CN101732815A - 消防喷嘴的泡沫产生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及消防喷嘴领域，以及更加具体涉及消防喷嘴的泡沫产生装置。泡沫喷嘴领域的一个问题涉及水/泡沫产生剂和空气的预混合物的膨胀不充分和不均匀。本发明装置提出同轴均匀铺置在喷嘴喷管(1)内的扩散椎体(2)，其具有花键槽从而产生扩散的、强有力的且分离的预混合物喷射物以抵靠喷嘴喷管的内表面，从而促进空气吸入到喷嘴喷管的内部。该装置有两个重要优点：通过将接触面积加倍以及通过在空气与预混合物之间产生高效混合物来增加膨胀，以及通过预混合物的持续加速来增大泡沫喷射物的范围。

Description

消防喷嘴的泡沫产生装置
技术领域
本发明涉及泡沫喷嘴类型的消防喷嘴领域。本发明更具体涉及消防喷嘴的泡沫产生装置。
背景技术
泡沫喷嘴领域存在的问题涉及在水/泡沫产生剂和空气的预混合物通过喷嘴的喷孔喷射之前膨胀不充分和不均匀。
实际上，膨胀不充分和不均匀限制了泡沫灭火的效率和泡沫喷射的范围。
公知的是，从确保预混合物加速度的阀门喷射锥形管内的水/泡沫产生剂的预混合物的装置(见图7)。设置在阀门和锥形管间的通风口保证了预混合喷射物的外表面与外部空气接触，该外部空气由于锥形管内部的粘度而被驱动。但是，在此装置中，预混合物仅能获取得到充分膨胀的泡沫所需的极小比例的空气。
如图8示意图所示，该装置可得到改良，即通过在阀门中心设计一个喷孔，该喷孔通过连接到阀门外部的通风管而与外部空气连接。这种方案允许外部空气被吸入到预混合喷射物的中心并且增加预混合物与空气之间的接触表面积，从而可加倍膨胀。这种方法的缺点是必须制造空气输送管道，该空气输送管道在第一段与喷射的轴线相垂直，然后旋转90°以便将空气送入锥体中心。因此这种制造是复杂的、昂贵的，并且仅允许空气与预混合喷射物的内表面接触。
这种情况下，提出更简单且更加有效的解决方案来引入空气到预混合物顶部的中心，以增加膨胀并增加泡沫喷射的范围是有意义的。
发明内容
本发明的目标是通过提出一种消防喷嘴的泡沫产生装置来克服现有技术的这些缺点。
通过一种消防喷嘴的泡沫产生装置实现这个目标，其中该装置包括：
-由第一端和第二端组成的喷嘴喷管，该第一端是基本圆柱形或稍微收敛的第一管道；
-同轴地均匀铺置在喷嘴喷管的第二端内的扩散锥体；以及
-设计在喷嘴喷管的第二端内的进气口，
该装置的特征是扩散锥体具有花键槽并且被同轴地安装在第二圆柱管道内，水和泡沫产生剂的预混合物的传播前缘(propagation front)在圆柱管道内围绕花键扩散锥体传播以便在第二圆柱管道的出口产生预混合物的发散且分离的喷射物(divergent and separated jets)，第二圆柱管道的出口与第一管道间隔放置并且被置于喷嘴喷管的第二端的区域内的进气口相对于预混合物的传播方向位于从第二圆柱管道的出口向上游以便允许发散且分离的喷射物被喷射到第一管道的内表面并且允许外部空气传递到喷射物的外表面上及允许外部空气穿过喷射物之间，一方面该喷射物的发散及分离产生了将外部空气吸入到第一管道内部的效果，另一方面也产生了空气与预混合物在喷射物的分离区域内混合的效果；不断产生的喷射物遇到第一管道内表面形成了封闭的预混合物空间(closed volume of premix)，外部空气被吸入该封闭的预混合物空间。
根据另一个特性，第二圆柱管道通过径向间隔片被保持在轴线方向并且由螺钉保持在沿从第一管道向上游的轴线方向，该螺钉的头部将阻挡花键扩散锥体的喷孔并且螺钉的螺杆穿过径向间隔片的中间并且伸入花键扩散锥体的喷孔的螺纹内周边内。
根据另一个特征，第二圆柱管道通过牢固固定在第二圆柱管道外围边的平齐配合的槽窝(flush-fitting socket)而被同轴固定在喷嘴喷管的第二端内。
根据另一个特征，支撑环被同轴安装且牢固固定在围绕第二圆柱管道从平齐配合的槽窝向下游且从喷嘴喷管的第一管道向上游，并且该支撑环的外直径稍小于喷嘴喷管的第二端的内直径，以便通过紧靠第二端的内壁使得第二圆柱管道保持在大致轴线方向上，而同时并不阻碍外部空气的吸入。
根据另一个特征，扩散锥体的花键槽的截面与锥体的截面同时增大。
根据另一个特征，形成花键槽分隔的分隔物的厚度决定了空气的渗透空间和泡沫的均匀性。
附图说明
本发明的其他特征和优点通过阅读以下描述，参考附图将变得更加明显，其中：
图1表示花键扩散锥体的透视图；
图2表示配合有泡沫产生装置的喷嘴喷管的纵向剖面图；
图3和图4表示配合有泡沫产生装置的喷嘴喷管的横向剖面图，其分别是包括轴线(BB)的剖面和从上游往下游的视图以及包括轴线(AA)的剖面和从下游向上游的视图；
图5表示喷嘴喷管以及其端部具有进气口的透视图；
图6表示配合有泡沫产生装置的喷嘴喷管的透视图；
图7表示介绍中提到的现有技术的用来喷射水/泡沫产生剂的预混合物的一个第一装置的剖面图；
图8表示如介绍中所述的现有技术已知的用于喷射水/泡沫产生剂预混合物的第二改进装置的剖面图；以及
图9示意表示了本发明装置的剖面图。
具体实施方式
以下描述不但参考附图，而且提出了跟随预混合物的传播前缘，从进入泡沫产生装置直到通过喷嘴喷管第一管道(1a)的喷孔喷出，从而可清晰地表述本发明的特征和优点。
当然，预混合物的传播前缘借助于软管到达消防喷嘴。该软管的内直径等于稍微突出于消防喷嘴的第二圆柱管道(3)的外直径，以便使软管的端部配合到第二伸出圆柱管道(3)的周边上。因此，通过第二圆柱管道(3)的第一端，预混合物的传播前缘到达消防喷嘴。
如图6所示，传播前缘通过在第二圆柱管道(3)中的径向连接间隔片(4)在第二圆柱管道(3)内传播。这些间隔片(4)用与第二圆柱管道(3)相同的轴线在其中心划分圆柱形区域。该圆柱形区域的长度和半径分别小于第二圆柱管道(3)的长度和半径，并且所述圆柱形区域的长度和半径适合螺杆通过，而不适合螺钉(5)的头部通过。因此，在第二圆柱管道(3)内传播的传播前缘不但通过径向间隔片(4)，而且围绕被定位在第二圆柱管道(3)轴线上的螺钉(5)，该螺钉(5)的头部紧靠间隔片(4)的中心端并且螺钉(5)的螺杆穿过径向间隔片的中心以便到达花键扩散锥体(2)的喷孔(2b)的补充螺纹内周边。径向间隔片(4)和螺钉(5)允许花键扩散锥体(2)被保持在第二圆柱管道(3)内部的轴线上；径向间隔片(4)的中心端从传播前缘的上游到下游被夹在螺钉(5)的头部与花键扩散锥体(2)的喷孔(2b)之间。
如图2和图3所示，预混合物的传播前缘通过径向间隔片(4)之间且围绕螺钉(5)之后，该预混合物的传播前缘通常不但传播到第二圆柱管道(3)内部，而且围绕扩散花键锥体(2)传播。由于花键锥体(2)的发散性，第二圆柱管道(3)内部的预混合物流的可用空间随着传播前缘的不断传播而逐渐减少，以至于在第二圆柱管道(3)的出口处减少到由扩散锥体(2)的花键槽(2a)所界定的单独空间。因此，本发明的装置不但确保了预混合物的逐步加速(其与喷射预混合物的动力成正比)，而且确保产生的扩散喷射物相互分离。
简洁地说，由于前缘在扩散花键锥体(2)周围并且在第二圆柱管道(3)的出口处的传播，该传播前缘是相互分离的高效(powerful)、分散的喷射物。
然后这些预混合喷射物被喷射到位于喷嘴喷管(1)第一端处的圆柱形或稍微收敛的第一管道(1a)的内表面上。
如图5和图2所示，喷嘴喷管(1)进一步包括第二端(1b)，该第二端位于从第一管道(1a)向上游并且有着合适的尺寸以便牢固固定的平齐配合的槽窝(6)可被装配其内且近似在第二圆柱管道(3)外周边的一半处，于是在喷嘴喷管(1)轴线方向上第二圆柱管道(3)被保持在第二端(1b)的中心并且接合到第二端(1b)内一段充分的选定距离，该选定距离取决于离开第二圆柱管道(3)的喷射物的发散度；该发散度与花键锥体(2)的发散度紧密相关。
实际上，第二圆柱管道(3)的出口和喷嘴喷管(1)的第一管道(1a)的入口之间的所述距离应该被选择成足够大以便使外部空气从设置在第二端(1b)的进气口(1ba)进入到喷嘴喷管(1)的第一管道(1a)内部，但是应该选用足够小的距离以便离开第二圆柱管道(3)的预混合喷射物被喷射在第一管道(1a)的内表面上而不被喷射在进气口(1ba)。
因此，离开第二圆柱管道(3)并且被喷射在第一管道(1a)内表面上的相互分离的高效、分散的喷射物不但允许外部空气由于粘度被传递到喷射物的外表面上且允许外部空气穿过分离的喷射物之间直到喷嘴喷管(1)的第一管道(1a)内部，而且允许空气和预混合物在喷射物的分离区域内首先混合。一方面，由于喷射的发散和分离而产生了将外部空气吸入到第一管道(1a)内的分离的喷射物之间的作用。另一方面，所述吸入作用通过如下方式被增强，即喷射物不断加入以遇到第一管道(1a)内表面，从而产生了封闭的预混合物空间，该封闭的预混合物空间在喷嘴喷管(1)的第一管道(1a)的喷孔上游，例如图2和图4轴线(AA)所示。
如图1所示，因为扩散锥体(2)的花键的截面与锥体(2)的截面同时增加，并且形成花键槽分隔的间隔片(2c)的厚度决定了空气渗透空间和泡沫的均匀性，所以封闭空间更加容易产生。
最后，因为将预混合物喷射到软管内的压力作用和/或对消防喷嘴的操作(这将改变喷嘴喷管(1)相对于柔性软管的方向)，所以该装置在平齐配合的槽窝(6)处可能受到不易忽略的扭矩的影响，这将导致第二圆柱管道(3)太偏离喷嘴喷管(1)的轴线，直到导致平齐配合的槽窝(6)的分离或失效。为了克服这种可能性并且如图2和图3所示，本发明提出了一个支承环(7)，该支承环(7)具有稍小于喷嘴喷管(1)第二端(1b)的内直径的外直径(图3所示)，该支承环(7)被同轴并且牢固地安装在位于其上游的平齐配合的槽窝(6)和位于其下游的喷嘴喷管(1)的第一导管(1a)之间的第二圆柱管道(3)的外周边上，因此该支承环(7)在有扭转的情况下将紧靠第二端的内壁来限制平齐配合的槽窝(6)的任何变形。当然，要求该支承环(7)应当有合适的尺寸以便完成它的功能，而并不阻碍从被设置在喷嘴喷管(1)的第二端(1b)内的空气口(1ba)吸入外部空气。
本发明装置与技术现状相比有两个重要优点。第一个优点是通过结合在一起的三个现象来提高膨胀：
-外部空气被驱使到喷射物的内部和外部，因此使得预混合物和空气之间的接触表面积加倍增加；
-进入喷射物的分离区域内的外部空气与预混合物首先混合，以及
-从花键槽(2a)出来的喷射物通过在预混合喷射物内部和外部产生空气和预混合物之间的高效混合而结合在第一管道(1a)的内表面上。第二个优点是增大泡沫喷射物的范围，这通过如下方式来实现，即一方面相对于第二圆柱管道(3)和花键扩散锥体(2)之间的预混合物传播空间的逐渐减小而持续加速，另一方面改进膨胀。
对于本领域的技术人员而言显而易见的是，在没有偏离权利要求所述的本发明应用的范围的情况下，本发明可以具有许多其他特殊形式的实施例。因此，本实施例应当被认为是说明性的，不过它们可在所附权利要求的范围所确定的范围内被修改，并且本发明不应被局限于上述描述。

Claims (6)

1.消防喷嘴的泡沫产生装置，其包括：
-形成有第一端(1a)和第二端(1b)的喷嘴喷管(1)，该第一端(1a)是基本圆柱形或稍微收缩的第一管道(1a)，
-同轴均匀铺设在所述喷嘴喷管(1)的所述第二端(1b)内的扩散锥体，以及
-设置在所述喷嘴喷管(1)的所述第二端(1b)内的进气口(1ba)，
所述装置的特征是所述扩散锥体(2)具有花键槽(2a)并且被同轴地安装在第二圆柱管道(3)内，水和泡沫产生剂的预混合物的传播前缘在所述第二圆柱管道(3)内、围绕花键扩散锥体(2)传播，从而在所述第二圆柱管道(3)的出口处形成所述预混合物的扩散且分离的喷射物，所述第二圆柱管道(3)的所述出口与所述第一管道(1a)间隔开，并且设置在所述喷嘴喷管(1)的所述第二端(1b)区域内的所述进气口(1ba)相对于所述预混合物的传播方向位于所述第二圆柱管道(3)的所述出口的上游，从而允许所述预混合物的所述扩散且分离的喷射物被喷射到所述第一管道(1a)的内表面并且允许外部空气传递到所述喷射物的外表面上并且允许外部空气穿过所述喷射物之间，所述扩散且分离的喷射物的喷射一方面产生了将所述外部空气吸入到所述第一管道(1a)的内部的效果，另一方面允许空气与所述预混合物在所述喷射物的分离区域内混合；所述喷射物不断加入以遇到所述第一管道(1a)的内表面从而形成封闭的预混合物空间，其中所述外部空气被吸入到该封闭的预混合物空间内。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是所述第二圆柱管道(3)被径向间隔片(4)保持在轴线方向上并且被螺钉(5)保持在沿着所述第一管道(1a)上游的轴线方向，所述螺钉的头部将阻挡所述花键扩散锥体(2)的喷孔(2b)并且所述螺钉的螺杆穿过所述径向间隔片(4)的中间并进入到所述花键扩散锥体(2)的所述喷孔(2b)的螺纹内周边内。
3.根据权利要求1-2中的任何一项权利要求所述的装置，其特征是通过牢固固定在所述第二圆柱管道(3)的外围边的平齐配合的槽窝(6)，将所述第二圆柱管道(3)同轴地装配在所述喷嘴喷管(1)的所述第二端(1b)内。
4.根据权利要求1-3中的任何一项权利要求所述的装置，其特征是支撑环(7)被同轴安装并且牢固固定在所述平齐配合的槽窝(6)下游和所述喷嘴喷管(1)的所述第一管道(1a)上游之间的所述第二圆柱管道(3)周围，并且所述支撑环具有稍小于所述喷嘴喷管的所述第二端(1b)的内直径的外直径，以便通过紧靠所述第二端(1b)的内壁而使所述第二圆柱管道(3)近似保持在轴线方向上，且同时不阻碍外部空气的吸入。
5.根据权利要求1-4中的任何一项权利要求所述的装置，其特征是所述扩散锥体(2)的所述花键槽(2a)具随着所述锥体(3)的截面同时增大的截面。
6.根据权利要求1-5中的任何一项权利要求所述的装置，其特征是形成所述花键槽(2a)的间隔的分隔物(2c)的厚度决定了空气的渗透空间和泡沫的均匀性。
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