一種內燃機車中壓泵組式細水霧自動滅火方法及系統與流程

本發明鐵路機車滅火技術領域，尤其涉及一種內燃機車中壓泵組式細水霧自動滅火方法及系統。

背景技術：

鐵路機車是保障鐵路交通正常運行的重要設施，同時具有很高的火災風險，其中尤以內燃機車的火災風險最為突出。由于內燃機車用油量及儲油量大，且運行時內部溫度高，排氣管表面溫度甚至高達500～800℃，大大超過柴油的燃點，一旦因老化、故障等導致高壓油管及其接頭泄漏，柴油遇到高溫就會引發火災，如得不到及時撲救控制，則可能造成重大火災事故，尤其是當機車運行至鐵路隧道內時，則會導致重特大火災事故。不僅會損毀鐵路機車，造成人員傷亡，而且需要較長時間關閉隧道、中斷鐵路運輸，使得局部地區物資流動不暢，進而造成極大的社會影響。因此，內燃機車初期火災的及時有效撲救十分重要。

在內燃機車火災高危和高發部位配置有效的自動滅火系統，是撲滅機車初期火災的重要措施，同時也是提升鐵路交通火災防控水平的關鍵。但是，目前國內外關于內燃機車自動滅火系統的研究極少，再加上內燃機車內部空間狹小，運行時內部存在一定通風，長期處于振動狀態，傳統氣體、水基、高壓細水霧等自動滅火系統在占用空間、滅火效能、抗振性、安全性等方面均存在一定問題，無法滿足內燃機車實際滅火應用需求。具體而言：

(1)內燃機車內部空間狹小，能夠為滅火系統提供的安放空間有限。傳統水基滅火系統因滅火效能低、用水量大，無法滿足需求；高壓細水霧滅火系統體積大，且對水質要求高，通常需要額外配備體積較大的常壓或高壓水箱，因此也無法滿足需求；

(2)內燃機車運行時內部存在一定通風，難以滿足全淹沒滅火應用條件，因此傳統氣體全淹沒滅火系統無法使用；高壓細水霧滅火系統的細水霧粒徑小、動量和貫穿力不足，很難實現快速撲滅機車火災的目標需求；

(3)內燃機車內部發生火災時首先會關停發動機，切斷供電，因此傳統泵組式細水霧等滅火系統因缺少供電而無法使用；

(4)內燃機車運行時內部振動大，傳統氣體、瓶組式細水霧等高壓滅火系統在抗振性、使用安全性方面存在一定問題和隱患。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明旨在提出一種內燃機車中壓泵組式細水霧自動滅火方法及系統，能夠針對內燃機車初期火災進行自動滅火防護，快速撲滅燃油池火、流淌火、噴霧火等典型機車火災，并防止復燃，解決內燃機車火災自動撲救技術難題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種內燃機車中壓泵組式細水霧自動滅火方法，包括：

將內燃機車內部劃分為多個滅火區域，每個所述滅火區域各安裝若干只細水霧噴頭，并由一套供水單元提供1.2～1.8mpa壓力范圍的消防水，所述供水單元由內燃機車車載蓄電池供電；

所述消防水內添加有一定量的能在液體燃料表面形成水膜和乳化層的細水霧添加劑；

由火災探測器自動探測著火的滅火區域，并通過火災報警器自動報警和啟動對應的滅火區域的供水單元，經對應的滅火區域的細水霧噴頭噴射形成細水霧。

進一步，所述細水霧添加劑由3-5％成膜劑、2-10％乳化劑、1-5％防腐劑、80-94％水配制而成。

進一步，所述成膜劑采用氟表面活性劑，所述乳化劑采用碳氫表面活性劑，所述防腐劑采用甲醛。

進一步，通過plc控制器精確控制微型中壓供水單元的容積泵轉速，精確控制供水壓力，嚴格控制細水霧霧滴粒徑集中在150μm-300μm范圍內；

根據火災情況，由火災報警控制器自動啟動一套或多套供水單元；或者由駕駛人員通過終端顯示控制器手動啟動；

同時，駕駛人員能根據分布在內燃機車內的攝像頭實時觀察火災發展情況，及時手動啟動或關閉供水單元。

進一步，所述供水單元為中壓供水單元，所述中壓供水單元包括直流電機、聯軸器、容積泵、閥板；

所述直流電機通過聯軸器與容積泵聯接；

所述閥板開設有進水流道和出水流道，容積泵的進水口與閥板(1-4)的進水流道連通，容積泵的出水口與閥板的出水流道連通；

在進水流道和出水流道之間還設有一平時其進水口與出水口之間為常閉狀態的安全閥，所述安全閥1-17的設定值為1.6-1.8mpa；

所述進水流道的通道中部與安全閥的出水口連通；

所述出水流道的通道中部與安全閥的進水口連通；

還包括有一感應出水流道內壓力的壓力傳感器，當出水流道內供水壓力超過安全閥設定值時，安全閥的進水口和出水口之間連通。

本發明還提供了一種內燃機車中壓泵組式細水霧自動滅火系統，包括儲液罐、若干個中壓供水單元、plc控制器、火災報警控制器、火災探測器、攝像頭、終端顯示控制器、蓄電池；

內燃機車內部劃分為多個滅火區域，每個所述滅火區域對應一個中壓供水單元，每個中壓供水單元對應安裝于相應滅火區域的若干個中壓細水霧噴頭；

所述儲液罐內儲備消防水，經供水管道連通各中壓供水單元，每個中壓供水單元通過供水管道與所屬的若干個中壓細水霧噴頭連通，所述中壓供水單元為所屬的中壓細水霧噴頭提供1.2～1.8mpa壓力范圍的消防水，所述消防水以細水霧形態施加至火災區域；

所述plc控制器分別電連接蓄電池、中壓供水單元，且通過信號控制線分別與火災報警控制器、中壓供水單元電連接；

火災報警控制器通過信號控制線分別與火災探測器、攝像頭、終端顯示控制器電連接；

所述中壓供水單元由內燃機車車載的蓄電池供電。

進一步，所述中壓供水單元包括直流電機、聯軸器、容積泵、閥板；

所述直流電機通過聯軸器與容積泵聯接；

所述閥板開設有進水流道和出水流道，容積泵的進水口與閥板的進水流道連通，容積泵的出水口與閥板的出水流道連通；

在進水流道和出水流道之間還設有一平時其進水口與出水口之間為常閉狀態的安全閥，安全閥1-17的設定值為1.6-1.8mpa；

所述進水流道的通道中部與安全閥的出水口連通；

所述出水流道的通道中部與安全閥的進水口連通；

還包括有一感應出水流道內壓力的壓力傳感器，當出水流道內供水壓力超過安全閥設定值時，安全閥的進水口和出水口之間連通。

進一步，所述容積泵的進水口通過泵進水接頭、閥板進水接頭與閥板的進水流道的進水接口連通，所述容積泵出水口通過泵出水接頭、閥板出水接頭與閥板的出水流道的出水接口連通，所述閥板進水接頭的末端設有進水接頭螺堵，所述閥板出水接頭的末端設有出水接頭螺堵；

所述壓力傳感器輸出信號接入控制器，當供水壓力超過設定值時，plc控制器向直流電機發出減速信號，降低容積泵的轉速，以降低供水壓力，直到下降至規定值以內；

所述直流電機采用無刷電機，電壓選用24v至48v范圍中的一種電壓；

所述plc控制器實時調控所述直流電機的開啟和關閉以及蓄電池的充放電.

所述容積泵采用隔膜泵、柱塞泵、齒輪泵和葉片泵中的一種。

進一步，所述中壓供水單元的總進水口與儲液罐連通，所述中壓供水單元的總出水口與供水干管的輸入口連通，所述供水干管輸出口與供水支管連通，所述供水支管上按照一定間距設置若干中壓細水霧噴頭；

火災探測器采用煙霧探測器和/或火焰探測器；

所述終端顯示控制器設置在司機室，或者機車駕駛人員方便操控的位置；

所述蓄電池采用內燃機車車載蓄電池；或單獨配置，蓄電池平時由機車發動機及充電設施補充電量。

進一步，所述消防水含有2-10％的細水霧添加劑；

所述細水霧添加劑由3-5％成膜劑、2-10％乳化劑、1-5％防腐劑、80-94％水配制而成；

所述成膜劑采用氟表面活性劑，所述乳化劑采用碳氫表面活性劑，所述防腐劑采用甲醛。

相對于現有技術，本發明具有以下優勢：

(1)本發明采用中壓細水霧滅火技術，控制細水霧霧滴粒徑主要集中在150μm-300μm范圍內，提高霧滴的動量及貫穿力，保證滅火效能，解決了傳統高壓細水霧滅火技術細水霧粒徑小、動量和貫穿力不足、受機車內通風及火羽流影響大、滅火效果差的問題；

(2)本發明中壓泵組式細水霧滅火系統的中壓供水單元采用直流電機和容積泵集成化設計，體積小、質量輕，并可直接利用內燃機車底部的蓄電池供電，不受內燃機車內部斷電的影響，解決了普通泵組式細水霧滅火系統因采用交流電供電、占用空間大而無法在內燃機車使用的難題；

(3)本發明采用具有快速覆蓋和高效乳化作用的細水霧添加劑，使得細水霧不但可以冷卻油面，抑制燃油蒸發，而且可以在油面上迅速形成一層水膜及乳化層，使燃油與空氣隔絕而滅火，并防止復燃，從而顯著提升了細水霧對于泄漏燃油池火、流淌火的滅火速度和滅火效能，極大降低滅火用水量，縮小滅火系統體積，解決了傳統細水霧滅火技術對b類火的控滅火速度慢、用水量大的問題；

(4)本發明的壓泵組式細水霧滅火系統具有無環境污染、對防護對象破壞小、適用于撲救電器火等特點，并且泵組、管網及噴頭等關鍵部件采用中壓設計，可在長期振動的環境中使用，無安全隱患。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為直流驅動一體泵主視圖；

圖3為中壓供水單元側視圖；

圖4為圖3中閥板的a向剖面示意圖；

圖5為圖4中閥板的b向剖面示意圖；

圖注：1、中壓供水單元；1-1、直流電機；1-2、聯軸器；1-3、容積泵；1-4、閥板；1-5、泵進水接頭；1-6、泵出水接頭；1-7、總進水口；1-8、螺紋堵頭；1-9、總出水口；1-10、壓力傳感器接口；1-11、螺栓；1-12、閥板進水接口；1-13、閥板出水接口；1-14、進水流道；1-15、安全閥通道；1-16、出水流道；1-17、安全閥；1-18、流通支路；1-19、閥板進水接頭；1-20、閥板出水接頭；1-21、進水接頭螺堵；1-22、出水接頭螺堵；2、plc控制器；3、消防水；4、儲液罐；5、供水干管；6、供水支管；7、細水霧噴頭；8、火災報警控制器；9、火災探測器(煙霧探測器或火焰探測器或二者組合)；10、攝像頭；11、終端顯示控制器(司機室)；12、蓄電池(內燃機車車載或單獨配置)

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。

首先說明本發明提供的內燃機車中壓泵組式細水霧自動滅火方法，該方法包括：

將內燃機車劃分多個滅火區域，每個滅火區域安裝若干只細水霧噴頭，并由一套微型中壓供水單元提供1.2～1.8mpa壓力范圍的消防水，微型中壓供水單元由內燃機車車載蓄電池供電；

由火災探測器自動探測著火區域(即發生火情的某個或某幾個所述滅火區域)，并通過火災報警器自動報警和啟動對應的微型中壓供水單元，經對應的中壓細水霧噴頭噴射形成細水霧；

通過plc控制器精確控制微型中壓供水單元的容積泵轉速，精確控制供水壓力，嚴格控制細水霧霧滴粒徑集中在150μm-300μm范圍內；

在消防水內加入一定量的細水霧添加劑，該細水霧添加劑由3-5％成膜劑、2-10％乳化劑、1-5％防腐劑、80-94％水配制而成，成膜劑采用氟表面活性劑，乳化劑采用碳氫表面活性劑，防腐劑采用甲醛。在消防水內添加細水霧添加劑，能夠起到快速覆蓋和高效乳化作用，使得細水霧不但可以冷卻油面，抑制燃油蒸發，而且可以在油面上迅速形成一層水膜及乳化層，使燃油與空氣隔絕而滅火，并防止復燃，從而顯著提升了細水霧對于泄漏燃油池火、流淌火的滅火速度和滅火效能，極大降低滅火用水量，縮小滅火系統體積，解決了傳統細水霧滅火技術對b類火的控滅火速度慢、用水量大的問題。

根據火災情況，由火災報警控制器8自動啟動一套或多套中壓供水單元，或者由司機室內的駕駛人員通過終端顯示控制器手動啟動，同時駕駛人員可以根據分布在內燃機車內的攝像頭10實時觀察火災發展情況，及時手動啟動或關閉中壓供水單元。

本發明提供的內燃機車中壓泵組式細水霧自動滅火系統，如圖1所示，包括若干個中壓供水單元1、plc控制器2、儲液罐3(儲液罐3內存儲有消防水4)、供水管道、中壓細水霧噴頭7、火災報警控制器8、火災探測器9、攝像頭10、終端顯示控制器11、蓄電池12，每個中壓供水單元1與若干中壓細水霧噴頭7連通，所述中壓供水單元1的總進水口1-7與儲液罐3連通，所述中壓供水單元1的總出水口1-9與供水干管5的輸入口連通，所述供水干管5輸出口與供水支管6連通，所述供水支管上按照一定間距設置若干中壓細水霧噴頭7，所述plc控制器2通過電源線分別與蓄電池12、中壓供水單元1連接，通過信號控制線分別與火災報警控制器8、中壓供水單元1連接，火災報警控制器8與信號控制線分別與火災探測器9、攝像頭10、終端顯示控制器11連接，所述蓄電池12為中壓供水單元1提供動力。

所述中壓供水單元1包括直流電機1-1、聯軸器1-2、容積泵1-3、閥板1-4、泵進水接頭1-5、泵出水接頭1-6，所述直流電機1-1通過聯軸器1-2與容積泵1-3連接，所述容積泵1-3進水口通過泵進水接頭1-5、閥板進水接頭1-19與閥板進水接口1-12連通，所述容積泵1-12出水口通過泵出水接頭1-6、閥板出水接頭1-20與閥板出水接口1-13連通，所述閥板進水接頭1-19的末端設有進水接頭螺堵1-21，所述閥板出水接頭1-20的末端設有出水接頭螺堵1-22，所述閥板1-4分別開設有進水流道1-14、安全閥通道1-15、出水流道1-16、壓力傳感器接口1-10，所述進水流道1-14與安全閥通道1-15之間、安全閥通道1-15與出水流道1-16之間、出水流道1-16與壓力傳感器接口1-10之間分別開設有流通支路1-18，所述安全閥通道1-15內部設有安全閥1-17，用于保護防止泵超壓，當供水壓力超過安全閥1-17設定值(1.6-1.8mpa)時，安全閥1-17自動打開，在常壓的進水流道1-14和待壓的出水流道1-16之間打開一條返流通道，即出水流道1-16內的待壓消防水經流通支路1-18返流至進水流道1-14，進而泄壓保護供水單元，所述安全閥通道1-15末端設有螺紋堵頭1-8，所述壓力傳感器接口1-10連接有壓力傳感器(圖中未示)，用于實時測量供水壓力，壓力傳感器輸出信號接入plc控制器2，當供水壓力超過設定值時，plc控制器2向直流電機1-1發出減速信號，降低容積泵1-3的轉速，以降低供水壓力，直到下降至規定值以內，所述閥板1-4上還設有多個螺栓1-11，用于鎖緊密封閥板1-4。

所述直流電機1-1采用無刷電機，電壓選用24v至48v范圍中的任何一種電壓。

所述plc控制器2實時調控所述直流電機1-1的開啟和關閉以及蓄電池12的充放電。

所述容積泵1-3采用隔膜泵、柱塞泵、齒輪泵和葉片泵中的任何一種。

所述儲液罐3為常壓罐，采用耐腐蝕高分子材料或不銹鋼制作。

所述消防水4含有2-10％的細水霧添加劑，所述消防水以細水霧形態施加至火災區域時，不但具有冷卻、窒息、阻隔熱輻射等滅火作用，而且可在燃油表面迅速形成一層水膜和乳化層，隔絕空氣滅火，并防止燃油復燃。所述火災探測器9采用煙霧探測器，或火焰探測器，或二者組合。

所述終端顯示控制器11設置在司機室，或者機車駕駛人員方便操控的地方。

所述蓄電池12采用內燃機車車載蓄電池，或單獨配置，平時由機車發動機及充電設施補充電量。

工作原理：日常，儲液罐3和中壓供水單元1中為常壓狀態，蓄電池保持電量充足，隨時由機車發動機及充電設施補充。當內燃機車某處發生火災時，著火區域的火災探測器9響應，火災報警控制器8報警，并通過plc控制器2啟動對應滅火分區的中壓供水單元1，容積泵1-3在直流電機1-1的驅動下開始按照規定轉速提供壓力消防水，壓力消防水經供水干管5、供水支管6輸送至各細水霧噴頭7噴射形成細水霧，通過細水霧的冷卻、窒息、阻隔熱輻射以及在燃油表面迅速形成一層水膜和乳化層，隔絕空氣滅火，同時防止燃油復燃。如果供水管道內的消防水壓力超過設定值，則中壓供水單元1內設的安全閥1-17自動打開，高壓消防水自出水流道1-16經流通支路1-18返流至進水流道1-14，從而泄壓保護供水單元，與此同時，壓力傳感器將高壓信號輸入至plc控制器2，plc控制器2及時向直流電機1-1發出減速信號，降低容積泵1-3的轉速，以降低供水壓力，直到下降至規定值以內，反之，plc控制器2則向直流電機1-1發出加速信號，增加容積泵1-3的轉速，以提高供水壓力，直到達到規定范圍。

本發明的內燃機車中壓泵組式細水霧自動滅火系統可以由火災報警控制器8自動啟動一套或多套中壓供水單元，或者由司機室內的駕駛人員通過終端顯示控制器手動啟動，同時駕駛人員可以根據分布在內燃機車內的攝像頭10實時觀察火災發展情況，及時手動啟動或關閉中壓供水單元。

本發明的自動滅火系統可提供1.2～1.8mpa范圍內的供水壓力，實際供水壓力可根據需求通過中壓供水單元1及plc控制器2進行精確設置和調整。本發明自動滅火系統可撲滅內燃機車內部的a類、b類(油池火、流淌火、噴霧火)和e類火災。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。