[发明专利]一种带双充双控功能的灭火剂自动充填系统及方法

说明书

本发明公开了一种带双充双控功能的灭火剂自动充填系统及方法，其包括灭火剂充填管路、辅助气体充填管路、残留灭火剂回填管路和测控系统，所述灭火剂充填管路和所述辅助气体充填管路的前端分别与辅助气体源连接，所述灭火剂充填管路上设置灭火剂储存罐，所述辅助气体充填管路包括高压充填和低压充填两种工况，所述测控系统包括控制器，所述辅助气体充填管路的高压充填和低压充填两种工况合用一条充填管路，所述灭火剂充填管路的输出端和所述辅助气体充填管路的输出端并接在灭火瓶的输入口。本发明既能自动控制灭火剂充填重量，又能自动控制灭火瓶内充填压力，且充填过程只需一次连接灭火瓶，还能将管路中残留的灭火剂回填至灭火剂储存罐。

技术领域

本发明涉及消防灭火瓶，特别是一种带双充双控功能的灭火剂自动充填系统及方法。

背景技术

中国海军航空工程学院王占勇、邹刚、刘振岗在2017年第1期《液压与气动》期刊上发表的论文《飞机防灭火剂充填装置的设计与实现》中提到飞机防灭火剂充填装置主要由液压系统、氮气系统、防火系统、灭火系统、测试系统和工控系统组成。此飞机防灭火剂充填装置的原理如图1所示，其灭火剂充填过程由充填和补压两步完成。充填是将灭火瓶19与接管嘴18连接(工位一)，使来自低压管路的氮气进入灭火剂储存罐16作为动力源，将灭火剂压入灭火瓶19，并使之达到规定重量。补压是将灭火剂充填完成后借用中高压氮气系统对灭火瓶用氮气进行补压。

充填具体过程为：当从氮气瓶1来的氮气通过开关7、减压阀8后降为低压压力，出口压力由压力表10指示，超出设定压力时由安全阀9进行溢流控制，并打开开关12或电磁阀13通电后，低压氮气进入灭火剂储存罐16，使灭火剂储存罐16内增压，将灭火剂储存罐16内的灭火剂直接压入灭火瓶19，工控系统通过压力变送器14实时监控灭火瓶19内的压力，直到由电子秤称量出灭火剂的重量达到标准值后，关闭开关12或电磁阀13断电即可。

补压具体过程为：将灭火瓶19从接管嘴17拆除，由接管嘴37接入(工位二)，启动增压泵25，将氮气由氮气瓶1中的低压增压至额定高压，经安全阀29、电磁阀33、换热器34、开关36后进入灭火瓶19，直至灭火瓶内达到规定压力值为止。

上述充填系统在灭火剂充填重量控制、氮气充填压力控制方面取得了积极的理论研究和实践探索，方案设计基本是成功的，但也存在诸多弊端，分析如下：

1、充填两种介质(灭火剂1211、氮气)过程中，需要对灭火瓶进行两次连接，且低压与高压充填不能自动切换，需人工切换，使得充填效率低。

图1中，充填灭火剂时，灭火瓶19的接口经接管嘴18、开关17与灭火剂储存罐16外连(工位一)；充填氮气时，则要断开工位一的连接，将灭火瓶19与接管嘴37进行连接(工位二)，才能完成从氮气瓶1经开关20(或电磁阀21)的中压充填，或是经开关26(或高压泵25)的高压充填。简言之，给灭火瓶19充填灭火剂、氮气两种介质，需要对其进行两次连接，不能一次连接完成两种介质的充填，工作效率较低。

在对灭火瓶进行氮气压力充填时，由于灭火瓶19充填氮气额定压力范围是P3(9～11MPa)，具体充填压力值与环境温度相关，氮气瓶1新灌装氮气压力最高为12～12.5MPa，因而，仅有新灌装的、满压的氮气瓶1才能通过中压管路(经开关20或是电磁阀21)直接给灭火瓶19充填额定压力。随着充填次数的增加，氮气瓶1的压力降低，则要开启开关23(或电磁阀24)，经增压泵25增压后才能达到灭火瓶19额定充填氮气压力。显然，图1所示的中压充填(经开关20或是电磁阀21)与高压充填(经开关23或是电磁阀24，由增压泵25增压)是两路管路，需要启/停切换才能实现，充填效率较低。

2、充填灭火剂管路系统中无回填功能，易造成残余灭火剂固态化而堵塞充填管路。