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1、继续教育学院毕业设计（论文）题 目灭火器钢瓶设计及工艺专 业机械工程及自动化班 级H机本092姓 名翟德齐学 号6260109205指导教师夏海南起讫日期2013.062013.11南京工业大学毕业设计摘 要手提式CO2灭火器是一种具有一百多年历史，价格低廉，清洁无污染，灭火时，二氧化碳气体可以排除空气而包围在，燃烧物体的表面或分布于较密闭的空间中，降低可燃物周围或防护空间内的氧浓度，产生窒息作用而灭火。二氧化碳从储存容器中喷出时，会由液体迅速汽化成气体，而从周围吸引部分热量，起到冷却的作用。在加压时将液态二氧化碳压缩在小钢瓶中，灭火时再将其喷出，有降温和隔绝空气的作用。 二氧化碳灭火器主要用
2、于扑救贵重设备、档案资料、仪器仪表、600伏以下电气设备及油类的初起火灾。一只手握住喇叭筒根部的手柄，另一只手紧握启闭阀的压把。对没有喷射软管的二氧化碳灭火器，应把喇叭筒往上扳7090度。使用时，不能直接用手抓住喇叭筒外壁或金属连接管，防止手被冻伤。在使用二氧化碳灭火器时，在室外使用的，应选择上风方向喷射；在室内窄小空间使用的，灭火后操作者应迅速离开，以防窒息。根据二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧的性质，人们研制了各种各样的二氧化碳灭火器，有泡沫灭火器、干粉灭火器及液体二氧化碳灭火器。下面简要介绍泡沫灭火器的原理和使用方法。 泡沫灭火器内有两个容器，分别盛放两种液体，它们是硫酸铝和碳酸氢钠溶
3、液，两种溶液互不接触，不发生任何化学反应。（平时千万不能碰倒泡沫灭火器）当需要泡沫灭火器时，把灭火器倒立，两种溶液混合在一起，就会产生大量的二氧化碳气体：Al2(SO4)3+6NaHCO3=3Na2SO4+2Al(OH)3+6CO2除了两种反应物外，灭火器中还加入了一些发泡剂。打开开关，泡沫从灭火器中喷出，覆盖在燃烧物品上，使燃着的物质与空气隔离，并降低温度，达到灭火的目的。由于泡沫灭火器喷出的泡沫中含有大量水分，它不如二氧化碳液体灭火器，灭火后不污染物质，不留痕迹关键词：灭火器1目录摘 要1第一章 概 述31.1 国内外灭火器的发展与应用现状41.1.1 国外灭火器的发展概况41.1.2 国
4、内灭火器发展概况51.2 本课题的确立及其研究意义61.2.1 本课题的确立61.2.2 本课题的研究意义71.3 本课题的研究内容、关键技术及创新点81.3.1 研究内容81.4 本章小结8第二章 灭火器钢瓶结构设计9 2.1 灭火器型的分析与比较92.1.1 干粉灭火器钢瓶92.1.2 泡沫灭火器钢瓶102.1.3 二氧化碳灭火器钢瓶112.2 灭火器钢瓶的设计与计算122.2.1 适用范围122.2.2 引用标准122.23 产品型号122.2.4 工作压力（Pw）和试验压力（Ph）122.2.5 GB4351.2-2005与GB5099-94规定的钢瓶材料122.2.6瓶体的最小壁厚S
5、值的计算与设计壁厚S的确定132.2.7爆破压力Pb的计算142.2.8标准瓶的容积、质量和长度的计算162.2.9瓶体结构（见工作图）、及参数182.2.10计算结论19参考文献202南京工业大学毕业设计第一章 概 述二氧化碳灭火器主要用于扑救贵重设备、档案资料、仪器仪表、600伏以下电气设备及油类的初起火灾。一只手握住喇叭筒根部的手柄，另一只手紧握启闭阀的压把。对没有喷射软管的二氧化碳灭火器，应把喇叭筒往上扳7090度。使用时，不能直接用手抓住喇叭筒外壁或金属连接管，防止手被冻伤。在使用二氧化碳灭火器时，在室外使用的，应选择上风方向喷射；在室内窄小空间使用的，灭火后操作者应迅速离开，以防窒
6、息。根据二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧的性质，人们研制了各种各样的二氧化碳灭火器，有泡沫灭火器、干粉灭火器及液体二氧化碳灭火器。下面简要介绍泡沫灭火器的原理和使用方法。 泡沫灭火器内有两个容器，分别盛放两种液体，它们是硫酸铝和碳酸氢钠溶液，两种溶液互不接触，不发生任何化学反应。（平时千万不能碰倒泡沫灭火器）当需要泡沫灭火器时，把灭火器倒立，两种溶液混合在一起，就会产生大量的二氧化碳气体：灭火器中还加入了一些发泡剂。打开开关，泡沫从灭火器中喷出，覆盖在燃烧物品上，使燃着的物质与空气隔离，并降低温度，达到灭火的目的。由于泡沫灭火器喷出的泡沫中含有大量水分，它不如二氧化碳液体灭火器，灭火后不污染
7、物质，不留痕迹。二氧化碳灭火器有流动性好、喷射率高、不腐蚀容器和不易变质等优良性能，用来扑灭图书，档案，贵重设备，精密仪器、600伏以下电气设备及油类的初起火灾。灭火后不残留有害物质，重要的设备，仪器，资料经过简单处理仍然可以使用，不用担心资料的丢失，避免了用户花更多的时间，财力，人力在火灾后重新恢复，这样为用户节省了时间，精力，财力。二氧化碳灭火器还适用于扑救煤油、柴油、原油，甲醇、乙醇、沥青、石蜡等火灾。适煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气等火灾；物体带电燃烧的火灾。随着中国与世界各国的贸易越来越多，灭火器的出口量逐渐增多，既给国家带来外汇收入，增加国民的收入，同时也向世界各国展示中国人
8、在压力容器方面的技术与实力。3第一章 概述1.1 国内外灭火器的发展与应用现状1.1.1 国外灭火器发展概况早在1895年，澳大利亚已将干粉即小苏打水装在灭火器中用于灭火。1904年，英国第一次出现了灭火器，1902年至1908年世界上陆续出现第一批灭火器。随着工业技术的发展，灭火器的要求与性能也随之提高与更新，直到20世纪30年代，二氧化碳灭火器的出现，这种类型的灭火器最大的特点是使用后灭火剂不留痕迹，因此更适合用于扑救精密电子仪器和贵重设备的火灾。目前，国外工业先进国家生产的灭火器，已经能够做到结构安全可靠，使用轻便灵活，灭火效果高。随着电子技术的发展，一些国家研制出会“讲话”的灭火器，这
9、种灭火器的底部装有发音装置，当灭火器被拿起时，它会自动发出声音简明扼要的讲述使用方法和要领，避免使用者出错。灭火器具是一种平时往往被人冷落，急需时大显身手的消防必备之物。尤其是在高楼大厦林立，室内用大量木材、塑料、织物装璜的今日，一旦有了火情，没有适当的灭火器具，便可能酿成大祸。 灭火器古时的灭火器具很简单，无非是钩、斧、锹、桶之类。第一个真正的专用灭火器是由英国船长、诺福克郡人曼比于1816年发明的，它仅是一2个装1升多水并充有压缩空气的圆桶。 到19世纪中叶，法国医生加利埃发明了手提式化学灭火器。将碳酸氢钠和水混合放在筒内，另用一玻璃瓶盛着硫酸装在桶口内。使用时，由撞针击破瓶子中，使化学物
10、质混合，产生二氧化碳，把水压出桶外。 1905年，俄国的劳伦特教授在圣彼德堡发明一种泡沫灭火剂，把硫酸铝与碳酸氢钠溶液混合并加入稳定剂，喷出后生成含有二氧化碳的泡沫，浮在燃烧的油、漆或汽油上，能有效地隔绝氧气，窒熄火焰。 1909年，纽约的戴维森取得一项专利，利用二氧化碳从灭火器内压出四氯化碳，这种液体会立即变成不可燃的较重气体以闷熄火焰。此后又出现了干粉灭火器，液态二氧化碳灭火器等多种小型式灭火器。 消防车在蒸汽机发明以前，城镇里使用的是安装有人力水泵的马拉消防车，到19世纪叶欧美国家的城市消防队开始装备以蒸汽机为动力的抽水灭火装4南京工业大学毕业设计置，并生产出了载有这种灭火装置的专用消防
11、车。这种消防车可以产生高水流、射程远，所需人力较少，但仍是采用马来牵引。到20世纪初，马拉的蒸汽消防车被以内燃机为动力、以汽车为底盘的消防车所取代。 现代消防车是装有抽、压水泵及水管或化学灭火剂的专用卡车，能喷射高压水柱或灭火剂泡末。消防车有自备水箱，在用水箱贮存水灭火的同时，还可用帆布软管接上火场附近的消防栓取水灭火。消防车上的水管可长达200300米，抽水速度每分钟达28405680升，云梯消防车有两种，一种是云梯式，一种是升降台式，可高达37米，几层楼高，有的消防车还备有金属切割设备和简单的伤员救护设备。现代消防队员还装备有防火服、头盔、防毒面具等。 室内自动消防系统1806年英国律师凯
12、里首先提议，在办公楼、宾馆、工厂及商店安装自动洒水系统。这种系统在19641881年间试制成功，后来又逐步改进完善。有些洒水系统的喷嘴用低熔点金属塞堵住，一旦受热即熔化，水就会自动喷出。现在的较大型公共场所及办化楼则安装了报警系统，房间内装有烟火传感器乃至监视系统，一遇火情自然报警，甚至自动喷水扑救。干粉灭火器内充装的是干粉灭火剂。干粉灭火剂是用于灭火的干燥且易于流动的微细粉末，由具有灭火效能的无机盐和少量的添加剂经干燥、粉碎、混合而成微细固体粉末组成。 风力灭火器就是消除掉第三个条件温度，使火焰熄灭。风力灭火器将大股的空气高速吹向火焰，使燃烧的物体表面温度迅速下降，当温度低于燃点时，燃烧就停
13、止了。这就是风力灭火器的原理。 风力灭火器结构很简单，一个电动马达，风叶，风管，电池。5第一章 概述1.1.2 国内灭火器发展概况我国灭火器发展的比较晚，建国后，灭火器发展很快。1954年，上海已经能够生产化学泡沫灭火器和二氧化碳灭火器等很多品种，1958年，上海试制了我国第一代干粉灭火器，到了80年代初，我国的灭火器生产有了新的发展，新型的干粉灭火器，开始在全国许多生产厂家批量投入生产。建国以来，虽然在生产方面取得很大成就，但与先进工业国家相比，我国的灭火器生产品种还是较少，性能较差。因此，我国的灭火器今后发展方向是扩大品种，研究开发新型的灭火器，以早日取代落后的灭火器，同时，还要改变落后的
14、加工工艺，提高灭火性能，为社会提供更多更好的灭火器。我国的气体消防技术的兴起及其发展历程，类同于世界各个发达国家，系自上个世纪60年代开始起步的，而且首先是从军用装备的应用领域开拓的。 1965年8月，经公安部批准，我国正式成立了4个公安部直属消防研究所，来自全国各地的几十所重点本科院校的200名大学毕业生，经公安部挑选，服从国家分配，分别在天津、上海、沈阳、都江堰创建了4个消防研究所。从此时至今天，2007年11月，43年来，我国的消防科学技术工作，包括气体消防技术领域，从军用到民用，自城市至乡镇，快速发展，并逐步走向正规。 上个世纪60年代，1965年下半年及之后，首先由公安部上海消防研究
15、所发起，承担了公安部重点科研项目，国产第一代卤代烷1211气体灭火剂的试制、鉴定及应用技术的研究工作，并通过了公安部主持的项目鉴定。我记得，卤代烷1211灭火剂的第1个应用成果就是军用坦克的卤代烷1211自动气体灭火装置。1968年及之后，上海所接着对国产第二代卤代烷1301气体灭火剂进行了鉴定试验，卤代烷1301灭火剂的第1个应用成果应当是飞机发动机机舱卤代烷1301自动气体灭火系统。 上个世纪70年代，公安部上海消防研究所在对卤代烷气体灭火剂的灭火效能、毒理特性、物化特性、热稳定性、化学稳定性、电绝缘性能、洁净程度、溶胀（橡胶、塑料）性能、腐蚀（金属）性能等进行多年研究、鉴定试验及应用实践的基础上，承担了上海市的国家重点项目“运十飞机发动机机舱卤代烷1301自动气体灭火系统组件研制”，并成功地组织了飞机1301灭火系统的联动试验。1979年，公安部组织了卤6南京工业大学毕业设计代烷1211灭火器的全国联合设计，这项技术工作对该类灭火器产品的长时期的质量稳定和推广应用均起了重要而有益
