CN218793621U - 基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于消防灭火装置技术领域，公开了基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，空压机、冷干机、除水过滤器、加热器和中空纤维膜分离器均位于箱体内，空压机的进气端与进风口连通，空压机的出气端与冷干机的进气端连通，冷干机的出气端与除水过滤器的进气端连通，除水过滤器的出气端与加热器的进气端连通，加热器的出气端与中空纤维膜分离器的进气端连通，氧气管路与氮气管路均位于箱体内，氧气管路的一端与中空纤维膜分离器的氧气出气端连通，另一端与氧气出口连通，氮气管路的一端与中空纤维膜分离器的氮气出气端连通，另一端与氮气出口连通。集成化和自动化程度高，体积小。

Description

基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置

技术领域

本实用新型涉及消防灭火装置技术领域，尤其涉及基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置。

背景技术

传统的灭火***，如二氧化碳灭火***、IG541灭火***、气溶胶、干粉、七氟丙烷等灭火***，均采用被动灭火方式，需预先将灭火剂储存于容器内，当探测出已经发生火灾时，再释放灭火剂进行灭火。这类***多数储存容器带高压，存在安全风险，而且当火灾已经发生且发展到一定程度后，才会采取灭火动作，一旦贻误时机就会导致灭火失败，即使灭火成功也避免不了火灾造成的损失，导致大量重要资料和数据损坏，同时灭火剂本身也会带来损失，如水渍、干粉污染等使需要保护的财产或重要文件资料被间接破坏，甚至有些时候，灭火剂所造成的破坏远比火灾本身所造成的破坏还要大。因此传统的灭火***对于一些重要防区，如档案室、高精密设备室和重要文物馆等，已经发生火灾再实施灭火，还是会造成损失。

注氮控氧主动式防火技术是近年来兴起的一种新型防火技术。它通过向目标空间注入氮气维持使目标空间内形成氧含量较低的“特殊的常压低氧环境”从而有效的抑制燃烧的链式反应，抑制燃烧过程的发生，“特殊的常压低氧环境”中的任何物体都不会燃烧，能主动避免火灾的发生，而且“特殊的常压低氧环境”还可作为人居环境，人员可在其中工作及维护保养。然而，现有的注氮控氧防火装置采用分子筛吸附分离技术制取氮气，导致结构体积较大，装置不够集成化，且自动化程度不高，给使用者带来诸多不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，以解决现有的注氮控氧防火装置采用分子筛吸附分离技术制取氮气，导致结构体积较大，装置不够集成化，且自动化程度不高，给使用者带来诸多不便的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，包括：

箱体，所述箱体设有进风口、氧气出口和氮气出口；

空压机、冷干机、除水过滤器、加热器和中空纤维膜分离器，所述空压机、所述冷干机、所述除水过滤器、所述加热器和所述中空纤维膜分离器均位于所述箱体内，所述空压机的进气端与所述进风口连通，所述空压机的出气端与所述冷干机的进气端连通，所述冷干机的出气端与所述除水过滤器的进气端连通，所述除水过滤器的出气端与所述加热器的进气端连通，所述加热器的出气端与所述中空纤维膜分离器的进气端连通；

氧气管路和氮气管路，所述氧气管路与所述氮气管路均位于所述箱体内，所述氧气管路的一端与所述中空纤维膜分离器的氧气出气端连通，另一端与所述氧气出口连通，所述氮气管路的一端与所述中空纤维膜分离器的氮气出气端连通，另一端与所述氮气出口连通。

作为上述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置的一种优选方案，所述氮气管路包括第一氮气总管、第一氮气分管、第二氮气分管和第二氮气总管，所述第一氮气总管的一端与所述中空纤维膜分离器连通，所述第一氮气分管的一端和所述第二氮气分管的一端均与所述第一氮气总管连通，所述第一氮气分管的另一端和所述第二氮气分管的另一端均与所述第二氮气总管的一端连通，所述第二氮气总管的另一端与所述氮气出口连通；

所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括第一球阀、第二球阀、第一气动梭阀和第二气动梭阀，所述第一球阀和所述第一气动梭阀均设置于所述第一氮气分管，所述第二球阀和所述第二气动梭阀均设置于所述第二氮气分管。

作为上述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置的一种优选方案，所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括气体质量流量计，所述气体质量流量计设置于所述第一氮气总管。

作为上述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置的一种优选方案，所述箱体设有多个换气孔组。

作为上述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置的一种优选方案，所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括换气风扇，所述箱体设有开口，所述换气风扇设置于所述开口处。

作为上述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置的一种优选方案，所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括聚风罩，所述聚风罩固定设置于所述箱体，所述聚风罩与所述进风口连通。

作为上述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置的一种优选方案，所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括除尘过滤器，所述除尘过滤器的进气端与所述空压机的出气端连通，所述除尘过滤器的出气端与所述冷干机的进气端连通。

作为上述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置的一种优选方案，所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括缓冲罐，所述缓冲罐的进气端与所述除水过滤器的出气端连通，所述缓冲罐的出气端与所述加热器的进气端连通。

作为上述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置的一种优选方案，所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括PLC控制器，所述空压机、所述冷干机、所述加热器均与所述PLC控制器电连接。

作为上述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置的一种优选方案，所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与所述PLC控制器电连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，空气依次经过空压机、冷干机、除水过滤器和加热器后进入中空纤维膜分离器，空气经过空压机压缩后，又经过冷干机和除水过滤器，降低了空气中的水含量，之后进入加热器，升高了空气的温度，最后进入中空纤维膜分离器，中空纤维膜分离器将空气分离成富氧空气和富氮空气，富氧空气通过氧气管路从箱体的氧气出口排出到大气中，富氮空气通过氮气管路从箱体的氮气出口排出到防火空间内。当防火空间的空气中的氧含量大于设定氧含量，则空压机、冷干机、加热器启动，该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置将防火空间内的空气分离成富氧空气和富氮空气，富氧空气排出到防火空间外，富氮空气排出到防火空间内，从而降低防火空间内的氧含量，保持防火空间的氧含量低于设定氧含量，以防止防火空间内起火。该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，集成化和自动化程度高，体积小，占用空间小，方便用户使用。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例提供的基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置的结构示意图一；

图2是本实用新型具体实施例提供的基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置的结构示意图二；

图3是本实用新型具体实施例提供的基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置的部分结构示意图。

图中：

1、箱体；101、换气孔组；102、氧气出口；

2、空压机；

3、除尘过滤器；

4、冷干机；

5、除水过滤器；

6、缓冲罐；

7、加热器；

8、中空纤维膜分离器；

9、氮气管路；91、第一氮气总管；92、第二氮气总管；93、第一氮气分管；94、第二氮气分管；

10、氧气管路；

11、气体质量流量计；

12、第一球阀；

13、第二球阀；

14、第一气动梭阀；

15、第二气动梭阀；

16、换气风扇；

17、触摸显示屏；

18、聚风罩。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实用新型提供基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，如图1-3所示，该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置包括箱体1、空压机2、冷干机4、除水过滤器5、加热器7、中空纤维膜分离器8、氧气管路10和氮气管路9，箱体1设有进风口、氧气出口102和氮气出口，空压机2、冷干机4、除水过滤器5、加热器7和中空纤维膜分离器8均位于箱体1内，空压机2的进气端与进风口连通，空压机2的出气端与冷干机4的进气端连通，冷干机4的出气端与除水过滤器5的进气端连通，除水过滤器5的出气端与加热器7的进气端连通，加热器7的出气端与中空纤维膜分离器8的进气端连通，氧气管路10与氮气管路9均位于箱体1内，氧气管路10的一端与中空纤维膜分离器8的氧气出气端连通，另一端与氧气出口102连通，氮气管路9的一端与中空纤维膜分离器8的氮气出气端连通，另一端与氮气出口连通。

该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，空气依次经过空压机2、冷干机4、除水过滤器5和加热器7后进入中空纤维膜分离器8，空气经过空压机2压缩后，又经过冷干机4和除水过滤器5，降低了空气中的水含量，之后进入加热器7，升高了空气的温度，最后进入中空纤维膜分离器8，中空纤维膜分离器8将空气分离成富氧空气和富氮空气，富氧空气通过氧气管路10从箱体1的氧气出口102排出到大气中，富氮空气通过氮气管路9从箱体1的氮气出口排出到防火空间内。当防火空间的空气中的氧含量大于设定氧含量，则空压机2、冷干机4、加热器7启动，该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置将防火空间内的空气分离成富氧空气和富氮空气，富氧空气排出到防火空间外，富氮空气排出到防火空间内，从而降低防火空间内的氧含量，保持防火空间的氧含量低于设定氧含量，以防止防火空间内起火。该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，集成化和自动化程度高，体积小，占用空间小，方便用户使用。

可以理解的是，箱体1的氧气出口102连通有氧气排气道，氧气排气道的出口与大气连通，即氧气排气道的出口与防火空间外的空间连通。防火空间一般为档案室、高精密设备室或重要文物馆等。在空气中的氧含量为设定氧含量的空间中无法发生燃烧反应。

本实施例中，中空纤维膜分离器8包括多个中空纤维膜组件，多个中空纤维膜组件分为两列并列设置。在其他实施例中，还可以根据实际情况调整中空纤维膜组件的数量和排列方式。其中，中空纤维膜组件的具体结构为现有技术，在此不再赘述。

可选地，氮气管路9包括第一氮气总管91、第一氮气分管93、第二氮气分管94和第二氮气总管92，第一氮气总管91的一端与中空纤维膜分离器8连通，第一氮气分管93的一端和第二氮气分管94的一端均与第一氮气总管91连通，第一氮气分管93的另一端和第二氮气分管94的另一端均与第二氮气总管92的一端连通，第二氮气总管92的另一端与氮气出口连通；该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括第一球阀12、第二球阀13、第一气动梭阀14和第二气动梭阀15，第一球阀12和第一气动梭阀14均设置于第一氮气分管93，第二球阀13和第二气动梭阀15均设置于第二氮气分管94。

第一气动梭阀14能控制第一氮气分管93的通断，第二气动梭阀15能控制第二氮气分管94的通断。第一球阀12能控制通过第一氮气分管93的气体流量，第一球阀12的开度越大，通过第一氮气分管93的富氮空气的流量越大。由于进入中空纤维膜分离装置的空气的进气量是一定的，在纤维膜中氮气比氧气扩散快，当第一球阀12调大排出富氮空气的流量时，分离出的氮气的量不足，会有氧气进入富氮空气，一起排出，从而导致富氮空气的氮气浓度变小。因此，第一球阀12能控制通过第一氮气分管93的富氮空气的流量和浓度。同理第二球阀13能控制通过第二氮气分管94的富氮空气的流量和浓度。本实施例中，第一球阀12和第二球阀13的开度不同，第一球阀12的开度大于第二球阀13的开度。从第一氮气分管93排出大流量低氮气浓度的富氮空气，从第二氮气分管94排出小流量高氮气浓度的富氮空气。当该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置刚启动时，打开第一气动梭阀14，采用大流量低氮气浓度的富氮空气快递增加防火空间的氮浓度，当该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置启动一段时间后，关闭第一气动梭阀14，打开第二气动梭阀15，采用小流量高氮气浓度的富氮空气对防火空间的氮浓度进行微调，以减少调节防火空间的氮浓度所需时间。

可选地，该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括缓冲罐6，缓冲罐6的进气端与除水过滤器5的出气端连通，缓冲罐6的出气端与加热器7的进气端连通。缓冲罐6能对空气进行缓冲稳压，经过缓冲稳压后的空气再进入加热器7。

可选地，该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括除尘过滤器3，除尘过滤器3的进气端与空压机2的出气端连通，除尘过滤器3的出气端与冷干机4的进气端连通。空压机2排出的空气先经过除尘过滤器3进行除尘，之后再进入冷干机4。

可选地，该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括气体质量流量计11，气体质量流量计11设置于第一氮气总管91。气体质量流量计11用于检测排出的富氮空气的质量。

可选地，该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括PLC控制器，空压机2、冷干机4、加热器7均与PLC控制器电连接。气体质量流量计11也与PLC控制器电连接。可选地，防火空间内设有氧气浓度传感器，氧气浓度传感器与PLC控制器电连接。PLC控制器中预存有设定氧含量，通过氧气浓度传感器检测防火空间的氧气浓度，得到防火空间的氧含量，当防火空间的氧含量高于设定氧含量时，PLC控制空压机2、冷干机4和加热器7启动，该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置工作，降低防火空间的氧含量，直至防火空间的氧含量低于设定氧含量。

可选地，该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括触摸显示屏17，触摸显示屏17与PLC控制器电连接。触摸显示屏17用于显示该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置的运行状态及进行程序控制，方便用户操作。

可选地，箱体1设有多个换气孔组101。换气孔组101用于对该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置散热降温。

可选地，该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括换气风扇16，箱体1设有开口，换气风扇16设置于开口处。换气风扇16能加强该基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置内部和外部的空气及热量交换。

可选地，基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括聚风罩18，聚风罩18固定设置于箱体1，聚风罩18与进风口连通。聚风罩18能聚集空气，使空压机2吸取足够的空气。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，其特征在于，包括：

箱体(1)，所述箱体(1)设有进风口、氧气出口(102)和氮气出口；

空压机(2)、冷干机(4)、除水过滤器(5)、加热器(7)和中空纤维膜分离器(8)，所述空压机(2)、所述冷干机(4)、所述除水过滤器(5)、所述加热器(7)和所述中空纤维膜分离器(8)均位于所述箱体(1)内，所述空压机(2)的进气端与所述进风口连通，所述空压机(2)的出气端与所述冷干机(4)的进气端连通，所述冷干机(4)的出气端与所述除水过滤器(5)的进气端连通，所述除水过滤器(5)的出气端与所述加热器(7)的进气端连通，所述加热器(7)的出气端与所述中空纤维膜分离器(8)的进气端连通；

氧气管路(10)和氮气管路(9)，所述氧气管路(10)与所述氮气管路(9)均位于所述箱体(1)内，所述氧气管路(10)的一端与所述中空纤维膜分离器(8)的氧气出气端连通，另一端与所述氧气出口(102)连通，所述氮气管路(9)的一端与所述中空纤维膜分离器(8)的氮气出气端连通，另一端与所述氮气出口连通。

2.根据权利要求1所述的基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，其特征在于，所述氮气管路(9)包括第一氮气总管(91)、第一氮气分管(93)、第二氮气分管(94)和第二氮气总管(92)，所述第一氮气总管(91)的一端与所述中空纤维膜分离器(8)连通，所述第一氮气分管(93)的一端和所述第二氮气分管(94)的一端均与所述第一氮气总管(91)连通，所述第一氮气分管(93)的另一端和所述第二氮气分管(94)的另一端均与所述第二氮气总管(92)的一端连通，所述第二氮气总管(92)的另一端与所述氮气出口连通；

所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括第一球阀(12)、第二球阀(13)、第一气动梭阀(14)和第二气动梭阀(15)，所述第一球阀(12)和所述第一气动梭阀(14)均设置于所述第一氮气分管(93)，所述第二球阀(13)和所述第二气动梭阀(15)均设置于所述第二氮气分管(94)。

3.根据权利要求2所述的基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，其特征在于，所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括气体质量流量计(11)，所述气体质量流量计(11)设置于所述第一氮气总管(91)。

4.根据权利要求1所述的基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，其特征在于，所述箱体(1)设有多个换气孔组(101)。

5.根据权利要求1所述的基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，其特征在于，所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括换气风扇(16)，所述箱体(1)设有开口，所述换气风扇(16)设置于所述开口处。

6.根据权利要求1所述的基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，其特征在于，所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括聚风罩(18)，所述聚风罩(18)固定设置于所述箱体(1)，所述聚风罩(18)与所述进风口连通。

7.根据权利要求1所述的基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，其特征在于，所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括除尘过滤器(3)，所述除尘过滤器(3)的进气端与所述空压机(2)的出气端连通，所述除尘过滤器(3)的出气端与所述冷干机(4)的进气端连通。

8.根据权利要求1所述的基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，其特征在于，所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括缓冲罐(6)，所述缓冲罐(6)的进气端与所述除水过滤器(5)的出气端连通，所述缓冲罐(6)的出气端与所述加热器(7)的进气端连通。

9.根据权利要求1所述的基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，其特征在于，所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括PLC控制器，所述空压机(2)、所述冷干机(4)、所述加热器(7)均与所述PLC控制器电连接。

10.根据权利要求9所述的基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置，其特征在于，所述基于中空纤维膜分离器的注氮控氧环控装置还包括触摸显示屏(17)，所述触摸显示屏(17)与所述PLC控制器电连接。

Images