一種易燃易爆物自動(dòng)阻斷系統(tǒng)的研究

高 影，孫慧松，張曉峰，曹井新

(黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱150025)

一種易燃易爆物自動(dòng)阻斷系統(tǒng)的研究

高 影，孫慧松，張曉峰，曹井新

(黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱150025)

目前，火災(zāi)狀態(tài)下絕大多數(shù)的阻斷系統(tǒng)是采用耐高溫箱體對(duì)易燃易爆物進(jìn)行隔離，但由于箱體的導(dǎo)熱特點(diǎn)，導(dǎo)致易燃易爆物在高溫的狀態(tài)下會(huì)直接發(fā)生爆炸。該課題針對(duì)以上問(wèn)題，設(shè)計(jì)一套自動(dòng)阻斷系統(tǒng)，將易燃易爆物放置于耐高溫箱體中，火災(zāi)發(fā)生時(shí)形成真空隔離帶，并利用無(wú)線技術(shù)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信息。

易燃易爆物;阻斷系統(tǒng);自動(dòng)控制

0 引言

我國(guó)每年發(fā)生的城市建筑火災(zāi)的次數(shù)和損失均居高不下，每年都有多起特大和重大建筑火災(zāi)發(fā)生，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。在火災(zāi)發(fā)生的過(guò)程中，一旦建筑物內(nèi)有易燃易爆物品，由于易燃易爆物的燃燒和爆炸，造成火勢(shì)的加劇，將嚴(yán)重影響消防人員對(duì)火勢(shì)的控制。

1 課題研究的意義

目前易燃易爆物的隔斷主要缺點(diǎn)是隔離箱體在高溫狀態(tài)下容易引燃箱體內(nèi)的易燃易爆物品，針對(duì)傳統(tǒng)隔離箱體的缺點(diǎn)，本系統(tǒng)對(duì)隔離箱體與易燃易爆物品進(jìn)行真空分離。將盛放易燃易爆物品隔離箱的箱體做成空心，最大程度削弱箱體直接導(dǎo)熱的作用，并在箱體內(nèi)部放置真空泵、控制裝置及檢測(cè)裝置，利用檢測(cè)裝置檢測(cè)箱體體表溫度，并及時(shí)打開(kāi)真空泵將箱體內(nèi)空氣排出形成真空，這樣一來(lái)導(dǎo)熱速度明顯降低，易燃易爆物品二次爆炸的危險(xiǎn)可以下降到一個(gè)比較低的水平。本系統(tǒng)的研究對(duì)今后易燃易爆物品隔離系統(tǒng)的研究具有借鑒作用，對(duì)易燃易爆物品的隔離具有一定的指導(dǎo)意義。

2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

火災(zāi)狀態(tài)下建筑物內(nèi)易燃易爆物自動(dòng)阻斷裝置，包括耐高溫箱體和電子鎖，耐高溫箱體包括上箱蓋和下箱體，上箱蓋和下箱體通過(guò)電子鎖鎖定為一體；它還包括溫度傳感器、控制電路、電子鎖驅(qū)動(dòng)電路、電子鎖、抽真空設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路、抽真空設(shè)備和電磁閥。

溫度傳感器設(shè)置在耐高溫箱體的外部，控制電路設(shè)置在耐高溫箱體的內(nèi)部。溫度傳感器的溫度信號(hào)輸出端與控制電路的溫度信號(hào)輸入端連接，控制電路的電子鎖驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸出端與電子鎖驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)輸入端，電子鎖驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電子鎖工作。

耐高溫箱體上開(kāi)有抽真空孔，所述抽真空孔處設(shè)置有電磁閥，控制電路的電磁閥控制信號(hào)輸出端與電磁閥的控制線圈的控制信號(hào)輸入端連接。

控制電路的抽真空驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸出端與抽真空設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)輸入端連接，抽真空設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)抽真空設(shè)備工作。

它還包括無(wú)線信號(hào)發(fā)射電路和無(wú)線通訊終端，控制電路的無(wú)線信號(hào)輸出端與無(wú)線信號(hào)發(fā)射電路的無(wú)線信號(hào)輸入端連接，所述無(wú)線通訊終端接收來(lái)自無(wú)線信號(hào)發(fā)射電路發(fā)射的無(wú)線信號(hào)。

2.2 系統(tǒng)的控制過(guò)程

（1）利用溫度傳感器的溫度信號(hào)輸出端與控制電路的溫度信號(hào)輸入端連接，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定的閥值時(shí)，控制電路對(duì)電機(jī)及電子鎖驅(qū)動(dòng)短路有輸出。

（2）控制電路的抽真空驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸出端與抽真空設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)輸入端連接，當(dāng)控制電路檢測(cè)到溫度升高到閥值時(shí)，抽真空設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)抽真空設(shè)備工作。

（3）控制電路的電子鎖驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸出端與電子鎖驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)輸入端連接，當(dāng)抽真空設(shè)備開(kāi)始工作時(shí)，電子鎖驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電子鎖工作，鎖死箱體蓋，使箱體在沒(méi)有空氣進(jìn)入的情況下盡快將內(nèi)部抽成真空，對(duì)易燃易爆物進(jìn)行真空隔離。

（4）抽真空設(shè)備將箱體內(nèi)抽成真空室，控制電路的電磁閥控制信號(hào)輸出端與電磁閥的控制線圈的控制信號(hào)輸入端連接，將抽真空孔鎖死，保證不再進(jìn)入空氣。

3 系統(tǒng)的工作流程設(shè)計(jì)

3.1 通電準(zhǔn)備階段

系統(tǒng)在接通電源后應(yīng)有自檢功能，包括對(duì)軟件的自動(dòng)掃描及硬件的物理檢測(cè)，當(dāng)確認(rèn)軟硬件沒(méi)有問(wèn)題之后，對(duì)控制系統(tǒng)實(shí)行復(fù)位，將系統(tǒng)的狀態(tài)恢復(fù)到初始狀態(tài)，才可以進(jìn)行工作。

3.2 循環(huán)檢測(cè)階段

該階段中系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行工作，由傳感器檢測(cè)外部溫度高低，并將數(shù)據(jù)變送至單片機(jī)中進(jìn)行比較，檢測(cè)量是否超過(guò)闕值。在正常無(wú)火災(zāi)狀態(tài)，箱體周?chē)鷾囟葢?yīng)在常溫范圍內(nèi)，傳感器檢測(cè)的信號(hào)值應(yīng)小于闕值，而且系統(tǒng)應(yīng)對(duì)上述工作過(guò)程進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)，以確保檢測(cè)的連續(xù)性和實(shí)效性。

3.3 火災(zāi)檢測(cè)階段

在火災(zāi)初始階段，箱體周?chē)目諝鉁囟炔⒉桓?，傳感器信?hào)并未達(dá)到闕值，系統(tǒng)依然保持在循環(huán)檢測(cè)階段，若能在火災(zāi)初始階段將火情控制并降低，則系統(tǒng)不會(huì)進(jìn)入到下一階段。但隨著火災(zāi)時(shí)間的延長(zhǎng)，箱體周?chē)臻g的溫度逐漸上升并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常溫值，傳感器信號(hào)值達(dá)到闕值之后，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出，電子鎖首先將箱體鎖死，以確保抽真空時(shí)箱體蓋附近不會(huì)有空氣滲入。同時(shí)系統(tǒng)將開(kāi)啟真空泵對(duì)箱體內(nèi)的空氣進(jìn)行抽離，時(shí)間繼電器開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)到達(dá)設(shè)置時(shí)間之后，箱體內(nèi)的空氣基本已經(jīng)抽離，之后真空孔迅速封閉，保持箱體內(nèi)部真空狀態(tài)。

另外若有無(wú)線通訊模塊裝置則可以在電子鎖將箱體蓋鎖死的情況下通過(guò)發(fā)送指定短信通知工作人員，以便工作人員在第一時(shí)間能得到火災(zāi)信息和易燃易爆物品隔離信息，這樣對(duì)控制火災(zāi)及及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施有非常大的幫助。

3.4 復(fù)位階段

當(dāng)控制系統(tǒng)成功隔離火災(zāi)的高溫與易燃易爆物品后，工作人員必須按下復(fù)位按鈕才能讓系統(tǒng)重新復(fù)位，該系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)置自動(dòng)復(fù)位是考慮到在火災(zāi)狀態(tài)下或者火災(zāi)尾部階段一旦誤操作可能會(huì)帶來(lái)比較大的損失，因此系統(tǒng)在保護(hù)過(guò)后只能人工復(fù)位。

4 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮了很多在火災(zāi)狀態(tài)下的特定因素和狀態(tài)，能在火災(zāi)發(fā)生后快速的阻斷隔離箱體內(nèi)的易燃易爆物品，同時(shí)可以由無(wú)線通訊模塊將報(bào)警短信發(fā)送到指定工作人員的手機(jī)上，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

[1]公安部消防局.中國(guó)消防年鑒[M].北京:中國(guó)人事出版社,2013.

[2]高洪菊.建筑火災(zāi)中影響煙氣流動(dòng)過(guò)程的基本要素.建筑防火,2003(5):l4-16.

[3]危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例.

[4]范維澄.火災(zāi)科學(xué)導(dǎo)論.武漢:湖北科學(xué)技術(shù)出版社,1993.

（編輯 文新梅）

Study on the Automatic Blocking System of Flammable and Explosive Materials

GAOYing,SUNHuisong,ZHANGXiaofeng，CAOJingxin
（HeilongjiangCollege ofConstruction，Harbin 150025,China)

At present,in the fire condition,the majority of blocking systems are using high temperature resistant boxes to isolate the flammable and explosive materials.But because of the heat conduction characteristics of boxes,it will lead to the explosion of flammable and explosive materials in high temperature.In viewof the problem above,this paper designs a set of automatic blocking system.Place flammable and explosive materials in the high temperature boxes and the vacuum isolation belt is formed when the fire occurs.And use wireless technologytoproduce fire alarmmessages.

flammable and explosive materials;blockingsystem;automatic control

TP23

B

1672-0601（2015）11-0101-02

2015-10-09

本文系黑龍江省教育廳高職高專院校科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目《火災(zāi)狀態(tài)下建筑物內(nèi)易燃易爆物自動(dòng)阻斷系統(tǒng)》（項(xiàng)目編號(hào)為12535050）的研究成果。

高影（1980-），女，碩士學(xué)位，副高級(jí)職稱（副教授），主要研究方向?yàn)榻ㄖ姎狻?/p>