外置式液化介质自膨胀型泡沫消防装置

文档序号：1747406 发布日期：2019-11-29 浏览：32次 >En<

阅读说明：本技术 外置式液化介质自膨胀型泡沫消防装置 (External liquefied medium self-expansion type foam fire fighting equipment ) 是由张卫华王林牟善军牟小冬郎需庆谈龙妹吴京峰尚祖政周日峰刘全桢于 2018-05-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种外置式液化介质自膨胀型泡沫消防装置,包括用于盛放泡沫混合液的泡沫混合液存储装置(1)以及用于盛放液化介质并能够向所述泡沫混合液存储装置内注入液化介质的液化介质存储装置(2)；还包括具有气液混合腔的气液混合器(3),与气液混合腔连通设置有泡沫混合液入口(31)、液化气体入口(32)以及泡沫出口(33)；其中,泡沫混合液入口用于与泡沫混合液存储装置的液相连通,液化气体入口用于与泡沫混合液存储装置的气相空间连通,泡沫混合液和液化气体在气液混合器内混合产生的泡沫从泡沫出口喷出。本发明提供的泡沫消防装置可以解决现有技术中采用压缩气体产生泡沫的方式所存在的占用空间大、需要额外的动力等缺陷。(The invention discloses a kind of external liquefied medium self-expansion type foam fire fighting equipment, including the foam mixing liquid storage device (1) for holding foam mixing liquid and for holding liquefied medium and the liquefied medium storage device (2) of liquefied medium can be injected into the foam mixing liquid storage device；Further include the air and liquid mixer (3) with gas-liquid mixed chamber, is provided with and communicated with foam mixing liquid entrance (31), liquid gas inlet (32) and foam outlet (33) with gas-liquid mixed chamber；Wherein, foam mixing liquid entrance with the liquid phase of foam mixing liquid storage device for being connected to, for liquid gas inlet for be connected to the gas-phase space of foam mixing liquid storage device, foam mixing liquid and liquefied gas mix the foam of generation from foam outlet ejection in air and liquid mixer.Foam fire fighting equipment provided by the invention can solve in the prior art in such a way that compressed gas generates foam present in occupied space it is big, need the defects of additional power.)

外置式液化介质自膨胀型泡沫消防装置

技术领域

本发明涉及灭火技术领域，具体地涉及一种外置式液化介质自膨胀型泡沫消防装置。

背景技术

现有的压缩气体泡沫灭火主要采用气体与泡沫混合液混合产生泡沫的方式进行灭火。具体的压缩气体泡沫灭火方式主要有常压式压缩气体泡沫灭火及储气式泡沫灭火两种方式。

其中，常压式压缩气体泡沫灭火通常采用压缩机或压缩气体钢瓶的方式进行供气，在喷射过程压力基本保持不变，而压缩机及压缩气体钢瓶供气量有限，无法满足大流量高压力供气的要求，而若需实现大流量高压力供气，则需设置多台压缩机或压缩气体钢瓶(如以一台流量150L/S的泡沫消防车为例，气体的供给流量是1050L/s，其供气需要由多台大型空压机供给)，其占用空间大，在油库罐区、装置区往往不具备布置的空间，不利于现场布置。而且采用吸气方式产生的泡沫存在以下缺陷：泡沫气泡大小不一、泡沫不均匀、性能不稳定、泡沫容易破碎、抗烧性差、灭火效率不高等缺陷。

另一种储气式泡沫灭火通常在灭火剂容器内存储压缩气体，在大流量喷射时，压缩气体将大量消耗，喷射压力将随喷射持续而大幅降低，此时为保证灭火剂的高压喷射，则需及时向灭火剂容器内补充压缩气体，而在大流量喷射状态下，仅靠空压机及压缩气体钢瓶根本无法保证压缩气体的足量补充，导致无法有效实现高压喷射要求，影响灭火效果。当进行重大火灾灭火时，则需要生产大流量泡沫灭火，此时泡沫混合液流量提高，压缩气体的供气量也需随之增大，而现有的压缩气体泡沫产生方式无法实现大流量高压压缩气体的供应，其泡沫混合液流量仅20～30L/s，目前主要应用于一般规模的火灾扑救，如建筑物火灾、地面小范围流淌火等，其无法在大型存储装置火灾或大规模的地面流淌火灾中的应用。而且现有的压缩气体泡沫产生方式需要额外的动力来压缩气体，设备结构及管理操作复杂。

为此，需提供一种新的产生泡沫的方式来克服现有技术中采用压缩气体泡沫灭火及储气式泡沫灭火所存在的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中压缩气体产生泡沫的方式所存在的占用空间大、需要额外的动力等缺陷。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种外置式液化介质自膨胀型泡沫消防装置，所述泡沫消防装置包括用于盛放泡沫混合液的泡沫混合液存储装置以及用于盛放液化介质并能够向所述泡沫混合液存储装置注入液化介质的液化介质存储装置；

所述泡沫消防装置还包括具有气液混合腔的气液混合器，与所述气液混合腔连通设置有泡沫混合液入口、液化气体入口以及泡沫出口；

其中，所述泡沫混合液入口用于与所述泡沫混合液存储装置的液相连通以将所述泡沫混合液存储装置内的泡沫混合液输入所述气液混合器，所述液化气体入口用于与所述泡沫混合液存储装置的气相空间连通以用于将所述液化介质在所述泡沫混合液存储装置内气化产生的液化气体输入所述气液混合器，所述泡沫混合液和所述液化气体在所述气液混合器内混合产生的泡沫从所述泡沫出口喷出。

优选地，所述气液混合器位于所述泡沫混合液存储装置外侧，所述泡沫混合液入口和所述液化气体入口分别通过管路与所述泡沫混合液存储装置连接，且所述泡沫混合液入口与所述泡沫混合液存储装置之间的管路上设置有第二控制阀，所述液化气体入口与所述泡沫混合液存储装置之间的管路上设置有第三控制阀。

优选地，所述泡沫混合液存储装置与所述液化介质存储装置之间的管路上设置有控制所述液化介质流量的第一控制阀，所述泡沫混合液存储装置上设置有测量气相空间内压力的压力表；

所述泡沫消防装置还包括控制单元，所述控制单元根据所述压力表的压力调整所述第一控制阀的流量。

优选地，所述液化介质存储装置设置有一个，所述泡沫混合液存储装置设置有一个或多个，所述液化介质存储装置与一个或与多个所述泡沫混合液存储装置相连；

或者，所述液化介质存储装置设置有多个，多个所述液化介质存储装置通过汇流管路连接到一起，且所述汇流管路与一个或与多个所述泡沫混合液存储装置相连。

其中，每个所述泡沫混合液存储装置对应设置有一个所述气液混合器；

优选地，所述泡沫混合液存储装置的工作压力为0.4-1.4Mpa。

优选地，所述泡沫混合液存储装置的工作压力为0.6-1.0Mpa，，所述泡沫混合液存储装置的压力波动范围在±0.1Mpa。

优选地，所述液化介质存储装置设置为所存储的液化介质在气体压力下被压入所述泡沫混合液存储装置。

优选地，所述气液混合器一端设置有所述泡沫混合液入口，另一端设置有所述泡沫出口，所述液化气体入口设置在所述气液混合器两端之间的侧壁上。

优选地，所述液化气体入口设置有一个或多个，多个所述液化气体入口沿所述气液混合器的侧壁的周向间隔设置。

优选地，所述泡沫混合液入口的面积S1与所述液化气体入口的面积S2之间的关系为：S1/S2＝10～60；

所述泡沫出口的面积S4与所述泡沫混合液入口的面积S1之间的关系为：S4/S1＝1.5～6。

优选地，所述泡沫混合液入口的面积S1与所述液化气体入口的面积S2之间的关系为：S1/S2＝16～40；

所述泡沫出口的面积S4与所述泡沫混合液入口的面积S1之间的关系为：S4/S1＝2.5～5。

优选地，所述气液混合器的所述气液混合腔内设置有用于扰动液流的扰流器，所述液化气体入口在所述扰流器和所述泡沫混合液入口之间的侧壁上。

优选地，所述扰流器形成为锥形结构、半球形结构或平台结构；

所述锥形结构的锥形顶、所述半球形结构的球形顶或所述平台结构的平台顶面朝向所述泡沫混合液入口。

优选地，所述扰流器的最大横截面S3与所述泡沫混合液入口的面积S1之间的关系为：S3/S1＝1.1～3.8。

优选地，所述扰流器的最大横截面S3与所述泡沫混合液入口的面积S1之间的关系为：S3/S1＝1.4～3。

优选地，所述气液混合腔内设置有至少一个间隔设置的多孔结构；每个所述多孔结构上设置有多个孔；所述多孔结构的孔朝向所述泡沫混合液入口，且所述扰流器的顶部相比所述多孔结构更靠近所述泡沫混合液入口。

本发明提供的技术方案避开了现有技术中采用压缩气体供气以产生泡沫的技术路线，本发明提供的技术在将液化介质输入泡沫混合液存储装置后，液化介质自膨胀气化产生气体，泡沫混合液存储装置内压力升高，其内气化膨胀产生的气体以及泡沫混合液在气体压力下能够自动进入到气液混合器内混合产生泡沫，不需要额外的动力，维护简单，易操作。另外，本发明提供的技术方案解决了现有技术中采用压缩气体产生泡沫时需配备空压机、压缩气体钢瓶而导致的占用空间大的问题，以及现有技术中靠空压机及压缩气体钢瓶无法保证压缩气体的足量补充，导致无法有效实现高压喷射要求的问题。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方式中外置式液化介质自膨胀型泡沫消防装置的结构示意图；

图2为根据本发明的另一实施方式中外置式液化介质自膨胀型泡沫消防装置的结构示意图；

图3为气液混合器的结构示意图；

图4为气液混合器的液化气体入口的布置示意图；

图5为扰流器的一种结构示意图；

图6为扰流器的另一种结构示意图；

图7为绕路流器的再一种结构示意图。

附图标记说明

1-泡沫混合液存储装置；2-液化介质存储装置；3-气液混合器；31-泡沫混合液入口；32-液化气体入口；33-泡沫出口；34-扰流器；35-多孔结构；4-压力表；5-第一控制阀；6-第二控制阀；7-第三控制阀；8-第四控制阀；9-泡沫喷射器。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“轴向”、“径向”、“周向”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明提供一种外置式液化介质自膨胀型泡沫消防装置，如图1和图2所示，该泡沫消防装置包括用于盛放泡沫混合液的泡沫混合液存储装置1以及用于盛放液化介质并能够向所述泡沫混合液存储装置1内注入液化介质的液化介质存储装置2；该泡沫消防装置还包括置于泡沫混合液存储装置1外侧的具有气液混合腔的气液混合器3，与所述气液混合腔连通设置有泡沫混合液入口31、液化气体入口32以及泡沫出口33；

其中，所述泡沫混合液入口31用于与泡沫混合液存储装置1的液相连通以将泡沫混合液存储装置1内的泡沫混合液输入气液混合器3，所述液化气体入口32用于与泡沫混合液存储装置1的气相空间连通以用于将液化介质在泡沫混合液存储装置1内气化产生的液化气体输入气液混合器3，泡沫混合液和液化气体在气液混合器3内混合产生的泡沫从泡沫出口33喷出。

本发明提供的技术方案，避开了现有技术中采用压缩气体供气以产生泡沫的技术路线，本发明的技术方案在将液化介质输入泡沫混合液存储装置1后，液化介质自膨胀气化产生气体，泡沫混合液存储装置1内压力升高，其内膨胀气化产生的气体以及泡沫混合液在气化产生的气体压力下能够自动进入到气液混合器3内混合产生泡沫，不需要额外的动力，维护简单，易操作。

另外，本发明提供的技术方案解决了现有技术中采用压缩气体产生泡沫时需配备空压机、压缩气体钢瓶而导致的占用空间大的问题，只要将液化介质持续地供应到泡沫混合液存储装置1，就会自膨胀产生足够的液化气体来与泡沫混合液混合产生泡沫，从而解决了现有技术中靠空压机及压缩气体钢瓶无法保证压缩气体的足量补充，导致无法有效实现高压喷射要求的问题。

本发明提供的技术方案中，优选地，液化介质存储装置2设置为所存储的液化介质在气体压力下被压入泡沫混合液存储装置1。

在应用时，使得盛放有液氮或液体二氧化碳等液化介质的液化介质存储装置2与泡沫混合液存储装置1连通，液化介质气体压力(例如液化介质自身气化产生的压力或其它气体压力)的推动下进入泡沫混合液存储装置1内，然后液化介质在泡沫混合液存储装置1内气化使得泡沫混合液存储装置1内的压力升高，从而气化的液化气体与泡沫混合液在该压力下进入到气液混合器3，这样液化气体与泡沫混合液在气液混合器3内可以混合发泡并将泡沫喷射出。

通过气体压力使得液化介质进入泡沫混合液存储装置1内，可以更好地实现自动发泡，只要打开阀门，使得液化介质存储装置2内的液化介质在气体进入或者液化介质自身气化产生的压力下进入到泡沫混合液存储装置1内，即可自动发泡，无需额外动力。

在本发明中，泡沫混合液由灭火用的泡沫原液与水混合产生，液化介质可以为液氮、液体二氧化碳、液化惰性气体、液化卤代烃气体中的至少一种。由于液化介质与泡沫混合液混合后产生的泡沫是用于灭火，因此，液化介质所产生的气体的种类限定为有助于灭火，即能够对火起到抑制和窒息作用的气体,且对泡沫本身不能有破坏作用。通常地，液化介质采用液氮，液氮在室温环境下即气化为气体，因此无需额外操作即可获得气体。液氮在储存过程中维护量极少，便于用户使用和管理。另外液氮的气化比是700-710倍，单位体积的液氮可用于10倍以上泡沫混合液发泡。

在本发明的具体实施方式中，如图1所示，气液混合器3位于泡沫混合液存储装置1外侧，泡沫混合液入口31和液化气体入口32分别通过管路与泡沫混合液存储装置1连接。具体的，气液混合器3的泡沫混合液入口31与泡沫混合液存储装置1的下方连接以与泡沫混合液存储装置1的液相连通，而液化气体入口32与泡沫混合液存储装置1的上方连接以与泡沫混合液存储装置1的气相空间连通。

其中，在液化介质存储装置2与泡沫混合液存储装置1之间的管路上设置有第一控制阀5，气液混合器3的泡沫混合液入口31与泡沫混合液存储装置1之间的管路上设置有第二控制阀6，液化气体入口32与泡沫混合液存储装置1之间的管路上设置有第三控制阀7，在泡沫出口33也设置有控制该出口开关的控制阀(图1未显示)。

优选地，泡沫混合液存储装置1上设置有测量罐内气相空间内压力的压力表4。该外置式液化介质自膨胀型泡沫消防装置还包括控制单元，该控制单元可以根据压力表4的压力调整第一控制阀5的流量，从而保证泡沫混合液存储装置1内的压力恒定或在一定范围内波动。

在无着火状态时，泡沫混合液存储装置1内为常压，气液混合器3的泡沫出口33的阀门处于常关状态，第一控制阀5、第二控制阀6及第三控制阀7均处于常关状态，液化介质存储装置2自身的自增压装置的阀门处于开启状态，液化介质存储装置2的气相空间内充满一定压力的气体。其中所述自增压装置为液化介质存储装置2自带的有助于液化介质气化从而使得液化介质存储装置2内能够保持较高压力的装置。

在发生火灾时，将液化介质存储装置2与泡沫混合液存储装置1之间的第一控制阀5开启，液化介质在液化介质存储装置2的气相空间内压力气体的推动下，进入泡沫混合液存储装置1内，并立即气化，气化后，泡沫混合液存储装置1内气相空间的压力持续上升，待升高到预定数值后，第二控制阀6和第三控制阀7开启，同时泡沫出口33的阀门也开启，泡沫混合液与液化气体通过管路被压入到气液混合器3内混合发泡，由泡沫出口33的泡沫喷射器喷出。在结束喷射后，重新充装泡沫混合液。

其中，在灭火时，液化介质注入泡沫混合液存储装置1内的过程中，泡沫混合液存储装置1内压力保持恒定，若该装置内压力高于预定值(根据压力表4)，则控制单元给出指令，将第一控制阀5的开度变小，减少液化介质的流量，反之，将第一控制阀5的开度变大，增大液化介质的流量。

其中液化介质注入的流量取决于泡沫混合液存储装置1气相空间的大小以及泡沫出口33的泡沫流量。注入液化介质的量应满足泡沫混合液存储装置1内压力恒定或者预定范围内波动，以满足泡沫发泡的需求量。通过控制单元调节第一控制阀5的开度，可以实现液化介质的流量调节。其中泡沫混合液存储装置1的工作压力优选在0.4-1.4Mpa，更优选地，在0.6-1.0Mpa，压力波动范围是±0.1Mpa。所述工作压力为该泡沫消防装置在产生泡沫时泡沫混合液存储装置1内的压力。

本发明提供的泡沫消防装置在灭火时的操作简单，在确认火情后，可手动开启第一控制阀5和相应着火区域的管道阀门；也可在各个管路上安装自动阀，进行远程启动；若保护区已设火灾监控设备，可将监控设备与该泡沫消防装置联动，即在火灾监控设备监控到火灾时控制自动控制阀自动开启，液化介质存储装置2内的液化介质在气体压力下自动进入到泡沫混合液存储装置1内，继而泡沫混合液存储装置1内的液化气体和泡沫混合液进入到气液混合器3内混合发泡，从而可以实现自动启动泡沫灭火。

在本发明提供的技术方案中，一个液化介质存储装置2可以与一个泡沫混合液存储装置1连接，也可以与多个泡沫混合液存储装置1连接。如图1显示了一个液化介质存储装置2可以与一个泡沫混合液存储装置1连接的实施方式，而图2示出了一个液化介质存储装置2与多个泡沫混合液存储装置1连接的实施方式。

如图2所示，液化介质存储装置2设置有一个，泡沫混合液存储装置1有多个，液化介质存储装置2分别与多个泡沫混合液存储装置1相连以向多个泡沫混合液存储装置1提供液化介质；每个泡沫混合液存储装置1对应设置有一个气液混合器3(该图2中未显示泡沫混合液存储装置1与气液混合器3的连接，其可以如图1所示的连接方式)。在各个气液混合器3的泡沫出口33可以连接泡沫喷射器9，以方便泡沫的喷射。另外，该液化介质存储装置2与泡沫混合液存储装置1之间的总管路上设置第一控制阀5，在各个分支管路上再设置第四控制阀8，以分别控制向各个泡沫混合液存储装置1的液化介质流量。

另外，也可设置液化介质存储装置2有多个，以实现液化介质的持续供应，多个液化介质存储装置2通过汇流管路连接到一起，且该汇流管路与一个或与多个泡沫混合液存储装置1相连。同样的，每个泡沫混合液存储装置1对应设置有一个气液混合器3。

下面详细描述下气液混合器3的具体结构。

如图3所示，本实施方式中，气液混合器3的一端设置有泡沫混合液入口31，另一端设置有泡沫出口33，液化气体入口32设置在所述气液混合器3两端之间的侧壁上。优选地，气液混合器3为圆筒状结构或者为方筒状结构，泡沫混合液入口31设置在筒状结构的一端，泡沫出口33设置在筒状结构的另一端。

液化气体入口32可以设置有一个或多个，在设置多个的情况下，多个液化气体入口32沿气液混合器3的侧壁的周向间隔设置(如图4所示)。另外，泡沫混合液入口31以及泡沫出口33也可设置多个，各个口的设置并不限于本实施方式中的设置。

优选地，泡沫混合液入口31的面积S1与液化气体入口32的面积S2之间的关系为：S1/S2＝10～60；所述泡沫出口33的面积S4与所述泡沫混合液入口31的面积S1之间的关系为：S4/S1＝1.5～6。

更优选地，泡沫混合液入口31的面积S1与液化气体入口32的面积S2之间的关系为：S1/S2＝16～40；泡沫出口33的面积S4与泡沫混合液入口31的面积S1之间的关系为：S4/S1＝2.5～5。通过控制各口的面积比例关系，有助于控制各个口的流量关系，从而能够使得发泡更充分，获得质量更高的泡沫。其中，在此所说的各个口的面积为总面积，例如，液化气体入口32的面积为多个液化气体入口32的总面积。

本实施方式中，在气液混合器3的气液混合腔内设置有用于扰动液流的扰流器34，以使得泡沫混合液与液化气体混合充分。优选地，液化气体入口32在扰流器34和泡沫混合液入口31之间的侧壁上。

其中，所述扰流器34可形成为锥形结构(如图5)、半球形结构(如图6)或者平台结构(如图7)或其他不规则形状的结构，所述锥形结构的锥形顶、所述半球形结构的球形顶或者所述平台结构的平台顶面朝向所述泡沫混合液入口31。扰流器34安装为顶部朝向泡沫混合液入口31，液化气体和泡沫混合液混合的流体冲向扰流器34，可利于液化介质和泡沫混合液的充分混合，以获得发泡均匀、性能良好的泡沫。

优选地，扰流器34的最大横截面S3与泡沫混合液入口31的面积S1之间的关系为：S3/S1＝1.1～3.8，更优选地，S3/S1＝1.4～3。

设置该扰流器14的面积S3与泡沫混合液入口31的面积之间的比例是一个优选的范围，而如果比例失调会造成泡沫发泡不充分、阻力变大及流量降低等不良现象。比如，若扰流器的面积太小，则发泡不充分，而如果面积太大，则会造成阻力大，流量降低。

为安装扰流器34，扰流器34上可设置用于固定在泡沫产生腔内的安装部341，如图5-图7中显示的各个扰流器34。

当然，扰流器34的设置方式也不限于如上所述，例如，可设置多个扰流器，分布在泡沫产生腔内的不同位置，而且任何形式的能够对液流起到扰流作用的扰流器均可。

本实施方式中，气液混合器3的气液混合腔内还设置有至少一个间隔设置的孔板或丝网等多孔结构35，每个多孔结构35上设置有多个孔；多孔结构35的孔朝向泡沫混合液入口31，且扰流器34的顶部相比多孔结构35更靠近泡沫混合液入口31。被扰流器34打碎的液流，从扰流器34的周围冲向多孔结构35，可通过多孔结构35进一步对液流进行扰动，使其进一步混合。

下面通过具体实施方式对本发明提供的外置式液化介质自膨胀型泡沫消防装置的应用进行描述。

实施例1