本发明属于消防,具体地涉及一种电控爆破式通道自开启装置。
背景技术:
1、目前,储能电站消防系统和新能源客车消防系统均大量使用通道控制阀,实现消防管网控制和灭火剂精准喷放控制,通道控制阀主要依靠线束接收启动信号,进而启动装置内的火药,火药燃烧释放出能量推动刺针戳破膜片,联通主通道支通道,开启供介质流动的通道。此类控制阀在消防领域的运用已经比较成熟,简单实用,市场占有率较大。但存在几个较为明显的短板,一是组件较多,降低了产品可靠性,易出现装置失效的情况;二是刺针开启结构设计限制了通道控制阀的流量上限,增加了通道阻力,限制了喷射效率;三是结构设计较为复杂,成本较高。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有技术中的技术缺陷,提供一种电控爆破式通道自开启装置,它通过电信号启动电爆管在控制阀主体内产生瞬间高压爆破控制阀主体内主通道与支通道之间的膜片,打开介质流动的阻隔,从而实现在介质储存装置与控制阀主体之间的主通道流动的介质进入控制阀主体与介质释放装置之间的支通道,最后介质释放装置实现介质快速释放。
2、本发明的技术方案是,一种电控爆破式通道自开启装置,它包括连接线束、启动单元、控制阀主体和连接件;连接线束连接在启动单元上,用于向启动单元传输启动信号;启动单元与控制阀主体密封连接,用于向控制阀主体腔体内提供瞬间高压;控制阀主体设置在介质流通管路上,并与介质储存装置和介质释放装置通过连接件连接,用于控制介质的释放;控制阀主体与介质储存装置之间的管路保持常态连通,控制阀主体与介质释放装置之间的管路通过与控制阀主体一体成型的膜片保持常态封闭,膜片破裂时控制阀主体与介质释放装置之间的管路连通,介质通过流通管路从介质储存装置经控制阀主体向介质释放装置流动并被释放出;启动单元为电爆管启动。
3、进一步的,上述连接线束包括短路保护帽、插头组件、波纹护套、玻纤管、导线和连接器组件;所述短路保护帽插在插头组件前端;插头组件下端连接导线,导线下端连接连接器组件,连接器组件与启动单元相连接;玻纤管包覆在导线外侧,玻纤管与插头组件连接处覆盖波纹护套。
4、进一步的,上述短路保护帽包括短路导线、两孔母壳、大孔塞和母端子:所述短路导线两端分别连接在母端子上,母端子嵌在两孔母壳内部,大孔塞嵌套在母端子上;所述插头组件包括公端子、大孔塞和两孔公壳:公端子嵌在两孔公壳内部,大孔塞嵌套在公端子上。
5、进一步的,上述连接器组件包括连接器和连接器端子:连接器端子嵌在连接器内部。
6、进一步的,上述启动单元包括限位紧固螺帽、启动单元主体和o形密封圈:限位紧固螺帽通过螺纹连接在启动单元主体上,用于紧固连接线束和启动单元的连接;o形密封圈嵌套在启动单元主体外缘的密封槽上,用于启动单元主体与控制阀主体之间的密封连接。
7、进一步的,上述启动单元主体包括启动单元基座、密封垫片和电爆管:电爆管连接在启动单元基座上,密封垫片设置在电爆管和启动单元基座之间,以密封连接电爆管和启动单元基座;所述电爆管的规格型号:aq-3丁;装药量范围:155mg~180mg;电性能指标:两角线之间桥路电阻在(2.3±0.5)ω;两角线之间通0.4a直流电,保持10s不启动;两角线之间通1.2a直流电可靠启动。
8、进一步的,上述控制阀主体上设置主通道连接口和支通道连接口;所述主通道连接口与介质储存装置连接形成主通道;所述支通道连接口与介质释放装置连接形成支通道:膜片破裂时,介质从主通道进入支通道然后从介质释放装置喷出。
9、进一步的,上述控制阀主体上有两个相互直通的主通道连接口和垂直于两个主通道连接口连线的支通道连接口:所述主通道连接口与介质储存装置或另一个控制阀主体连接形成主通道,所述支通道连接口与介质释放装置连接形成支通道;所述控制阀主体在介质流通管路上并列设置多个:其中一个主通道连接口与介质储存装置或上一控制阀主体的主通道连接口连接,另一个主通道连接口与下一个控制阀主体的主通道连接口连接。
10、进一步的,上述控制阀主体的主通道连接口和支通道连接口部位设置有不锈钢过滤网,以过滤杂质和膜片碎片;所述不锈钢过滤网材料为不锈钢30317或不锈钢30408,尺寸为:φ12mm,过滤网圆周有不锈钢包边,包边厚度1mm左右,过滤网为100目。
11、进一步的,上述控制阀主体材料为铝合金6031/铝合金6063,原材料一体挤压成型;所述膜片靠近启动单元一侧表面上的中心部位设置有十字型凹槽;
12、所述膜片的厚度为1mm,十字形凹槽深度为0.25mm;所述连接件材料为不锈钢30317/不锈钢30408,连接螺纹为m14×1.5,螺纹长度8mm。
13、通过本发明的技术方案设计:
14、1、启动单元启动时,可实现在-35℃环境温度下瞬间提升控制阀主体内腔的压强至34mpa以上,直接爆破与控制阀主体一体成型的厚度1mm、开槽深度0.25mm的铝制膜片结构,连通经控制阀主体膜片阻隔的主通道和支通道,实现低环境依赖、高可靠的电控通道开启功能;
15、2、连接件通过螺纹与控制阀主体相连接,起到连接控制阀主体与介质流通管路(介质流通管路另一端连接介质储存装置和介质释放装置)的作用,控制阀主体上的主通道连接口和支通道连接口的螺纹尺寸为:m14×1.5,螺纹深度为9mm,连接件与控制阀主体连接螺纹尺寸为:m14×1.5,螺纹长度为8mm;
16、3、不锈钢过滤网所处位置介于控制阀主体内通道连接口与连接件之间,起到过滤介质中的杂质和膜片碎片的作用,即介质经由主通道通过控制阀进入支通道介质流通管路时,先经不锈钢过滤网进行过滤,不锈钢网外径为φ12mm,圆周有一圈厚度1mm左右的包边,中间不锈钢网为100目;
17、4、短路保护帽插在插头组件前端,可以避免静电积累导致的误启动,插头组件下端连接有导线,导线下端连接有线束插头,线束插头与启动单元上的脚线相连接,导线外侧包覆有玻纤管,玻纤管与插头组件相接处覆盖有波纹护套,起到防护与美化连接线束的作用;
18、短路保护帽短路导线型号为ul1007 awg20,2孔母壳型号为两芯母头282080-1,大孔塞型号为密封塞281934-2黄色,母端子型号为母端子282403-1,插头组件公端子型号为282404-1,大孔塞型号为密封塞281934-2,2孔公壳型号为两芯公头282104-1,波纹护套型号为1.5护套2孔波纹,玻纤管型号为玻纤管,内径φ3mm,导线型号为ul1332awg22;
19、限位紧固螺帽通过螺纹连接在启动单元主体上,连接螺纹尺寸为:m10×1,限位紧固螺帽起到紧固连接线束和启动单元的连接、防止连接线束连接松动以及误插拔的作用;
20、5、启动单元基座材料为:不锈钢30317/不锈钢30408;密封垫片材料为epdm,形状为圆环状,尺寸要求为:φ10.5mm×φ6.7mm×0.8mm,老化性能常温下要求:>15年,硬度变化≤8,断裂强度变化率≤30%,延伸率变化率≤30%;电爆管通过硬连接嵌在启动单元基座下部,其内部的化学能是通道控制阀开启的动力来源,启动时将其内部的化学能全部释放,转化为内能,用于提升控制阀主体主通道空间内的瞬态压强,冲破膜片;电爆管型号为:aq-3丁,装药量范围:155mg~180mg,电性能要求:桥路电阻:两角线之间电阻应在(2.3±0.5)ω,安全电流:两角线之间通0.4a直流电,保持10s不应启动,启动电流:两角线之间通1.2a直流电,可靠启动。
21、6、控制阀主体材料为铝合金6031/铝合金6063,原材料一体挤压成型、膜片靠近启动单元一侧表面上的中心部位设置有十字型凹槽,凹槽深度0.25mm,作为开启膜片薄弱环节。
22、本发明相比于现有技术的有益效果是:
23、(1)本发明装置原理简单,即通过电流信号启动电爆管,释放大量化学能转化为内能,产生瞬间的高压冲破膜片,使得控制阀主体内的主通道与支通道连通,打开介质流动通道;
24、(2)本发明装置结构紧凑,连接线束连接在启动单元上,通过螺纹连接紧固,启动单元通过螺纹连接在控制阀主体上,过滤网放置在主通道和支通道的连接口部,依靠连接件通过螺纹连接在控制阀主体上进行紧固,无多余组件;
25、(3)本发明装置具有反应灵敏、动作迅速的特点,从启动单元接收到启动电信号、电爆管启动不超过2ms,从电爆管启动到开启通道不超过2ms,中间没有多余的过程,整个通道开启过程完成的时间可控制在5ms内;
26、(4)本发明装置安全可靠:装置的连接线束末端插接有短路保护帽,在装置投入安装之前可以防止因静电导致的误启动;连接线束与启动单元之间使用了螺纹紧固的设计,并且紧固螺帽采用预集成的方式套在连接线束上,可实现防插拔的功能,防止连接线束松动或误拔;启动单元上集成的电爆管选用的是汽车安全气囊使用的点火器,成品率达六个九级别;通道控制阀主体采用整体挤压成型的铝坯加工成型,结构强度经验证,安全裕度较高;主通道与支通道之间设置有不锈钢过滤网,可过滤通道打开时产生的破片以及主通道介质内掺杂的其它固态杂质,防止产生通道堵塞,有效避免控制阀失效的现象;
27、(5)本发明装置具有结构简单、成本低廉的特点,控制阀主体采用整体挤压成型的铝坯加工成型,结构简单,机加成本极低,且不需要额外设置通道开启控制膜片,膜片在主体控制阀主体腔体内直接机加成型,并且创意地采用十字镂花减薄方式,使完全机加成型的膜片结构具有薄弱环节,且加工精度易达到,极大限度上替代了额外设置开启膜片方案中集成的爆破片的功能,极大地节省了实现通道开启功能这一核心作用的成本;
28、(6)本发明装置具有安装便捷的特点,将外部控制电信号(1.2a,常开)通过连接线束接口连接在控制阀主体上;再通过控制阀主体的主通道连接口经连接件接入介质储存装置形成主通道,通过控制阀主体的支通道连接口经连接件接入介质释放装置形成支通道,即完成装置安装。
29、本发明技术通过线束接收启动信号,启动电爆管,打开主通道和支通道之间的膜片,联通主通道和支通道,开启介质流通通道,起到通道控制的作用。本发明技术原理简单,结构紧凑,反应灵敏、动作迅速,安全可靠,结构简单、成本低廉,安装便捷,适用于消防技术领域中灭火系统消防管网控制和灭火剂精准喷放控制。
1.一种电控爆破式通道自开启装置,其特征在于,它包括连接线束(1)、启动单元(2)、控制阀主体(3)和连接件(4);
2.根据权利要求1所述的电控爆破式通道自开启装置,其特征在于,所述连接线束(1)包括短路保护帽(11)、插头组件(12)、波纹护套(13)、玻纤管(14)、导线(15)和连接器组件(16);
3.根据权利要求2所述的电控爆破式通道自开启装置,其特征在于,
4.根据权利要求2所述的电控爆破式通道自开启装置,其特征在于,
5.根据权利要求1所述的电控爆破式通道自开启装置,其特征在于,所述启动单元(2)包括限位紧固螺帽(21)、启动单元主体(22)和o形密封圈(23):限位紧固螺帽(21)通过螺纹连接在启动单元主体(22)上,用于紧固连接线束(1)和启动单元(2)的连接;o形密封圈(23)嵌套在启动单元主体(22)外缘的密封槽上,用于启动单元主体(22)与控制阀主体(3)之间的密封连接。
6.根据权利要求5所述的电控爆破式通道自开启装置,其特征在于,所述启动单元主体(22)包括启动单元基座(221)、密封垫片(222)和电爆管(223):电爆管(223)连接在启动单元基座(221)上,密封垫片(222)设置在电爆管(223)和启动单元基座(221)之间,以密封连接电爆管(223)和启动单元基座(221);
7.根据权利要求1所述的电控爆破式通道自开启装置,其特征在于,所述控制阀主体(3)上设置主通道连接口和支通道连接口;所述主通道连接口经介质流通管路与介质储存装置连接形成主通道;所述支通道连接口经介质流通管路与介质释放装置连接形成支通道:膜片破裂时,介质从主通道进入支通道然后从介质释放装置喷出。
8.根据权利要求1所述的电控爆破式通道自开启装置,其特征在于,所述控制阀主体(3)上有两个相互直通的主通道连接口和垂直于两个主通道连接口连线的支通道连接口:所述主通道连接口经介质流通管路与介质储存装置或另一个控制阀主体(3)连接形成主通道,所述支通道连接口经介质流通管路与介质释放装置连接形成支通道;
9.根据权利要求7或8所述的电控爆破式通道自开启装置,其特征在于,所述
10.根据权利要求1所述的电控爆破式通道自开启装置,其特征在于,所述控制阀主体(3)材料为铝合金6031/铝合金6063,原材料一体挤压成型;