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易燃易爆物進(jìn)行隔離，但由于箱體的導(dǎo)熱特點，導(dǎo)致易燃易爆物在高溫的狀態(tài)下會直接發(fā)生爆炸。該課題針對以上問題，設(shè)計一套自動阻斷系統(tǒng)，將易燃易爆物放置于耐高溫箱體中，火災(zāi)發(fā)生時形成真空隔離帶，并利用無線技術(shù)發(fā)出火災(zāi)報警信息。

易燃易爆物;阻斷系統(tǒng);自動控制

0 引言

我國每年發(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)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。在火災(zāi)發(fā)生的過程中，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，造成火勢的加劇，將嚴(yán)重影響消防人員對火勢的控制。

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，針對傳統(tǒng)隔離箱體的缺點，本系統(tǒng)對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、控制裝置及檢測裝置，利用檢測裝置檢測箱體體表溫度，并及時打開真空泵將箱體內(nèi)空氣排出形成真空，這樣一來導(dǎo)熱速度明顯降低，易燃易爆物品二次爆炸的危險可以下降到一個比較低的水平。本系統(tǒng)的研究對今后易燃易爆物品隔離系統(tǒng)的研究具有借鑒作用，對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

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)動電路、電子鎖、抽真空設(shè)備驅(qū)動電路、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輸出端與控制電路的溫度信號輸入端連接，控制電路的電子鎖驅(qū)動控制信號輸出端與電子鎖驅(qū)動電路的控制信號輸入端，電子鎖驅(qū)動電路驅(qū)動電子鎖工作。

耐高溫箱體上開有抽真空孔，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輸出端與電磁閥的控制線圈的控制信號輸入端連接。

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

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

2.2 系統(tǒng)的控制過程

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

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

（3）控制電路的電子鎖驅(qū)動控制信號輸出端與電子鎖驅(qū)動電路的控制信號輸入端連接，當(dāng)抽真空設(shè)備開始工作時，電子鎖驅(qū)動電路驅(qū)動電子鎖工作，鎖死箱體蓋，使箱體在沒有空氣進(jìn)入的情況下盡快將內(nèi)部抽成真空，對易燃易爆物進(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輸出端與電磁閥的控制線圈的控制信號輸入端連接，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

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，包括對軟件的自動掃描及硬件的物理檢測，當(dāng)確認(rèn)軟硬件沒有問題之后，對控制系統(tǒng)實行復(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)檢測階段

該階段中系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行工作，由傳感器檢測外部溫度高低，并將數(shù)據(jù)變送至單片機(jī)中進(jìn)行比較，檢測量是否超過闕值。在正常無火災(zāi)狀態(tài)，箱體周圍溫度應(yīng)在常溫范圍內(nèi)，傳感器檢測的信號值應(yīng)小于闕值，而且系統(tǒng)應(yīng)對上述工作過程進(jìn)行循環(huán)檢測，以確保檢測的連續(xù)性和實效性。

3.3 火災(zāi)檢測階段

在火災(zāi)初始階段，箱體周圍的空氣溫度并不高，傳感器信號并未達(dá)到闕值，系統(tǒng)依然保持在循環(huán)檢測階段，若能在火災(zāi)初始階段將火情控制并降低，則系統(tǒng)不會進(jìn)入到下一階段。但隨著火災(zāi)時間的延長，箱體周圍空間的溫度逐漸上升并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常溫值，傳感器信號值達(dá)到闕值之后，單片機(jī)驅(qū)動信號輸出，電子鎖首先將箱體鎖死，以確保抽真空時箱體蓋附近不會有空氣滲入。同時系統(tǒng)將開啟真空泵對箱體內(nèi)的空氣進(jìn)行抽離，時間繼電器開始計時，當(dāng)計時到達(dá)設(shè)置時間之后，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發(fā)送指定短信通知工作人員，以便工作人員在第一時間能得到火災(zāi)信息和易燃易爆物品隔離信息，這樣對控制火災(zāi)及及時采取應(yīng)對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)沒有設(shè)置自動復(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帶來比較大的損失，因此系統(tǒng)在保護(hù)過后只能人工復(fù)位。

4 結(jié)語

本系統(tǒng)在設(shè)計的時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，同時可以由無線通訊模塊將報警短信發(fā)送到指定工作人員的手機(jī)上，具有一定的實際應(yīng)用價值。

[1]公安部消防局.中國消防年鑒[M].北京:中國人事出版社,2013.

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

[3]危險化學(xué)品安全管理條例.

[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?？茖W(xué)技術(shù)研究項目《火災(zāi)狀態(tài)下建筑物內(nèi)易燃易爆物自動阻斷系統(tǒng)》（項目編號為12535050）的研究成果。

高影（1980-），女，碩士學(xué)位，副高級職稱（副教授），主要研究方向為建筑電氣。