸钠，下置的盛放材料为稀硫酸，盛放碳酸钠圆台容器上部通过水溶性PVA塑料膜与消泡板隔离，水溶性PVA塑料膜之上设有消泡板，玻璃容器上口一周设有干燥腔室，干燥腔室内置有分子筛干燥剂，干燥腔室下部侧面联通导气管。本发明的优点在于：采用锂亚硫酰氯电池作为直流电源，自放电低，无压力组件，不会担心压力容器缺陷带来的爆炸风险。内部结构自动感应外界火灾高温，利用内置电路启动灭火干粉喷出，无需外界干扰。

Description

实验室用无压灭火器

技术领域

本发明涉及一种实验室用无压灭火器，属于实验室辅助设备。

背景技术

目前，实验室很多实验仪器处于长时间通电待机状态，电源变换晶体管待机处于低频率震荡状态，遇到电压冲击及自身老化若造成击穿引，可能发火灾会产生严重的后果。现在市面上消防产品多使用干粉灭火器，充填1MP左右氮气作为驱动气体，使用时需要人工喷射。传统自动灭火系统需要供电支持，布置火焰红外传感器本身较为复杂，长时间待机本身不仅耗电，也存在一定电气火灾隐患。

传统干粉灭火器需要带压充填，如遇到瓶体无法检测的材料缺陷，会存在一定隐患，缺陷在其内部压力施加下放大，最终可能造成外壳爆炸伤人。遇到火情时需要人工进行灭火，无法24小时随时待命。现有自动灭火终端需布置火焰红外传感器及布线，待机时耗电。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种实验室用无压灭火器，实现长时间待机，无待机耗电，无压力待机，不会因外壳缺陷爆炸伤人。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

实验室用无压灭火器，包括上下分置两种材料的玻璃容器，上下分置的材料之间使用投料膜分隔，投料膜内置电热丝，投料膜热熔后贯通玻璃容器的上下分置的材料空间，上部盛放的材料为碳酸钠，下置的盛放材料为稀硫酸，盛放碳酸钠圆台容器上部通过水溶性PVA塑料膜与消泡板隔离，水溶性PVA塑料膜之上设有消泡板，玻璃容器上口一周设有干燥腔室，干燥腔室内置有分子筛干燥剂，干燥腔室下部侧面联通导气管，导气管通入干粉存储仓内，干粉存储仓内存储有干粉灭火剂，干粉存储仓的下部为出口并设有金属波纹管，干粉存储仓的出口设有预制凹痕FPC薄膜，预制凹痕FPC薄膜内置有FPC薄膜电路，预制凹痕FPC薄膜破损后FPC薄膜电路内电路断掉，金属波纹管的端部设有表面布满小孔的干粉喷射球。

作为优选，所述玻璃容器上口向上延伸出导气板，导气板形成的通道上设有消泡板，导气板上设有导气孔与干燥腔室联通。

作为优选，所述玻璃容器和干粉存储仓设置在手提箱内，两者并排布置，干粉存储仓出口位置在横向侧面连接所述的金属波纹管，干粉存储仓的出口下方垫有减震垫。

进一步的优选，所述玻璃容器的投料膜上方向中间缩口形成圆台状，使用水溶性PVA塑料隔离膜密封，导气板向外侧延伸形成倒置的圆台状，玻璃容器上部缩口与导气板的最大外径处通过竖向的封闭板相连形成干燥腔室。

再进一步的优选，还包括直流电源、温控开关、水银倾角开关和总开关， FPC薄膜电路、温控开关、投料膜内封装电热丝、锂亚硫酰氯电池、水银倾角开关和总开关串联形成控制电路，水银倾角开关和直流电源设置在手提箱内，温控开关从手提箱内延伸出，连接导线采用1-2米耐高温玻璃纤维编织管，总开关设置在手提箱外壳上。

再进一步的优选，所述投料膜内电热丝并联有315M无线发射模块，外部环境可根据需要加装315M无线接收模块，315M无线接受模块连接于扬声器及市电电源。

再进一步的优选，温控开关为四个，两个串联在一起后形成一组，两组温控开关再并联后形成温控开关组串联入控制电路。

再进一步的优选，温控开关组所在位置还并联有测试线路，测试线路包括串联在一起的发光二极管、1K电阻和测试按钮。

本发明的优点在于：1、采用锂亚硫酰氯电池作为直流电源，自放电低，自放电率约为1%。2、采用2并2串的常开性温控开关，待机时电路开路无能源消耗，可待机十年以上。3、无压力组件，不会担心压力容器缺陷带来的爆炸风险。4、内部结构自动感应外界火灾高温，利用内置电路启动灭火干粉喷出，无需外界干扰，相比在线监控灭火的成本低。

附图说明

图1是本发明的剖切结构图，

图2是本发明的外部结构图，

图3是本发明的控制电路结构图。

图4是本发明的无线发射模块连接关系图。

附图标记：1玻璃容器2投料膜3水溶性PVA塑料隔离膜4消泡板5干燥腔室6导气管7干粉存储仓8金属波纹管9预制凹痕FPC薄膜10干粉喷射球11导气板12导气孔13手提箱14减震垫15直流电源16温控开关17水银倾角开关18总开关19、315M无线发射模块20测试按钮。

具体实施方式

下面就本发明的结构结构进行进一步的说明。

本发明采用碳酸钠与稀硫酸混合产生二氧化碳，二氧化碳作为压力源驱动干粉进行灭火。

作为优选实施方式，本发明二氧化碳的产生机构，如图1所示，包括上下分置两种材料的玻璃容器1，上端玻璃容器呈顶小底大的圆台形，下端玻璃容器呈圆柱形外部并包有塑料外壳防止磕碰。上下分置的材料之间使用投料膜2分隔，上部的材料为碳酸钠，下置的材料为稀硫酸，玻璃容器1的上口通过水溶性PVA塑料隔离膜3密封，投料膜2内置电热丝，投料膜2热熔后贯通玻璃容器1的上下分置的材料空间，玻璃容器（1）的上口通过水溶性PVA塑料隔离膜3密封。

投料膜内部的电热丝通电时，可瞬间熔断投料膜，使位于玻璃容器上部的碳酸钠由于自身重力下落与稀硫酸混合，混合的碳酸钠和稀硫酸反应生成大量的二氧化碳，该过程瞬速，产生的二氧化碳量大，且伴有气泡，水溶性PVA塑料隔离膜气泡和压力共同作用下破裂，释放二氧化碳，进而推动干粉进行灭火。

下面对干粉的存储及喷出结构进行说明，如图1所示，玻璃容器1的水溶性PVA塑料膜3向上延伸出导气板11 玻璃容器1的投料膜2上方向中间缩口形成圆台状，导气板11向外侧延伸形成倒置的圆台状。玻璃容器1上部缩口与导气板11的最大外径处通过竖向的封闭板相连形成干燥腔室5。

导气板11形成的通道上设有消泡板4，导气板11上设有导气孔12，导气孔12与干燥腔室5联通，干燥腔室5内置有分子筛干燥剂。

密封圆台形玻璃容器1的水溶性PVA塑料膜3又称聚乙烯醇薄膜，密度为1.26-1,29g/cm³。该材料吸水性大，接触水后强度降低直至溶解。在工作时，碳酸钠与稀硫酸反应产生的热量、含水气泡、压力共同作用下瓦解，释放二氧化碳至消泡板4。待机时能够将碳酸钠限制在圆台装玻璃腔体内不会向消泡板4部扩散，PVA塑料膜厚度为一丝。

消泡板4能够消除反应中气泡对干粉的影响，二氧化碳经过2级消泡板后，通过导气孔进入干燥腔室5 内由分子筛干燥剂干燥，分子筛干燥剂是一种人工合成且对水分子有较强吸附性的干燥剂产品，结晶型铝硅酸盐化合物，其晶体结构中有规整而均匀的孔道，孔径为分子大小的数量级。在超低湿度条件下，仍然能够大量地吸收水蒸气，吸湿速度极快，在极短的时间内吸收大量水蒸汽。

干燥腔室5下部侧面联通导气管6，导气管6通入干粉存储仓7内，导气管与干粉储存舱接触一端塞有阻燃的聚苯硫醚纤维团，防止干粉进入导气管。干粉存储仓7内存储有干粉灭火剂，干粉存储仓7的下部为出口并设有金属波纹管8，干粉存储仓7的出口设有预制凹痕FPC薄膜9，预制凹痕FPC薄膜9内置有FPC薄膜电路，预制凹痕FPC薄膜9破损后FPC薄膜电路内电路断掉，金属波纹管8的端部设有表面布满小孔的干粉喷射球10。玻璃容器1和干粉存储仓7设置在手提箱13内，两者并排布置，干粉存储仓7出口位置在横向侧面连接所述的金属波纹管8，干粉存储仓7的出口下方垫有减震垫14。

干燥后的二氧化碳沿导气管进入干粉存储仓7，推动干粉运动，冲破预制凹痕FPC薄膜9，该薄膜为干粉与外界密封使用，冲破后电路断开，用于切断投料膜内部的电热丝供电。喷出的干粉药剂沿着金属波纹管喷出，经过干粉喷射球将干粉进行270°喷射，将1~4平方米内的火苗迅速扑灭。

本装置采用温控开关控制，如图3所示电路图，具体还设有直流电源15、温控开关16、水银倾角开关和总开关17，FPC薄膜电路、温控开关16、投料膜2内电热丝、直流电源15、水银倾角开关和总开关17串联形成控制电路。温控开关16为四个，两个串联在一起后形成一组，两组温控开关16再并联后形成温控开关组，温控开关组所在位置并联测试线路，测试线路包括串联在一起的发光二极管、1K电阻和测试按钮，温控开关组及并联测试线路串联入控制电路。

水银倾角开关和直流电源15设置在手提箱13内，水银倾角开关设置在手提箱内竖直位置，并根据其竖直方向进行对应方向安装，防止倾倒时启动造成反应液喷出。温控开关16从手提箱13内延伸出，总开关17设置在手提箱13外壳上。连接各电器元件的电力设置在手提箱内，并根据位置布置，具体可直接粘附在手提箱内对各电器元件进行连接。

水银倾角开关控制本装置倾倒时无法工作。当机身处于竖直且总开关处于开的状态时，按下测试按钮，发光二极管指示灯亮，表示电路通畅，处于待机状态。发光二极管串联一1K电阻，测试时电流仅为7.4mA，因此不会使电热丝熔断投料隔离膜。

投料膜2内电热丝并联有315M无线发射模块，外部环境可根据需要加装315M无线接收报警模块，315M无线接受模块连接于扬声器及市电电源。扬声器为图4中连接315M无线接受模块的部件。

当温控开关接通后，同时接通315M模块发出无线信号，经报警主机接收信号后报警。315M无线报警模块均为成熟产品，原理不再阐述。

直流电源选用电池2节串联的锂亚硫酰氯电池提供电力，型号为ER34615H，该电池为一次性锂电池，应用于智能水表等设备，可贮存10年以上，年自放电率小于1%。温控开关采用常开型温控开关，为防止误动作提高可靠性采用四个双串双并的方式连接。在常开状态下电路断路整体无能耗。温控开关型号为KSD9700常开型，可根据灵敏度选用动作温度60~150℃使用，线可选用长度为1-2米耐高温玻璃纤维编织管。KSD9700利用方型双金属片作为火焰的感温体，当温度升至某值时，方片突跳，传动触头迅速动作，接通电路，当温度降至某值时，双金属片复位，触头亦随之恢复至原来的状态，达到通断电路的目的。

结构尺寸要求，手提箱采用碳钢外壳，尺寸为260*145*220，喷涂橘红色油漆，金属波纹管的干粉喷射球采用铝合金材料。手提箱后部带有挂钉孔，可直接挂在墙上。反应药剂碳酸钠含量5mol，约530克，体积约为250cm³左右，稀硫酸含量5mol、70%浓度的稀硫酸700克约546ml，完全反应可放出5mol二氧化碳，约为220g，共110L气体，可完全将灭火干粉彻底吹出，生成的二氧化碳并可以辅助灭火。玻璃容器采用内部10cm直径×10cm高圆柱体，容积约为785ml，顶部投料器采用底面直径10cm，顶部直径6cm，高6cm圆台组成，体积约为276.95立方厘米。干粉贮存瓶内盛放2KG标准配方的超细干粉。

综上所述，本发明技术方案的使用方法过程为，

首先，采用自放电率极低的锂亚硫酰氯电池作为启动电源，使用常开型温控开关两串两并的方式接入电路作为启动开关。其次，水银开关确保装置竖直处于工作状态。当温控开关感应到火焰温度后闭合，接通电路，由电热丝熔断投料膜2。顶小底大圆台状的碳酸钠利用自身重力无阻碍下落，与稀硫酸反应释放二氧化碳。产生的二氧化碳、热量、含水气泡共同作用融破PVA隔离膜3经过消泡板4消除气泡，经过分子筛干燥剂5脱水干燥。最后，干燥的二氧化碳将干粉通过喷射球10吹出进行灭火。其中，干粉吹出时冲断预制凹痕FPC电路9，FPC电路串联电热丝，使电热丝断电停止发热。测试开关20串联发光二极管和1K电阻，检测电路完好，总开关18串联在电路中关闭时确保处于保存状态，可安全保存或运输。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种实验室用无压灭火器，其特征是，包括上下分置两种材料的玻璃容器（1），上下分置的材料之间使用投料膜（2）分隔，投料膜（2）内置电热丝，投料膜（2）热熔后贯通玻璃容器（1）的上下分置的材料空间，上部的材料为碳酸钠，下置的材料为稀硫酸，盛放碳酸钠的玻璃容器上口通过水溶性PVA塑料膜（3）密封，玻璃容器（1）的水溶性PVA塑料膜（3）之上设有消泡板（4），玻璃容器（1）上口一周设有干燥腔室（5），干燥腔室（5）内置有分子筛干燥剂，干燥腔室（5）下部侧面联通导气管（6），导气管（6）通入干粉存储仓（7）内，干粉存储仓（7）内存储有干粉灭火剂，干粉存储仓（7）的下部为出口并设有金属波纹管（8），干粉存储仓（7）的出口设有预制凹痕FPC薄膜（9），预制凹痕FPC薄膜（9）内置有FPC薄膜电路，预制凹痕FPC薄膜（9）破损后FPC薄膜电路内电路断掉，金属波纹管（8）的端部设有表面布满小孔的干粉喷射球（10）；

还包括直流电源（15）、温控开关（16）、水银倾角开关（17）和总开关（18），FPC薄膜电路、温控开关（16）、投料膜（2）内电热丝、直流电源（15）、水银倾角开关（17）和总开关（18）串联形成控制电路，水银倾角开关和直流电源（15）设置在手提箱（13）内，温控开关（16）从手提箱（13）内延伸出，总开关（18）设置在手提箱（13）外壳上；

所述投料膜（2）内电热丝并联有315M无线发射模块，外部环境设置315M无线接收报警模块，315M无线接收报警模块连接于扬声器及市电电源；

温控开关（16）为四个，两个串联在一起后形成一组，两组温控开关（16）再并联后形成温控开关组串联入控制电路；

温控开关感应到火焰温度后闭合，接通电路，由电热丝熔断投料膜2，顶小底大圆台状的碳酸钠利用自身重力无阻碍下落，与稀硫酸反应释放二氧化碳，产生的二氧化碳、热量、含水气泡共同作用融破PVA隔离膜3经过消泡板4消除气泡，经过分子筛干燥剂5脱水干燥，最后，干燥的二氧化碳将干粉通过喷射球10吹出进行灭火，其中，干粉吹出时冲断预制凹痕FPC电路9，FPC电路串联电热丝，使电热丝断电停止发热。

2.根据权利要求1所述的实验室用无压灭火器，其特征是，所述玻璃容器（1）上口向上延伸出导气板（11），导气板（11）形成的通道上设有消泡板（4），导气板（11）上设有导气孔（12）与干燥腔室（5）联通。

3.根据权利要求1所述的实验室用无压灭火器，其特征是，所述玻璃容器（1）和干粉存储仓（7）设置在手提箱（13）内，两者并排布置，干粉存储仓（7）出口位置在横向侧面连接所述的金属波纹管（8），干粉存储仓（7）的出口下方垫有减震垫（14）。

4.根据权利要求2所述的实验室用无压灭火器，其特征是，所述玻璃容器（1）的投料膜（2）上方向中间缩口形成圆台状，导气板（11）向外侧延伸形成倒置的圆台状，玻璃容器（1）上部缩口与导气板（11）的最大外径处通过竖向的封闭板相连形成干燥腔室（5）。

5.根据权利要求4所述的实验室用无压灭火器，其特征是，温控开关组所在位置还并联有测试线路，测试线路包括串联在一起的发光二极管、1K电阻和测试按钮。