清洁型灭火剂及其灭火装置的制作方法

本发明涉及一种灭火剂及其灭火装置，特别是一种清洁型灭火剂及其灭火装置。
背景技术：
：新能源汽车是一个新兴的热门行业，由于采用了大量锂电池，新能源汽车的消防问题是一个无法避免的重点。锂电池的消防需要在扑灭电池热失控火灾的同时实现快速降温，抑制相邻单体电池间的热失控蔓延，还要避免灭火介质释放发生二次起火或者复燃事故。目前应用于新能源汽车的灭火装置及系统有热气溶胶灭火装置、七氟丙烷灭火装置、二氧化碳灭火装置和干粉灭火装置等，这些灭火装置应用在新能源汽车上都或多或少有些问题。如热气溶胶灭火装置，热气溶胶灭火装置虽然能有效扑灭明火，但是达不到理想的持续降温效果，因此无法有效抑制锂离子电池内部热失控蔓延。七氟丙烷灭火装置和二氧化碳灭火装置，采用的介质都是气体，在灭火、降温和洁净的效果上均表现良好。但是由于灭火剂用量较大，并且需要压力容器储存，钢瓶阀件贮压在运行车辆上还存在难以解决的气体慢泄露问题，因此这两种灭火装置的适用性较差，同时成本造价和安装维护较为复杂，性价比低。而干粉灭火装置，由于为覆盖式灭火，并不适用于结构复杂的锂离子电池箱，发生火灾时的扑灭效果不是很好，而且灭火后会有大量粉尘残留，无法清理，影响锂离子电池的二次使用。因此，设计一种适用于新能源汽车电池箱的性能稳定、灭火高效、持续降温、洁净无残留、绝缘性好和不影响电池二次使用的灭火剂及其灭火装置是本行业技术人员急需解决的问题。技术实现要素：本发明的目的在于，提供清洁型灭火剂及其灭火装置。本发明具有性能稳定、灭火高效、持续降温、洁净无残留、绝缘性好和不影响电池二次使用的特点。本发明的技术方案：清洁型灭火剂，按重量份计，包括以下组分：全氟-2-甲基-3-戊酮48～55份，氟代烯烃1.5～3份，吸水剂1～2份，吸附剂1～1.5份。前述的清洁型灭火剂中，按重量份计，包括以下组分：全氟-2-甲基-3-戊酮50份，氟代烯烃2份，吸水剂1份，吸附剂1份。前述的清洁型灭火剂中，所述的吸水剂和吸附剂为非碱性材料，由于全氟-2-甲基-3-戊酮反应后是酸性物质，碱性物质会跟灭火剂反应。前述的清洁型灭火剂中，所述的吸水剂为钙盐，钙离子能够吸收氟化氢反应生产沉淀物质。前述的清洁型灭火剂中，所述的吸附剂为1,3-二羟基-5-十三烷基苯，1,3-二羟基-5-(6＇＇-十五碳烯基)苯中的一种或几种。前述的清洁型灭火剂的灭火装置，包括连通的产气仓和介质仓，介质仓还经管道连接有喷头；所述产气仓内设有产气剂；所述介质仓内设有活塞，介质仓、活塞和喷头形成的空间内设有清洁型灭火剂。产气仓的底部设有预埋在产气剂内的电引发器的进线口。整个装置设置在长方体状壳体内，便于安装。活塞上设有从产气仓通向介质仓的单向阀，在非工作状态时能防止灭火剂漏到产气仓；在工作状态时，产气剂产生的推力会首先推动活塞，挤出灭火剂，在活塞达到极限位置后，产气剂产生的气体会通过活塞进入介质仓，促使本身和残余的灭火剂从喷头喷出。产气剂产生的气体可以形成气溶胶，进一步辅助灭火。前述的灭火装置中，按重量份计，所述产气剂包括以下组分：硝酸钾10～20份，硝酸锶15～30份，硝酸镁5～10份，硝酸锌3～7份，碳粉5～15份，偶氮二甲基酰10～20份，五氨基四唑2～8份，粘结剂2～5份，草酸铵1～8份，碱基碳酸镁0.5～4份，硝基胍0.5～4份，草酸钾0.5～3份，碳酸镁0.5～3份。前述的灭火装置中，所述喷头包括螺纹配合的内喷头和整流罩，内喷头具有中空的流道，内喷头的端部环形分布有与流道连通的流孔，内喷头的端面上环形分布有弦向的导流槽，整流罩上设有正对于内喷头端面的正喷口，正喷口所在的外端面设有环状的隆起。前述的灭火装置中，所述整流罩包括罩体、转环和端盖，转环和端盖依次套在罩体的端部，且转环和罩体为活动连接，端盖和罩体为固定连接；所述隆起设置在端盖上；罩体的侧壁上环形分布有侧喷口，转环上设有与侧喷口对应的启口。前述的灭火装置中，所述侧喷口与流孔错位设置。与现有技术相比，本发明灭火剂的灭火成分为全氟-2-甲基-3-戊酮沸点为49.2℃，在储存状态下为液态，也就是不需要贮压储存，对容器和维护的要求非常低。发生火灾时，全氟-2-甲基-3-戊酮从喷头释放后，首先迅速汽化吸热，然后气态全氟-2-甲基-3-戊酮与空气形成气态混合物，这种混合物比空气的比热容大很多。因此，在吸收相同火焰热量的情况下，混合物的升温很小，通过这种机理使火灾环境温度迅速降低至着火点以下，灭火并防止火焰蔓延。本发明的灭火剂在储存和灭火时都不会产生有害物质，毒性较低，而且使用后是气态物质，无残留，无导电性，对电池影响小。同时，本发明通过非碱性的吸水剂和吸附剂吸附水分和氟化氢，既保证灭火成分长久有效，又能减少灭火剂生产时余留的少量氟化氢，降低毒性。不仅如此，本发明的灭火装置通过固体产气剂产生气体迅速膨胀，推动活塞，挤出灭火剂实现灭火，装置的结构简单，稳定性好，不容易故障。产气剂的产气速度快，能够及时将灭火剂完全挤出，装置的喷头喷洒范围广，可以大范围地喷洒灭火剂，从而形成大范围的降温区域，及时并长久地灭火。综上，本发明具有性能稳定、灭火高效、持续降温、洁净无残留、绝缘性好和不影响电池二次使用的特点。附图说明图1是本发明装置的结构示意图；图2是喷头的结构示意图；图3的喷头的半剖示意图；图4是喷头的原理示意图；图5是第一组5％浓度下灭火剂的灭火效果数据图；图6是第二组5％浓度下灭火剂的灭火效果数据图；图7是产气剂的压力随时间的数据图。附图标记：10-产气仓，20-介质仓，21-活塞，30-喷头，31-内喷头，32-流道，33-流孔，40-整流罩，41-正喷口，42-隆起，43-罩体，44-转环，45-端盖，46-侧喷口，47-启口。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不作为对本发明限制的依据。实施例一：清洁型灭火剂，按重量份计，包括以下组分：全氟-2-甲基-3-戊酮50份，氟代烯烃2份，钙盐1份，吸附剂1份。所述的吸附剂为1,3-二羟基-5-十三烷基苯和1,3-二羟基-5-(6＇＇-十五碳烯基)苯中的混合物，这两种物质均为银桦提取物，具有良好的氟化氢吸附性能，且成本低。吸附剂也可采用氧化铝。同样的，氟代烯烃也起到吸附氟化氢的作用，结合吸附剂，充分保证灭火剂的安全性。采用清洁型灭火剂的灭火装置，包括连通的产气仓10和介质仓20，介质仓20还经管道连接有喷头30；所述产气仓10内设有产气剂；所述介质仓20内设有活塞21，介质仓20、活塞21和喷头30形成的空间内设有清洁型灭火剂。产气仓10的底部设有电引发器的进线口，电引发器受电流启动，使产气剂发生反应产生气体。整个装置设置在长方体状壳体内，便于安装。活塞上设有从产气仓通向介质仓的单向阀，在非工作状态时能防止灭火剂漏到产气仓；在工作状态时，产气剂产生的推力会首先推动活塞，挤出灭火剂，在活塞达到极限位置后，产气剂产生的气体会通过活塞进入介质仓，促使本身和残余的灭火剂从喷头喷出。产气剂产生的气体可以形成气溶胶，进一步辅助灭火。按重量份计，所述产气剂包括以下组分：氧化剂：硝酸钾10～20份，硝酸锶15～30份，硝酸镁5～10份，硝酸锌3～7份；还原剂：碳粉5～15份，偶氮二甲基酰10～20份，五氨基四唑2～8份；粘结剂2～5份：环氧树脂；功能调节剂：草酸铵1～8份，碱基碳酸镁0.5～4份，硝基胍0.5～4份，草酸钾0.5～3份，碳酸镁0.5～3份。所述喷头30包括螺纹配合的内喷头31和整流罩40，内喷头31具有中空的流道32，内喷头31的端部环形分布有与流道32连通的流孔33，内喷头31的端面上环形分布有弦向的导流槽，整流罩40上设有正对于内喷头31端面的正喷口41，正喷口41所在的外端面设有环状的隆起42。所述整流罩40包括罩体43、转环44和端盖45，转环44和端盖45依次套在罩体43的端部，且转环44和罩体43为活动连接，端盖45和罩体43为固定连接；所述隆起42设置在端盖45上；罩体43的侧壁上环形分布有侧喷口46，转环44上设有与侧喷口46对应的启口47。所述侧喷口46与流孔33错位设置。实施例二：在本实施例中，灭火剂按重量份计，包括以下组分：全氟-2-甲基-3-戊酮48份，氟代烯烃1.5份，钙盐1份，吸附剂1份。所述的吸附剂为1,3-二羟基-5-十三烷基苯，1,3-二羟基-5-(6＇＇-十五碳烯基)苯中的混合物。实施例三：在本实施例中，灭火剂按重量份计，包括以下组分：全氟-2-甲基-3-戊酮55份，氟代烯烃3份，钙盐2份，吸附剂1.5份。所述的吸附剂为1,3-二羟基-5-十三烷基苯，1,3-二羟基-5-(6＇＇-十五碳烯基)苯中的混合物。图5和图6是灭火剂的两组实验数据，对应的是5％灭火浓度(在101kpa大气压和规定的温度条件下，扑灭某种火灾所需气体灭火剂在空气中的最小体积百分比)下，火场周围不同传感器的温度数值。在图5中，灭火剂从38s开始喷洒，持续20s，在43s左右，观察到火焰熄灭，在53s，喷洒完毕，喷洒持续15s，灭火用时5s左右。在图6中，灭火剂从33s开始喷洒，在38s左右，观察到火焰熄灭，在49s喷洒完毕，喷洒持续16s，灭火用时5s左右。由此可见。本发明装置的灭火速度快，而且效果好，灭火剂够持续到火焰熄灭后，持续降温，有效防止复燃。图7是产气剂的压力随时间的图表。产气剂产生的压力持续增大，在15s左右达到最大值1.3mpa，并且在达到最大值后能维持在1.0mpa以上30s，足以支撑灭火剂完全释放。灭火装置的参数见表1。表1灭火装置性能参数项目单位技术指标启动电流ma350工作湿度hr≤95％工作温度℃-40～120工作时瞬间压力mpa≤1.2灭火剂释放时间s20可靠性工作时间10年灭火方式自动、手动工作原理：安装时，产气仓10在下，介质仓20在上，产气仓10的底部设有触发产气剂信号线的进线口。工作时，灭火信号线触发产气剂，产气剂发生气体，推动活塞21，活塞21将灭火剂从喷头30挤出。灭火剂在储存时是液态，从喷头30释放后，首先迅速汽化吸热，然后气态全氟-2-甲基-3-戊酮与空气形成气态混合物，这种混合物比空气的比热容大很多。因此，在吸收相同火焰热量的情况下，混合物的升温很小，通过这种机理使火灾环境温度迅速降低至着火点以下，灭火并防止火焰蔓延。如图2至图4所示，本发明的喷头30设置了隆起42和转环44结构。灭火剂经流道32和流孔33进入内喷头31与整流罩40之间的空隙，内喷头31上套有一橡胶圈，既保证密封性又能防止空隙过大降低流体压力。在侧喷口46被转环44挡住的情况下，灭火剂仅经过导流槽的导向后从正喷口41喷出。由于隆起42结构，结合流体的粘度，外围的灭火剂沿着隆起42流动，这部分灭火剂贴着隆起42流过一小段距离，再离开整流罩40的表面，从而扩大喷洒角，一般能达到150度左右，从而提高灭火效果。在转环44上的启口47正对侧喷口46使其作用的情况下，灭火剂也会从侧喷口46喷出。转环44上的启口47可以为一组，既一一与侧喷口46对应；也可以为多组，每组的数量不同，转到不同的位置，控制有效工作侧喷口46的数量，以协调正喷口41和侧喷口46的喷洒的量。当前第1页12