MFT70型推车式干粉灭火器设计.doc

MFT70型推车式干粉灭火器设计摘要：MFT70型推车式推车式干粉灭火器是一种推车贮气瓶式干粉灭火器，内装碳酸氢钠型干粉，可以在消防员不能及时到达火灾现场时快速、有效、准确的扑灭可燃气体、可燃液体、和带电设备的初起火灾，将火灾扑灭在摇篮之中，有效遏制火灾的形成本次设计主要通过GB5842《液化石油气钢瓶》计算MFT70型推车式推车式干粉灭火器的壁厚，通过GB4399《手提式二氧化碳灭火器》计算灭火器喷粉管的直径，根据工程力学计算灭火器的强度和刚度、灭火器的重心等,最后根据计算结果画出灭火器的CAD三视简图MFT70型推车式推车式干粉灭火器对于扑灭可燃气体、可燃液体、和带电设备的初起火灾有良好效果关键词：推车式；贮气瓶式；干粉灭火器目 录摘要 I英文摘要 II1 前言 11.1 火灾产生及危害 11.1.1 火灾的产生 11.1.2 火灾的危害 11.2 国内外灭火方法进展 21.2.1 国内灭火方法进展 21.2.2 国外灭火方法进展 21.3 本设计的主要思路及要点 31.3.1 主要思路 31.3.2 设计要点 31.3.3 技术路线图 31.4 本章小结 42 灭火器计算 52.1 要求 52.1.1 基本参数 52.1.2 干粉和驱动气体 52.1.3 材料要求 52.1.4 结构强度要求 62.1.5 安全装置要求 62.1.6 喷射软管及接头的要求 62.1.7 其他要求 72.2 灭火器粉桶部分壁厚计算 72.2.1 桶体壁厚和封头直边部分壁厚计算 82.2.2 封头曲面部分壁厚计算 82.2.3 桶体计算总计 82.3 灭火器贮气瓶部分壁厚计算 82.3.1 公称容积的计算 92.3.2 贮气瓶体最小壁厚计算 92.3.3 贮气瓶体计算总计 92.4 求干粉悬浮速度 102.4.1 加数平均粒径 102.4.2 求悬浮速度 112.5 求临界风速 112.6 喷粉管直径的核算 132.7 本章小结 133 推车计算 153.1 推车强度计算 153.1.1 贮气瓶质量的计算 153.1.2 粉桶总质量的计算 153.1.3 推车强度计算 153.2 推车刚度计算 173.3 推车重心计算 183.4 本章小结 194 灭火器的制造及维护 204.1 灭火器的制造加工 204.1.1 粉桶的制造加工 204.1.2 贮气瓶的制造加工 204.2 灭火器的维护保养 214.2.1 粉桶的维护保养 214.2.2 贮气瓶的维护保养 214.3灭火器的配置 214.4 本章小结 215 结论 22参考文献 231 前言本次设计主要根据国家标准是对粉桶和贮气瓶的壁厚、喷粉管直径进行一些计算，初步得到画推车式干粉灭火器简图所需的数据，并在这些数据的基础上完成作图，达到本次设计的目的。

主要参考的资料有GB8109推车式灭火器、GB4399手提式二氧化碳灭火器、GB5099钢质无缝气瓶、GB5842液化石油气钢瓶、GB4351手提式灭火器、GB150固定式压力容器和工程力学此外还参考了全国液化石油气钢瓶专业委员会.YSP118液化石油气钢瓶全国通用设计文件（2001年9月国家质检总局批准）GB8109推车式干粉灭火器是对本次推车式干粉灭火器设计的整体要求，包括对粉桶、推车、贮气瓶的设计要求GB5099钢质无缝气瓶主要是对贮气瓶设计的要求，包括对贮气瓶的材料、结构、制造、检验的要求GB5842液化石油气钢瓶主要是对粉桶设计的要求，包括对粉桶的材料、结构、制造、检验的要求GB150固定式压力容器主要是用来选用设计推车所需的材料工程力学中的知识对强度及刚度、重心的计算有极大帮助本次设计作图工具为AutoCAD2010软件设计的最后结果为推车式干粉灭火器的正视图、侧视图及俯视图1.1 火灾产生及危害1.1.1 火灾的产生 火灾是不受人为控制的燃烧，有人为导致的和自然产生的火灾人为导致的火灾有清明时的祭祀、扫墓等行为和因意外行为导致的燃烧等；自然产生的火灾主要是由于天干物燥、气温高等因素，还有因雷电导致的火灾。

两种因素相互作用，导致火灾的发生更为容易燃烧有三个必要条件，即可燃物、氧化剂和火源或高热物品，在可燃物和氧化剂存在的条件下，只要能达到闪点就能出现明火当燃烧发生时，如果在时间和空间上失去控制、可燃物和氧化剂大量存在，那么就会酿成火灾火灾一旦形成，导致的后果无疑是十分严重的如果能在火灾的初起阶段进行有效地扑救，不仅能阻止火灾的蔓延，还能最大程度的减少人员的伤亡、财产的损失1.1.2 火灾的危害1.火灾造成的直接财产损失十分惨重，火灾一旦发生，在城市，可以导致大量的房屋损毁在农田，会导致农作物歉收甚至绝收在草原或森林，如果天公不作美，发生火灾的同时，伴随大风天气，将会导致大片的过火面积，给火灾扑救带来极大的扑救难度，无论火灾发生在哪里，都会造成惨重的直接财产损失；2.火灾造成的间接财产损失更为惨重，火灾造成的间接损失有些是无法用数字来统计的，例如燃烧产生的浓烟对周围环境的污染、火灾发生导致的人员疏散而导致的经济损失等等；3.发生在城市的火灾可以造成惨重的人员伤亡,如2010年上海市胶州路的教师公寓发生特大火灾，事故导致58人死亡，而且我国每年因火灾而丧生的人数以数万计；4.发生在植被茂密地区的火灾会造成生态平衡的破坏，自然环境优越的地区可能几年时间就能恢复，但原本就生态环境就比较脆弱的干旱半干旱区、西南山地区、青藏高原地区等地在火灾过后可能需要数十年才能恢复原样，如1987年大兴安岭的特大森林火灾，过火面积有120多万公顷，其中林地占十分之七；5.火灾可以造成不良的社会政治影响，如2018年巴西博物馆失火，导致该馆的三层建筑结构基本被烧毁，大约2000万件文物损失殆尽、2019年巴黎圣母院的失火造成的社会影响远甚于前者，作家雨果在其作品《巴黎圣母院》中将巴黎圣母院比喻为“石头的交响乐”，这些火灾无疑是全人类的损失。

1.2 国内外灭火方法进展1.2.1 国内灭火方法进展我国自上世纪60年代开始研制干粉灭火剂，先后研制成功了碳酸氢钠干粉灭火剂、改性钠盐干粉灭火剂、氨基干粉灭火剂、氨基干粉灭火剂、磷酸铵盐干粉灭火剂和各种应用这些灭火剂的干粉灭火剂在干粉灭火剂的研发和应用上，我国与发达国家差距不大1.2.2 国外灭火方法进展1816年，英国船长、诺福克郡人曼比发明了第一个真正的专用灭火器，该灭火器为一个装有1升多水并充有压缩空气的圆桶；19世纪中叶，法国医生加利埃发明了手提式化学灭火器它将碳酸氢钠和水混合放在筒里，另用一玻璃瓶盛着硫酸装在桶内使用时，由撞针击破瓶子，使化学物质混合，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得堡发明一种泡沫灭火器，把碳酸氢钠溶液和硫酸铝混合并加入稳定剂，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，窒息火焰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 1928年，贮气瓶式干粉灭火器被开发出来 1943年，美国推出碳酸氢钠干粉灭火器 1961年，美国开发了“多功能干粉”，即ABC干粉。

1967年，欧洲开发了氨基干粉，它的灭火效能远高于普通灭火剂1.3 本设计的主要思路及要点1.3.1 主要思路MFT70型推车式干粉灭火器是充装碳酸氢钠型干粉70千克的推车贮气瓶式干粉灭火器[11]确定灭火器的尺寸，根据相关标准对灭火器进行设计[2]；粉桶的充装量为七十千克，需要设计气瓶的充装量、对气瓶和粉桶的壁厚进行计算对干粉气流速度和喷管直径的设计，以满足消灭液体火灾、气体火灾和带电火灾等初起火灾的要求[3]、[4]；设计推车的外形，计算出推车承载物的重心[13]，使其具有良好的机动性、灭火时良好的开启机构和良好的稳固性[5]1.3.2 设计要点MFT70型推车式干粉灭火器的干粉充装量为70千克、有效喷射时间大于等于30秒、有效喷射距离大于等于8米、喷射滞后时间小于等于10秒、间歇喷射滞后时间小于等于5秒、喷射剩余率小于等于10%、车轮直径大于等于350毫米、灭火级别为43A90B当从竖直的位置倾斜10°时，应能靠自重返回其位置[11]1.3.3 技术路线图计算粉桶和贮气瓶的壁厚计算粉桶壁厚，选择合适的钢瓶计算贮气瓶壁厚，选择合适的钢瓶计算喷粉管直径求干粉悬浮速度求临界风速喷粉管直径核算推车计算推车强度计算推车重心计算推车刚度计算1.4 本章小结本章介绍了本次设计的意义及目标，主要包括火灾的产生及危害，说明了设计研发灭火器是社会的需要；国内外灭火方法进展，介绍了国内外在灭火方面的不懈努力及进展；本次设计的主要思路及要点，为下一章的计算做铺垫。

2 灭火器计算2.1 要求本次设计主要依据中华人民共和国公共安全行业标准GA 77.3—94推车式干粉灭火器根据该标准查得，MFT70型推车式干粉灭火器是一种推车贮气瓶式干粉灭火器，充装BC干粉，即碳酸氢钠型干粉，可以扑灭液体火灾、气体火灾和带电火灾等初起火灾设计的灭火器要满足标准的要求，具备良好的灭火能力，同时还要保证灭火器良好的储存性能，保证其具有良好的安全性2.1.1 基本参数MFT70型推车式干粉灭火器的基本参数为充装干粉70千克；有效喷射时间≥30s、有效喷射距离≥8m；喷射滞后时间≤10s；间歇喷射滞后时间≤5s；喷射剩余率≤10%；车轮直径≥350mm；灭火级别为90B43A[11]2.1.2 干粉和驱动气体（1）MFT70型推车式干粉灭火器充装的干粉，其质量应符合相应干粉灭火剂标准的规定，即碳酸氢钠干粉的纯度在95%以上；（2）在本次设计中，驱动气体采用二氧化碳二氧化碳的充装系数为≤0.67kg/L故选用盛装二氧化碳的钢瓶的公称工作压力为15Mpa，充装系数为0.60Kg/L[8]2.1.3 材料要求（1）MFT70型推车式干粉灭火器桶体的材料应符合GB5842液化石油气钢瓶的规定。

灭火器桶体的材料要具有良好的冲压性能和焊接性能，碳含量小于等于0.0018、硅含量小于等于0.0010、锰含量在0.0070至0.0150之间、硫含量小于等于0.00020、磷含量小于等于0.00025、硫和磷的总含量不得大于0.00040，且材料的屈服强度和抗拉强度的比值小于等于0.80[7]（2）MFT70型推车式干粉灭火器贮气瓶的材料应符合GB4399手提式二氧化碳灭火器的规定即灭火器应采用合金钢和优质碳素钢材料制造，在本次设计中，瓶体的材料选用30CrMo钢，属于合金钢，其碳含量小于等于0.0049、磷含量小于等于0.00040、硫含量小于等于0.00045、铜含量小于等于0.0020、铬含量在0.0080至0.0011之间、钼含量在0.0015至0.0025之间；瓶体还要具有良好的抗冲击性能[9]（3）MFT70型推车式干粉灭火器的橡胶和塑材件应符合GB8109推车式灭火器的要求即推车式灭火器上所使用的塑料件应具有足够的强度及稳定性，保证灭火器的长期储存及在使用时能不出问题；定型后的塑料件应保证在材料、结构和生产方法上的相同性，塑料件还应进行必要的老化试验，以保证灭火器在长期的存放后还能顺畅地使用。

[6]2.1.4 结构强度要求（1）MFT70型推车式干粉灭火器的筒体设计应符合GB5842液化石油气钢瓶的规定钢瓶封头形状的要求为椭圆形。