一种多途径移动式液氮炮车灭火系统的制作方法
【专利摘要】一种多途径移动式液氮炮车灭火系统，由液氮罐、增压泵、液氮炮、液氮管路投掷器和自伸缩汇流液氮灭火管路构成。其中液氮炮弹投掷到远距离火区后破裂灭火，液氮投掷管路通过锚钩固定在高层建筑进行灌注液氮灭火，自伸缩汇流液氮灭火管路由消防员手持进行近距离灭火。本液氮灭火系统集成液氮生产和实现大流量、多途径液氮灭火功能，它主要是在石油化工、油罐区、大跨度建筑等强高温强辐射、易坍塌地区使用，具有广泛的适用性。
【专利说明】
-种多途径移动式液氮炮车灭火系统
技术领域
[0001 ]本发明设及一种移动式液氮炮车灭火装置。
【背景技术】
[0002] 目前消防车救火方式多为灭火器、水枪、泡沫枪等常规方法进行压制，当遇到高层 建筑、难W接近的火区和精密仪器火灾时，上述灭火方式就出现局限性，导致灭火效率低， 造成不必要的损失。液氮作为一种灭火新介质，具有破坏性小、灭火效率高等优点。在常压 下，液氮溫度可达一196°C，汽化潜热为5.56kJ/mol，l立方米的液氮可W膨胀至696立方米 2rc的纯气态氮，汽化时可吸收周围大量热量，相比常规灭火方式具有迅速降溫和窒息火 焰的优势，对大型火灾具有全淹没覆盖的功能。
[0003] 液氮灭火具有传统介质灭火不具备的优势，目前有授权公告号:CN2483034Y，有公 告号CN1522773A、CN10130151A、CN1488412A都不能实现液氮的大流量、多途径移动式灭火 功能。
[0004] 福基塑料泡沫是一种优良的液氮载体，吸附液氮能力特别强，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约需350s，上升到(TC约需 730s，保存液氮能力很好，福基塑料泡沫来源容易，价格便宜，能广泛使用。参考文献:齐颖， 汪学林，郑娇恒，俞香仁，工影响天气液氮载体的筛选[J].吉林气象，2004, Ol: 32-37。
[0005] 充分发挥液氮灭火的优势，亟待解决的问题是如何优化灭火系统，实现液氮的移 动式、多途径、大流量一体化灭火功能。
【发明内容】
[0006] 为了实现液氮在火灾应用中的优势，突破液氮在输出端的局限性，本发明提供一 种多途径移动式液氮防灭火系统，该系统包括液氮消防炮车，可实现液氮的多途径、全方 位、大流量灭火，液氮可根据火区的方位和地理位置，选择液氮炮、液氮管路投掷器或自伸 缩液氮汇流管路进行液氮的输出。
[0007] 本发明的技术方案是:该多途径移动式液氮炮车灭火系统，由液氮罐、增压累、液 氮炮、液氮管路投掷器和自伸缩汇流液氮灭火管路构成。其中液氮炮弹投掷到远距离火区 后破裂灭火，液氮管路投掷器通过错钩固定在高层建筑进行灌注液氮灭火，自伸缩汇流液 氮灭火管路由消防员手持进行近距离灭火。本液氮灭火系统集成液氮生产和实现大流量、 多途径液氮灭火功能，它主要是在石油化工、油罐区、大跨度建筑等强高溫强福射、易巧塌 地区使用，具有广泛的实用性。
[000引所述的液氮消防炮车设有液氮罐，后部连接增压累，液氮输出部分包括液氮炮、液 氮管路投掷器和自伸缩汇流液氮灭火管路，其中液氮罐下部设有液氮补给口；液氮炮体设 置在顶部，下部连接炮弹装填装置，炮体后部接高压气驱动发射器，炮弹补给装置设置在炮 弹夹一侧;液氮管路投掷器中的液氮管路连接错钩杆，错钩杆在投掷筒内部，前端为花管结 构的错钩，后部连接激发活塞和高压驱动发射器，投掷筒上部设有调整扶手、下部设有水平 旋转盘、液氮管路缠绕在缠绕轮上；自伸缩汇流液氮灭火管路设有自伸缩滚轮，管路前部设 有环形汇流器。
[0009] 所述的液氮罐下部设有液氮补给口，可对液氮储罐进行加注液氮。
[0010] 所述的液氮炮可水平180°旋转，垂直调整范围0~60%液氮炮弹经填弹口进行填充； 设VO为炮弹初始速度，a为发射角，g是重力加速度(约为9.8m/s2 )，由高压气体发射器控制出 口压力大小，控制活塞初速度为0~50m/s，根据射程计算公式：
发 射角计算公式：
，可知液氮炮有效射程为0~200米。
[0011] 所述的液氮炮弹为双层结构，外层为导热金属网，金属网由导热骨架支撑，内部设 有致密金属网胶囊，胶囊内填充福基塑料泡沫，炮弹后部设置有液氮填充口。
[0012] 所述的液氮管路投掷器设有投掷筒，投掷的液氮管路由快速接头连接液氮口主 管，经过液氮罐缠绕轮连接前部错钩，液氮管路为抗低溫金属软管，管路前方为花管结构， 固定建筑物可进行全方位灌注，投掷筒前部为错钩投掷部分，后部为投掷驱动活塞，投掷筒 下部设有水平旋转盘。
[0013] 所述的自伸缩汇流液氮灭火管路由快速接头连接液氮总管出口，管路缠绕在自伸 缩滚轮上，由消防员控制开关进行短距离液氮灭火，其中自伸缩滚轮可实现管路拉伸和管 路自收缩功能，避免灭火过程管路的缠绕。
[0014] 所述的自伸缩汇流液氮灭火管路出口连接环形汇流器，汇流器为锥形形状。
[0015] 所述的液氮管路投掷器中的液氮管路前端错钩为耐火材料，能承受2000°C高溫。
[0016] 所述的液氮炮弹填充有福基塑料泡沫，经推送器由填弹口填入炮弹夹，填弹口为 单向开启，可直接推入填充。
[0017] 所述的自伸缩滚轮内部设置有可伸缩螺旋圈，螺旋圈随液氮管路的拉伸而积聚伸 缩能，在液氮管路出口设置有定位卡扣，使得液氮管路可锁定灭火管路拉伸长度。
[0018] 本发明实现了液氮移动式、多途径障碍灭火，使得液氮可广泛应用于消防灭火。移 动消防炮车作为液氮输出的载体，通过液氮炮、液氮管路投掷器、自伸缩式液氮管路实现 高、远、近距离3路灭火，大大提高液氮炮车的实用性，明显提高液氮灭火效率。
【附图说明】
[0019] 图1是本发明的整体结构示意图。
[0020] 图2是液氮炮弹结构图。
[0021 ]图3是液氮炮弹填充结构图。
[0022] 图4是液氮管路投掷器前端结构图。
[0023] 图5是环形汇流器结构图。
[0024] 图6是自伸缩滚轮内部示意图。
[0025] 图中：压力表1，液位显示管2-1，增压管2-2,高压驱动管2-3,增压控制阀3-1，液氮 炮激发开关3-2，投掷管路激发开关3-3，液氮灭火管路开关3-4，自增压阀5-1，蓄压器5-2， 激发活塞6，液氮炮7，填弹弹黃8，炮弹9，外层金属网9-1，福基塑料泡沫9-2，致密金属网胶 囊9-3，，金属骨架9-4,液氮填充阀10,耐低溫金属软管10-1，填弹日11，推送器12,投掷管激 发活塞13,调整扶手14,管路投掷筒15,花管15-1，错钩16,管路缠绕轮17,自伸缩滚轮18,可 伸缩螺旋圈18-1，液氮管18-2,定位卡扣18-3,环形汇流器19,锥形罩19-1，液氮分管19-2， 液氮罐充液口 20。
【具体实施方式】
[0026] 在图1中，该多途径移动式液氮灭火系统中，液氮消防炮车设有液氮罐4,后部连接 自增压累5-1，液氮输出部分包括液氮炮、液氮管路投掷器和自伸缩汇流液氮灭火管路，其 中液氮罐下部设有液氮罐充液口 20;液氮炮7炮体设置在顶部，下部连接炮弹装填装置，炮 体后部接高压气驱动发射器，炮弹9补给装置设置在炮弹夹一侧;液氮管路投掷器中的液氮 管路连接错钩杆，错钩杆在投掷筒内部，前端为花管结构的错钩16,后部连接激发活塞13和 投掷管路激发开关3-3,投掷筒上部设有调整扶手14、下部设有水平旋转盘、液氮管路缠绕 在缠绕轮17上；自伸缩汇流液氮灭火管路设有自伸缩滚轮18，管路前部设有环形汇流器19。
[0027] 液氮罐4下部设有液氮补给口 20,可对液氮储罐4进行加注液氮。
[002引液氮炮7可水平180°旋转，垂直调整范围0~60°，液氮炮弹9经填弹口 11进行填充;设VO 为炮弹初始速度，a为发射角，視重力加速度(约为9.8m/s2)，由液氮炮激发开关3-2控制出口压 力大小，控制激发活塞6初速度为0~50m/s，根据射程计算公式：
，发射 角计算公式：
，可知液氮炮有效射程为0~200m。
[0029] 液氮炮弹9为双层结构，外层为导热金属网9-1，金属网由导热骨架9-4支撑，内部 设有致密金属网胶囊9-3，胶囊内填充福基塑料泡沫9-2，炮弹9后部设置有液氮填充口。
[0030] 液氮管路投掷器设有投掷筒15,投掷的液氮管路由快速接头连接液氮口主管，经 过液氮罐缠绕轮连接前部错钩16,液氮管路为抗低溫金属软管，管路前方为花管结构15-1， 固定建筑物可进行全方位灌注，投掷筒前部为错钩投掷部分，后部为投掷驱动活塞13，投掷 筒下部设有水平旋转盘。
[0031] 自伸缩汇流液氮灭火管路由快速接头连接液氮总管出口，管路缠绕在自伸缩滚轮 18上，由消防员控制开关进行短距离液氮灭火，其中自伸缩滚轮可实现管路拉伸和管路自 收缩功能，避免灭火过程管路的缠绕。
[0032] 自伸缩汇流液氮灭火管路出口连接环形汇流器19,汇流器为锥形形状。
[0033] 液氮管路投掷器中的液氮管路前端错钩16为耐火材料，能承受2000°C高溫。
[0034] 填充有福基塑料泡沫9-2的炮弹9,经推送器12由填弹口 11填入炮弹夹，填弹口 11 为单向开启，可直接推入填充。
[0035] 自伸缩滚轮18内部设置有可伸缩螺旋圈18-1，螺旋圈随液氮管路的拉伸而积聚伸 缩能，在液氮管路出口设置有定位卡扣18-3，使得液氮管路18-2可锁定灭火管路拉伸长度。
[0036] 使用时，液氮罐4的压力和液位由压力表1和液位显示管路2-1观测，压力不足时打 开增压控制阀3-1，通过自增压阀5-1增压，自增压阀5-1增压后的气体进入蓄压器5-2蓄压； 当液氮罐4缺少液氮时，通过打开液氮罐充液口 20进行充液；当需要液氮炮7灭火时，通过打 开液氮炮激发开关3-2并激发活塞6发射炮弹9;液氮炮弹9由填弹口 11处补给，通过填弹弹 黃財隹进，到达液氮填充阀10的位置时，利用耐低溫金属软管10-1连接炮弹后部的液氮填充 口，打开液氮填充阀10填充液氮到福基塑料泡沫9-2介质载体中，填充完的炮弹则向上推进 等待发射，利用福基塑料泡沫9-2良好的载送液氮的特性，当炮弹9到达火区时，福基塑料泡 沫9-2内的液氮吸热后大量汽化，吸收大量热量W及惰化空气中的氧气，达到快速灭火的效 果；当需要投掷液氮管路时，通过调整扶手14调整管路投掷筒15的角度，控制投掷管路激发 开关3-3释放蓄压器5-2内的高压气体，错钩16则固定在建筑物上进行灌注液氮灭火；当需 要自伸缩管路灭火时，通过拉伸自伸缩滚轮18上的管路，使环形汇流器19对准火源灭火。
[0037] 多途径移动式液氮炮车灭火系统，实现液氮现场制取结合移动炮车进行多途径灭 火，可实现对高层建筑、森林火区、油罐区、精密物品区等灭火，实现高、远、近距离全方位多 量程液氮灭火，液氮炮车载体客服了液氮灭火的局限性。
[0038] 本发明实现了移动消防炮车作为液氮输出载体的功能，通过液氮炮、液氮管路投 掷器、自伸缩式液氮管路实现高、远、近距离3路灭火，大大提高液氮炮车的实用性，明显提 高液氮灭火效率。可实现对石油化工、油罐区、大跨度建筑等强高溫强福射、易巧塌地区等 灭火，对大型火灾具有全淹没覆盖的功能，实现高、远、近距离全方位多量程液氮灭火，该液 氮炮车载体客服了液氮灭火的局限性。
【主权项】
1. 一种多途径移动式液氮炮车灭火系统，包括液氮罐、数显式液位仪、和增压累，其特 征在于:液氮消防炮车设有液氮罐，后部连接增压累，液氮输出部分包括液氮炮、液氮管路 投掷器和自伸缩汇流液氮灭火管路，其中液氮罐下部设有液氮补给口；液氮炮体设置在顶 部，下部连接炮弹装填装置，炮体后部接高压气驱动发射器，炮弹补给装置设置在炮弹夹一 侧;液氮管路投掷器中的液氮管路连接错钩杆，错钩杆在投掷筒内部，前端为花管结构的错 钩，后部连接激发活塞和高压驱动发射器，投掷筒上部设有调整扶手、下部设有水平旋转 盘、液氮管路缠绕在缠绕轮上；自伸缩汇流液氮灭火管路设有自伸缩滚轮，管路前部设有环 形汇流器。2. 根据权利要求1中所述的多途径移动式液氮炮车灭火系统，其特征在于:液氮罐下部 设有液氮补给口，可对液氮储罐进行加注液氮。3. 根据权利要求1中所述的多途径移动式液氮炮车灭火系统，其特征在于:液氮炮可水 平180°旋转，垂直调整范围0~60°，液氮炮弹经填弹口进行填充;设V0为炮弹初始速度，α为 发射角，g是重力加速度(约为9.8m/s2)，由高压气体发射器控制出口压力大小，控制活塞初 速度为0~50m/s，根据射程计算公式发射角计算公式：，可知液氮炮有效射程为0~200米。4. 根据权利要求3中所述的多途径移动式液氮炮车灭火系统，其特征在于:液氮炮弹为 双层结构，外层为导热金属网，金属网由导热骨架支撑，内部设有致密金属网胶囊，胶囊内 填充福基塑料泡沫，炮弹后部设置有液氮填充口。5. 根据权利要求1中所述的多途径移动式液氮炮车灭火系统，其特征在于:液氮管路投 掷器设有投掷筒，投掷的液氮管路由快速接头连接液氮口主管，经过液氮罐缠绕轮连接前 部错钩，液氮管路为抗低溫金属软管，管路前方为花管结构，固定建筑物可进行全方位灌 注，投掷筒前部为错钩投掷部分，后部为投掷驱动活塞，投掷筒下部设有水平旋转盘。6. 根据权利要求1中所述的多途径移动式液氮炮车灭火系统，其特征在于：自伸缩汇流 液氮灭火管路由快速接头连接液氮总管出口，管路缠绕在自伸缩滚轮上，由消防员控制开 关进行短距离液氮灭火，其中自伸缩滚轮可实现管路拉伸和管路自收缩功能，避免灭火过 程管路的缠绕。7. 根据权利要求1中所述的多途径移动式液氮炮车灭火系统，其特征在于：自伸缩汇流 液氮灭火管路出口连接环形汇流器，汇流器为锥形形状。8. 根据权利要求5中所述的液氮管路投掷器，其特征在于:投掷的液氮管路前端错钩为 耐火材料，能承雙2000 C局溫。9. 根据权利要求4中所述的多途径移动式液氮炮车灭火系统，其特征在于:液氮炮弹填 充有福基塑料泡沫，经推送器由填弹口填入炮弹夹，填弹口为单向开启，可直接推入填充。10. 根据权利要求1中所述的多途径移动式液氮炮车灭火系统，其特征在于：自伸缩滚 轮内部设置有可伸缩螺旋圈，在管路出口设置定位卡扣。
【文档编号】A62C19/00GK106075776SQ201610416710
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月14日 公开号201610416710.1, CN 106075776 A, CN 106075776A, CN 201610416710, CN-A-106075776, CN106075776 A, CN106075776A, CN201610416710, CN201610416710.1
【发明人】周福宝, 史波波, 苏贺涛
【申请人】中国矿业大学