供氮系统及消防设备
技术领域
本实用新型涉及消防技术领域，尤其是涉及一种供氮系统及消防设备。
背景技术
目前，消防设备的种类多样且功能复杂。消防设备可依据不同的标准进行分类，其中，按灭火剂分类可分为水罐消防车、干粉消防车和泡沫消防车以及二氧化碳消防车等。
在一些技术中，消防设备除了利用上述灭火剂进行灭火外，还利用液氮进行灭火。一般地，液氮存储在储氮罐内，在使用时，通过高压使液氮喷出以达到灭火的目的。由于该种方式所提供的灭火介质比较单一，不能够很好地满足客户对于多种灭火介质的选择。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种供氮系统及消防设备，以缓解现有技术中存在的消防设备只能提供单一灭火介质的技术问题。
第一方面，实施例提供一种供氮系统，包括：储氮罐、液氮输送支路和氮气输送支路，所述液氮输送支路和所述氮气输送支路均与所述储氮罐连通，且所述液氮输送支路与所述氮气输送支路相并联设置。
其中，所述液氮输送支路能够将所述储氮罐内的液氮输出，所述氮气输送支路包括用于将液氮气化的第一气化模块，且所述氮气输送支路能够将气化后的氮气输出。
在可选的实施方式中，所述氮气输送支路为至少两条，且至少两条所述氮气输送支路并联设置，至少有一条氮气输送支路为用于输送低温氮气的低温氮气输送支路，还至少有一条氮气输送支路为用于输送常温氮气的常温氮气输送支路。
其中，低温氮气的温度范围为：-100℃～低于环境温度10℃；
常温氮气的温度范围为：0℃～60℃。
在可选的实施方式中，所述常温氮气输送支路包括用于对低温氮气进行加热的加热模块，所述加热模块的输入端与所述第一气化模块的输出端连接。
在可选的实施方式中，所述第一气化模块包括用于将液氮气化的空温式气化器和用于调节流经所述空温式气化器的空气温度的电暖风机。
在可选的实施方式中，还包括用于为所述液氮输送支路和所述氮气输送支路提供流体流动动力的增压泵。
在可选的实施方式中，所述液氮输送支路的输入端和/或所述氮气输送支路的输入端与所述储氮罐之间的管路上设有过滤器，所述过滤器用于过滤液氮中的杂质。
在可选的实施方式中，还包括与所述增压泵并联设置的辅助支路和将所述储氮罐串联在内的增压回路。
所述辅助支路包括第一阀。
所述增压回路包括第二阀、第二气化模块和第三阀，所述第二阀、所述第二气化模块、所述第三阀和所述储氮罐依次连接，且所述增压回路的输出端连接所述储氮罐的罐底部，所述增压回路的输入端连接所述储氮罐的罐顶部。
在可选的实施方式中，所述储氮罐连接有用于检测所述储氮罐内压力的压力检测模块，并通过屏显模块将所述压力检测模块所检测到的压力值示出。
所述储氮罐的罐顶部连接有用于使所述储氮罐内的压力降低的放空支路。
在可选的实施方式中，所述储氮罐连接有用于检测所述储氮罐内液位的液位检测模块，并通过屏显模块将所述液位检测模块所检测到的液位值示出。
和/或，所述储氮罐的罐顶部设有溢流阀。
在可选的实施方式中，所述储氮罐连接有相并联设置的第一充氮支路和第二充氮支路，所述第一充氮支路的输出端连接所述储氮罐的罐底部，所述第二充氮支路的输出端连接所述储氮罐的罐顶部。
其中，所述第一充氮支路和所述第二充氮支路，两者中的一者能够与所述储氮罐连通，或者，两者均能够与所述储氮罐连通。
在可选的实施方式中，所述第一充氮支路的输入端和所述第二充氮支路的输入端连接同一供给支路。
所述供给支路连接有排空支路，所述排空支路用于将所述第一充氮支路和所述第二充氮支路内的杂质排出。
第二方面，实施例提供一种消防设备，包括：前述实施方式任一项所述的供氮系统。
本实用新型提供的供氮系统及消防设备的有益效果：
在该供氮系统中，储氮罐用于盛放液氮，其中，储氮罐连通有液氮输送支路和氮气输送支路，由于液氮输送支路和氮气输送支路并联设置，因而液氮输送支路和氮气输送支路可以独立工作，相互之间可不受影响；当用户需要使用液氮时，可使液氮输送支路工作，进而将储氮罐内的液氮输出；同样地，当用户需要使用氮气时，可使氮气输送支路工作，由于氮气输送支路上设有第一气化模块，第一气化模块能够将液氮气化，进而通过氮气输送支路能够将气化后的氮气输出。
由前述可知，该供氮系统既能为用户提供液氮，又能为用户提供氮气，以供用户进行选择，相对现有技术中只能提供一种介质来说，该供氮系统的选择性更多，相对能够满足用户的使用需求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的供氮系统的工作原理示意图；
图2为图1所示供氮系统在第一种工况下的局部工作原理示意图；
图3为图1所示供氮系统在第二种工况下的局部工作原理示意图；
图4为图1所示供氮系统在第三种工况下的局部工作原理示意图。
图标：
100-储氮罐；
200-第一气化模块；210-空温式气化器；220-电暖风机；
300-加热模块；400-增压泵；500-过滤器；600-第二气化模块；700-发电机组。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本实施例提供一种供氮系统，如图1所示，该供氮系统包括、储氮罐100、液氮输送支路和氮气输送支路，液氮输送支路和氮气输送支路均与储氮罐100连通，且液氮输送支路与氮气输送支路相并联设置；其中，液氮输送支路能够将储氮罐100内的液氮输出，氮气输送支路包括用于将液氮气化的第一气化模块200，且氮气输送支路能够将气化后的氮气输出。
在该供氮系统中，储氮罐100用于盛放液氮，其中，储氮罐100连通有液氮输送支路和氮气输送支路，由于液氮输送支路和氮气输送支路并联设置，因而液氮输送支路和氮气输送支路可以独立工作，相互之间可不受影响；当用户需要使用液氮时，可使液氮输送支路工作，进而将储氮罐100内的液氮输出；同样地，当用户需要使用氮气时，可使氮气输送支路工作，由于氮气输送支路上设有第一气化模块200，第一气化模块200能够将液氮气化，进而通过氮气输送支路能够将气化后的氮气输出。
该实施例中，氮气输送支路为至少两条，并且至少两条氮气输送支路并联设置，至少有一条氮气输送支路为用于输送低温氮气的低温氮气输送支路，还至少有一条氮气输送支路为用于输送常温氮气的常温氮气输送支路。由以上可知，该供氮系统可提供三种灭火介质，一种是液氮，另一种是低温氮气，还有一种是常温氮气。其中，液氮能够经管路到达用户端，可以为用户提供液氮，利用液氮超低温的特性，可以快速有效地灭火，可应用在无人员、情况紧急、比较危险的情况下，同时，低温氮气和常温氮气也可用于不同程度的灭火场景。
结合图1和图2，图2所示为液氮的整个流经路径示意图。
结合图1和图3，其中，图3所示为储氮罐100内的液氮经气化后的整个流经路径示意图。
请继续参照图3，第一气化模块200包括用于将液氮气化的空温式气化器210和用于调节流经空温式气化器210的空气温度的电暖风机220。
其中，在安装时，电暖风机220的出风口朝向空温式气化器210的进风口，通过调节电暖风机220的出风温度，能够实现对流经空温式气化器210中的空气温度的调节，当该空气与液氮进行换热后，能够相对控制空温式气化器210的出口处的氮气温度。
具体地，可以通过调节电暖风机220的功率来调节产热量，实现电暖风机220的出风温度的调节，进而控制空温式气化器210加热液氮的效率及液氮气化后的温度。
一般地，该种布设形式可以实现氮气从-100℃到低于环境温度10℃的自由调节，从而实现低温氮气的输出。
需要说明的是：空温式气化器210和电暖风机220均为本领域所熟知的技术，且并未对其进行改进，因而空温式气化器210能够将液氮气化，且电暖风机220能够调节流经空温式气化器210的空气温度，对于本领域技术人员来说是清楚的。
结合图1和图4，其中，图4所示为储氮罐100内的液氮经气化，并被加热后的整个流经路径示意图。
请继续参照图4，常温氮气输送支路包括用于对低温氮气进行加热的加热模块300，加热模块300的输入端与第一气化模块200的输出端连接。该种结构形式只设置有一个第一气化模块200，能够相对节约布设的管路，同时能够节省成本。
其中，加热模块300可选用电加热器。
该种结构形式中，液氮经第一气化模块200气化并得到低温氮气，低温氮气经电加热器的二次加热，可以精准的控制氮气的温度；一般地可以实现氮气从0℃～60℃的自由调节，从而实现常温氮气的输出。
如图1、图2、图3或图4所示，该供氮系统还包括用于为液氮输送支路和氮气输送支路提供流体流动动力的增压泵400。
其中，液氮输送支路的输入端以及氮气输送支路的输入端与储氮罐100之间的管路上设有过滤器500，过滤器500用于过滤液氮中的杂质。
除上述设置外，还可在液氮输送支路的输入端与储氮罐100之间的管路上设置过滤器500，或者，在氮气输送支路的输入端与储氮罐100之间的管路上设置过滤器500，具体可根据需要进行选择性地布设。
该实施例中，为了节约管路的布设，以便于降低成本，如图1所示，三种介质的输出使用同一增压泵400和过滤器500。
请继续参照图1，该供氮系统还包括与增压泵400并联设置的辅助支路；其中，辅助支路包括阀V-16。
其中，阀V-16的作用是，在增压泵400停止工作或增压泵400发生故障的情况下，打开阀V-16，液氮能够绕过增压泵400而经阀V-16流出，其中，为了方便用户使用，可采用集成的方式，将不同的操作设置成按钮的形式，以供用户使用。
综合以上可知，该供氮系统不仅能够分别提供三种灭火介质，而且针对每一种灭火介质还能提供两者不同的输送方式，即一种是通过增压泵400为流体输送提供动力；另一种是不经增压泵400通过储氮罐100内自身的压力为流体输送提供动力。
在依靠储氮罐100内自身的压力为流体输送提供动力的形式中，为了保证储氮罐100内具有足够大的压力，本实施例中，该供氮系统还包括将储氮罐100串联在内的增压回路。
具体地，如图1或图2所示，增压回路包括阀V-1、第二气化模块600和阀V-2，阀V-1、第二气化模块600、阀V-2和储氮罐100依次连接，且增压回路的输出端连接储氮罐100的罐底部，增压回路的输入端连接储氮罐100的罐顶部。
其中，增压回路的作用是将少量的液氮通过第二气化模块600气化后，使其转化为氮气，并使氮气流入储氮罐100内，随着储氮罐100内氮气量的增加，储氮罐100内的压力逐渐增大，使得储氮罐100内具有足够大的压力；由于液氮的密度大于氮气的密度，使得氮气位于储氮罐100的罐顶部，因此合理地设置增压回路的输出端连接储氮罐100的罐底部，增压回路的输入端连接储氮罐100的罐顶部。
请继续参照图1，第二气化模块600与第一气化模块200的结构形式以及工作原理均相同，前面已经对第一气化模块200做了详细的说明，在此不再对第二气化模块600进行详细说明，此外，通过调节第二气化模块600中的电暖风机的功率来调节产热量，实现第二气化模块600中的电暖风机的出风温度的调节，进而第二气化模块600中的控制空温式气化器加热液氮的效率及液氮气化后的温度，便于储氮罐100快速增压以及储氮罐100在低温下有效增压。
在上述实施例的基础上，储氮罐100的罐顶部连接有用于使储氮罐100内的压力降低的放空支路，以防止因储氮罐100内压力过大而造成严重的后果。
在一种实施方式中，储氮罐100连接有用于检测储氮罐100内压力的压力检测模块，并通过屏显模块将压力检测模块所检测到的压力值示出，当用户看到屏显模块上的压力值大于预设值时，可以手动启动放空支路使储氮罐100内的压力降低。
其中，屏显模块包括压力表P-1，压力表P-1能够示出储氮罐100内的压力大小。
在该种形式中，放空支路包括阀V-10；其中，默认状态下，阀V-10处于关闭状态，当储氮罐100内的压力过大时，可手动打开阀V-10，使储氮罐100内的压力降低。
在上述实施例的基础上，放空支路还包括安全阀SV1、安全阀SV2、爆破片SE1和爆破片SE2。其中，安全阀SV1和安全阀SV2能够防止管路内部超压。请继续参照图1，当储氮罐100内的压力持续升高且无人注意到时，系统设置的安全阀SV1和安全阀SV2能够自动打开并进行泄压，当压力仍无法减少并持续升高时，爆破片SE1和爆破片SE2自动打开，将压力完全卸掉；安全阀SV1和安全阀SV2分别一用一备，爆破片SE1和爆破片SE2分别一用一备，可以通过阀V-9进行切换。
需要说明的是，放空支路还包括安全阀SV1、安全阀SV2、爆破片SE1和爆破片SE2的设置形式以及工作原理为本领域所熟知的技术，且并未对其进行改进，因而对于本领域技术人员来说是清楚的，且能够实现的。
请继续参照图1，储氮罐100还连接有用于检测储氮罐100内液位的液位检测模块，并通过屏显模块将液位检测模块所检测到的液位值示出。
其中，屏显模块包括液位计L，液位计L能够示出储氮罐100内的液位高度，以提醒用户是否需要往储氮罐100内充氮。
请再次参照图1，储氮罐100的罐顶部设有溢流阀V-3(常开)，当储氮罐100内充满液氮时，液氮会从溢流阀V-3排出，提醒用户储氮罐100已满。
该实施例中，储氮罐100连接有相并联设置的第一充氮支路和第二充氮支路，第一充氮支路的输出端连接储氮罐100的罐底部，第二充氮支路的输出端连接储氮罐100的罐顶部；其中，第一充氮支路和第二充氮支路，两者中的一者能够与储氮罐100连通，另一者不与储氮罐100连通；或者两者均能够与储氮罐100连通。
具体地，用户可采用第一充氮支路从储氮罐100的罐底部为储氮罐100补充液氮；或者，用户采用第二充氮支路从储氮罐100的罐顶部为储氮罐100补充液氮；或者，第一充氮支路和第二充氮支路同时为储氮罐100补充液氮。
需要说明的是，从储氮罐100的罐顶部补充液氮，能够相对增大液氮的喷洒面，从而能够加速液氮的冷却，对储氮罐100进行快速降温，可以有效防止液氮自然气化，待储氮罐100完全冷却后，可以通过罐底进行快速充装，其中，罐顶和罐底充装可以快速切换。再者，对于首次或间隔一段时间补充液氮来说，可采用第一充氮支路补充液氮的方式，除此之外可采用第二充氮支路，或者，两者同时为储氮罐100补充液氮。
请继续参照图1，第一充氮支路的输入端和第二充氮支路的输入端连接同一供给支路，供给支路用于连接液氮源(例如：专门提供液氮的液氮车)；供给支路连接有排空支路，排空支路用于将第一充氮支路和第二充氮支路内的杂质(空气、水气等)排出。
其中，排空支路包括阀V-14，默认状态下，阀V-14处于关闭状态，在为储氮罐100补充液氮之前，可手动打开阀V-14，使第一充氮支路和第二充氮支路内的杂质排出，以防止杂质进入到储氮罐100内。
在上述实施例的基础上，该供氮系统还包括发电机组700，发电机组700可以为空温式气化器210、电暖风机、电加热器、增压泵400和第二气化模块600等等供电。
除此之外，如图1所示，该供氮系统还可通过压力表P-2示出管路内的液氮压力，通过压力表P-3示出管路内的氮气压力，通过压力表P-4示出管路内的常温氮气的最终氮气压力，并通过压力表P-5示出管路内的低温氮气的最终氮气压力；同时，通过温度表T-1能够示出管路内的低温氮气的温度。
需要说明的是：
1、该供氮系统中涉及多个用于检测的仪表(如：压力表、液位计和温度表)以及多种阀，其中，各仪表和各种阀的安装、工作原理等为本领域所述熟知的技术，在此不再赘述，另外，阀的数量和元器件也较多，不再一一说明，其中标示“SV”字样的阀为安全阀，标示“LT”字样的为变送器，标示“CV”字样的阀为止回阀。
2、各种阀的开合可采用人工手动开启的方式，还可以设置为通过控制器自动控制的自动开启方式。
以下根据图1所示，将详细描述供氮系统的各部分的工作过程：
(1)采用增压泵400工作的方式包括以下几种。
A.液氮的输出路径为：结合图1和图2，阀V-15打开，阀V-1、阀V-2、阀V-16、阀V-17和阀V-18均闭合，增压泵400工作，储氮罐100内的液氮流出依次经阀V-15、增压泵400、止回阀CV-4、过滤器500和阀V-19后通过管路排出。
B.低温液氮的输出路径为：结合图1和图3，阀V-15和阀V-17均打开，阀V-1、阀V-2、阀V-16、阀V-18、阀V-19和阀V-20均闭合，增压泵400工作，储氮罐100内的液氮流出依次经阀V-15、增压泵400、止回阀CV-4、过滤器500、阀V-17、空温式气化器210和阀V-21后通过管路排出。
C.高温液氮的输出路径为：结合图1和图4，阀V-15和阀V-20均打开，阀V-1、阀V-2、阀V-16、阀V-18和阀V-19均闭合，增压泵400工作，储氮罐100内的液氮流出依次经阀V-15、增压泵400、止回阀CV-4、过滤器500、阀V-17、空温式气化器210、阀V-20、加热模块300和阀V-21后通过管路排出。
(2)采用储氮罐100内自身压力工作的方式包括以下几种。
该种方式中，如果储氮罐100内的压力较低，需要先增压，具体地，阀V-1和阀V-2打开，阀V-15闭合，储氮罐100内的液氮流出依次经阀V-1、第二气化模块600中的空温式气化器和阀V-2进入储氮罐100内，使储氮罐100内的压力升高，该压力的大小通过压力表P-1示出，当达到合适的压力后，闭合阀V-1和阀V-2。
A.液氮的输出路径为：结合图1和图2，阀V-15和阀V-16均打开，阀V-1、阀V-2、阀V-17和阀V-18均闭合，增压泵400不工作，储氮罐100内的液氮流出依次经阀V-15、阀V-16、止回阀CV-4、过滤器500和阀V-19后通过管路排出。
B.低温氮气的输出路径：结合图1和图3，阀V-15、阀V-16和阀V-17均打开，阀V-1、阀V-2、阀V-18、阀V-19和阀V-20均闭合，增压泵400不工作，储氮罐100内的液氮流出依次经阀V-15、阀V-16、止回阀CV-4、过滤器500、阀V-17、空温式气化器210和阀V-21后通过管路排出。
C.高温液氮的输出路径为：结合图1和图4，阀V-15、阀V-16和阀V-20均打开，阀V-1、阀V-2、阀V-18和阀V-19均闭合，增压泵400不工作，储氮罐100内的液氮流出依次经阀V-15、阀V-16、止回阀CV-4、过滤器500、阀V-17、空温式气化器210、阀V-20、加热模块300和阀V-21后通过管路排出。
(3)采用第一充氮支路进行充氮的过程为：阀V-12和阀V-13均打开，阀V-11和阀V-14闭合，液氮经阀V-13、阀V-12后进入储氮罐100。
(4)采用第二充氮支路进行充氮的过程为：阀V-11和阀V-13均打开，阀V-12和阀V-14均闭合，液氮经阀V-13、阀V-11进入储氮罐100。
(5)采用第一充氮支路和第二充氮支路同时充氮的过程为：阀V-11、阀V-12和阀V-13均打开，阀V-14闭合，液氮经阀V-13后，部分液氮经阀V-11进入储氮罐100，另一部分液氮经阀V-12进入储氮罐100。
在上述实施例的基础上，当不需要使用该供氮系统时，可将阀V-18打开，用于将储氮罐100内的液氮排出，实现液氮的快速放空，同时也将管路内的液体及气体完全放空。其具体的排出路径为：1)增压泵400工作，阀V-17和阀V-19均闭合，储氮罐100内的液氮流出依次经阀V-15、增压泵400、止回阀CV-4、过滤器500和阀V-18后通过管路排出；2)增压泵400不工作，阀V-17和阀V-19均闭合，储氮罐100内的液氮流出依次经阀V-15、阀V-16、止回阀CV-4、过滤器500和阀V-18后通过管路排出。
该实施例还提供一种消防设备，包括前述的供氮系统。该消防设备中包括上述的供氮系统，其中，该供氮系统的具体结构、连接关系以及有益效果等已在上述文字中进行了详细说明，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
