CN102053631B - 消防泡沫混合比例控制方法、系统及具有该系统的消防车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种消防泡沫混合比例控制方法，用于控制泡沫液与水的混合比值，该方法按照下述步骤进行：获取当前工况所需混合比值；判断当前工况所需混合比值是否小于预设混合比值，若是，则实时获取混合液流量值，根据预设的所需混合比值下混合液流量值与泡沫液流量控制阀开度之间的第一关系表查找与该混合液流量值相应的泡沫液流量控制阀开度，输出控制所述泡沫液流量控制阀开度的驱动信号。实际使用时，若泡沫液与水的混合比低于系统预设的混合比值，则通过测量混合液的实时流量值查找相应的泡沫液流量控制阀开度的驱动信号，以控制泡沫液流量控制阀的开度。在此基础上，本发明还提供一种消防泡沫混合比例控制系统及具有该系统的消防车。

Description

消防泡沫混合比例控制方法、系统及具有该系统的消防车

技术领域

本发明涉及消防装备，具体涉及消防泡沫混合比例控制方法、系统及具有该系统的消防车。

背景技术

随着消防产业逐步发展，适应A类和B类火灾的泡沫液种类越来越多。使用时，泡沫液和水按照一定的比例混合，并在泡沫炮或泡沫枪喷射的同时吸入空气形成泡沫，喷射到燃烧物表面后形成覆盖层，达到灭火的目的。

目前，消防车泡沫比例混合系统分为两大类，一类是正压式泡沫比例混合系统，一类是负压式泡沫比例混合系统。由于正压式泡沫比例混合系统价格较高，故应用较少。现在国内生产的消防车绝大部分使用负压式泡沫比例混合系统，所使用的泡沫液主要分为两类：A类泡沫液和B类泡沫液；其中，A类泡沫液常用的混合比例为3‰～5‰，而B类泡沫液常用的混合比例为3%～6％，两类泡沫液的混合比例有较大的差异。即，基于相同流量的泡沫混合液，不同类型的泡沫液所需的流量不同。

现有消防车辆配置的消防泡沫比例混合系统中，当泡沫液流量低于设定流量无信号反馈时，则系统停止工作；也就是说，各种消防车辆的泡沫比例系统仅适用于设定的泡沫液类型，当换用混合比例不同的泡沫液类型时，系统将无法正常运行。显然，现有的消防泡沫比例混合系统存在着适用性差的问题。

有鉴于此，亟待研制开发出一种适用于多种泡沫液的消防泡沫比例混合系统，且可有效保障消防车的每个喷射装置喷射液流的混合比精度。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种消防泡沫混合比例控制方法，可提高泡沫液与水混合比值的应用范围，从而使得消防车能够适用任何类型的泡沫液。在此基础上，本发明还提供一种消防泡沫混合比例控制系统及具有该系统的消防车。

本发明提供消防泡沫混合比例控制方法，用于控制泡沫液与水的混合比值，按照下述步骤进行：获取当前工况所需混合比值；判断当前工况所需混合比值是否小于预设混合比值，若是，则实时获取混合液流量值，根据预设的所需混合比值下混合液流量值与泡沫液流量控制阀开度之间的第一关系表查找与该混合液流量值相应的泡沫液流量控制阀开度，输出控制所述泡沫液流量控制阀开度的驱动信号。

优选地，若当前工况所需混合比值不小于预设混合比值，则实时获取混合液流量值和泡沫液流量值，将实时获取的泡沫液流量值与预设的所需混合比值下混合液流量值与泡沫液流量值之间的第二关系表中相应的泡沫液流量值进行比较，根据比较结果输出控制所述泡沫液流量控制阀的开度的驱动信号。

本发明提供的消防泡沫混合比例控制系统，包括贮存消防介质的水罐和泡沫液罐、泵取消防介质的消防泵、输出消防介质的水炮、混合液流量计、泡沫液流量计、文丘里管、泡沫液流量控制阀及控制器；其中，所述水罐的出液口与所述消防泵的进液口连通，所述消防泵的出液口与所述文丘里管的第一进液口连通且所述文丘里管的出液口与所述消防泵的进液口连通；所述泡沫液罐的出液口与所述文丘里管的侧壁上的第二进液口连通；所述混合液流量计设置在消防泵与水炮之间的管路上，所述泡沫液流量计和泡沫液流量控制阀依次设置在泡沫液罐与文丘里管之间的管路上；所述混合液流量计和泡沫液流量计检测的流量值并分别输出至所述控制器，且所述控制器根据相关参数输出控制所述泡沫液流量控制阀开度的驱动信号；还包括输入装置，用于输入当前工况所需混合比值并输出至控制器；所述控制器包括：

接收单元，用于接收当前工况所需混合比值和实时获取的混合液流量值；

预值设定单元，用于预设混合比值和预设所需混合比值下混合液流量值与泡沫液流量控制阀开度之间的第一关系表；

比较查询单元，用于判断当前工况所需混合比值是否小于预设混合比值，若是，则通过查找预设的第一关系表，输出与实时混合液流量值相应的泡沫液流量控制阀开度的驱动信号至所述泡沫液流量控制阀。

优选地，所述接收单元还用于接收实时的泡沫液流量值；所述预值设定单元还用于预设所需混合比值下混合液流量值与泡沫液流量值之间的第二关系表；所述比较查询单元判断当前工况所需混合比值不小于预设混合比值，则通过查找预设的第二关系表获得与实时混合液流量相应的泡沫液流量值，并将获得的与实时混合液流量相应的泡沫液流量值与实时泡沫液流量值进行比较；根据该比较结果输出控制所述泡沫液流量控制阀的开度的驱动信号。

优选地，还包括第一阀门和第二阀门，其中，第一阀门设置在与所述泡沫液罐的出液口连通的出液管路上，第二阀门设置在所述消防泵的出液口与所述第一阀门的下游侧的出液管路之间的管路上。

优选地，还包括第四阀门，所述第四阀门设置在与所述文丘里管的进液口连通的管路上。

优选地，还包括手动泡沫液流量阀，所述手动泡沫液流量阀的进液口与泡沫液罐的出液口连通、出液口与所述文丘里管的侧壁上的第二进液口连通。

优选地，还包括第三阀门，所述第三阀门设置在所述水罐的出液口与消防泵的进液口之间的管路上。

本发明提供的消防车，包括底盘、举升臂架和作业平台，所述作业平台通过举升臂架与底盘连接，其特征在于，还包括如前所述的消防泡沫混合比例控制系统。

优选地，所述消防泡沫混合比例控制系统的水炮具体为手动水炮和消防水炮，其中，手动水炮设置在所述底盘上，消防水炮设置在所述作业平台上；所述混合液流量计具体设置在接近消防车后桥的位置处。

本发明在现有消防泡沫混合比例控制技术的基础上进行了优化设计，根据不同的混合比值预先设置混合液流量与泡沫液流量控制阀开度的关系表，通过改变控制策略确保泡沫液流量过低时，混合液的比例精度满足设计要求。实际使用时，若泡沫液与水的混合比低于系统预设的混合比值，则通过测量混合液的实时流量值查找相应的泡沫液流量控制阀开度的驱动信号，以控制泡沫液流量控制阀的开度。

与现有技术相比，本发明在泡沫液流量过低且泡沫液流量传感器不能检测到泡沫液流量的使用工况下，也能够确保混合液的精确配比，从而使得消防系统可以适用任何A类、B类泡沫液。经大量的试验数据分析，本发明所适用泡沫混合液的比值可在3‰～10%的范围内调节，大大提高了消防系统的适应性。

在本发明所述控制系统的优选方案中，增设有手动泡沫液流量阀，该手动泡沫液流量阀与泡沫液流量控制阀并联设置在泡沫罐与文丘里管之间。这样，当需要手动水炮进行消防救援时，操作者可以通过手动泡沫液流量阀实现多种比例的调节，满足灭火的需要；此外，当自动控制系统出现故障时，也可以通过手动泡沫液流量阀调节混合液的配比，可进一步提高使用可靠性。

本发明提供的消防泡沫混合比例控制方法、系统适用于消防车，特别适用于举高消防车。

附图说明

图1是具体实施方式中所述消防泡沫混合比例控制方法的方框图；

图2是具体实施方式中所述消防泡沫混合比例控制系统的工作原理图；

图3是具体实施方式中所述控制器的工作框图；

图4是具体实施方式中所述消防车的整体结构示意图。

图中：

水罐1、泡沫液罐2、消防泵3、手动水炮41、消防水炮42、混合液流量计5、泡沫液流量计6、文丘里管7、泡沫液流量控制阀8、第三阀门9、第一阀门10、第二阀门11、手动泡沫液流量阀12、止回阀13、水炮出水蝶阀14、第四阀门15、输入装置31、控制器32、接收单元321、预值设定单元322、比较查询单元323；

底盘20、举升臂架30、作业平台40。

具体实施方式

本发明基于现有消防泡沫混合比例控制技术进行了控制策略的优化设计，其核心是提供一种消防泡沫混合比例控制方法，可提高泡沫液与水混合比值的应用范围，从而使得消防车能够适用任何类型的泡沫液。

下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

请参见图1，该图是本实施方式所述消防泡沫混合比例控制方法的方框图。

本方法用于控制泡沫液与水的混合比值，按照下述步骤进行：

101、获取当前工况所需混合比值；本文中所述混合比值为混合液中泡沫液与水的比值，该比值范围具体为3‰～10%。

102、判断当前工况所需混合比值是否小于预设混合比值，若是，则执行步骤103；应当理解，不同消防系统适用的混合比值均不相同，所述预设混合比值应当基于消防系统的泡沫液流量传感器的检测精度确定。

103、实时获取混合液流量值，根据预设的所需混合比值下混合液流量值与泡沫液流量控制阀开度之间的第一关系表查找与该混合液流量值相应的泡沫液流量控制阀开度。

104、输出控制所述泡沫液流量控制阀开度的驱动信号。

与现有技术相比，在泡沫液流量过低且泡沫液流量传感器不能检测到泡沫液流量的使用工况下，本方法也能够确保混合液的精确配比，从而使得消防系统可以适用任何类型的泡沫液。

若步骤102的判断结果表征当前工况所需混合比值不小于预设混合比值，则执行步骤103＇。

103＇、实时获取混合液流量值和泡沫液流量值，将实时获取的泡沫液流量值与预设的所需混合比值下混合液流量值与泡沫液流量值之间的第二关系表中相应的泡沫液流量值进行比较，根据比较结果执行步骤104输出控制所述泡沫液流量控制阀的开度的驱动信号。

在前述消防泡沫混合比例控制方法的基础上，本实施方式还提供了一种消防泡沫混合比例控制系统，具体请参见图2和图3；其中，图2是本实施方式中所述消防泡沫混合比例控制系统的工作原理图，图3是该系统所用控制器的单元框图。

如图2所示，该消防泡沫混合比例控制系统包括贮存消防介质的水罐1和泡沫液罐2、泵取消防介质的消防泵3、输出消防介质的水炮、混合液流量计5、泡沫液流量计6、文丘里管7、泡沫液流量控制阀8及控制器(图中未示出)。

其中，水罐1的出液口与消防泵3的进液口连通，且在水罐1的出液口与消防泵3的进液口之间的管路上设置有第三阀门9。消防泵3的出液口与文丘里管7的第一进液口(小径端)连通，文丘里管7的出液口(大径端)与消防泵3的进液口连通；泡沫液罐2的出液口与文丘里管7的侧壁上的第二进液口(压力水流经锥形管时在侧面形成真空度的第三接口)连通。

混合液流量计5设置在消防泵3与水炮之间的管路上，用于检测混合液的输出流量值。具体地，本方案中所述水炮包括设置于手动水炮41和消防水炮42。需要说明的是，该原理图中所示的混合液流量计5布置在手动水炮41和消防水炮42之间的管路上，从整车控制系统的布置而言，混合液流量计5安装在底盘后桥位置处；实际上，混合液流量计也可以设置在手动水炮的上游侧，即安装在车辆前段，但如此设置将导致流量计入口处流体流动状态很不稳定，测量信号不稳定，从而使混合比不准确，影响消防救援效果。

泡沫液流量计6和泡沫液流量控制阀8依次设置在泡沫液罐2与文丘里管7之间的管路上；且混合液流量计5和泡沫液流量计6检测的流量值并分别输出至控制器(图中未示出)，控制器根据相关参数输出控制泡沫液流量控制阀8开度的驱动信号；请一并参见图3，该图是所述控制器的工作框图。

如图3所示，输入装置31用于输入当前工况所需混合比值并输出至控制器32；控制器32包括接收单元321、预值设定单元322和比较查询单元323；其中，接收单元321用于接收当前工况所需混合比值和实时获取的混合液流量值；预值设定单元322用于预设混合比值和预设所需混合比值下混合液流量值与泡沫液流量控制阀开度之间的第一关系表；比较查询单元323用于判断当前工况所需混合比值是否小于预设混合比值，若是，则通过查找预设的第一关系表，输出与实时混合液流量值相应的泡沫液流量控制阀开度的驱动信号至泡沫液流量控制阀8。

进一步地，接收单元321还用于接收实时的泡沫液流量值；预值设定单元322还用于预设所需混合比值下混合液流量值与泡沫液流量值之间的第二关系表；若比较查询单元13判断当前工况所需混合比值不小于预设混合比值，则通过查找预设的第二关系表获得与实时混合液流量相应的泡沫液流量值，并将获得的与实时混合液流量相应的泡沫液流量值与实时泡沫液流量值进行比较；根据该比较结果输出控制所述泡沫液流量控制阀8的开度的驱动信号。

另外，由于各类泡沫液均会腐蚀系统管路和相关元件，从而影响系统的使用性能和寿命。本实施方式设置有冲洗功能，以避免泡沫残液长期附着管路元件产生腐蚀，如图2所示，在与泡沫液罐2的出液口连通的出液管路P1上设置有第一阀门10，在水泵3的出液口与第一阀门10的下游侧的出液管路P1之间的管路P2上设置有第二阀门11。常态下，第二阀门11处于关闭状态。每次泡沫喷射作业后，关闭第一阀门10、打开第二阀门11，并启动消防泵3，即可进行管路系统的清洗。

此外，在与消防泵3的出液口连通的管路P3上设置有止回阀13，以防止消防介质回流。在与文丘里管7的进液口连通的管路P4设置有第四阀门15，以实现在喷水作业与喷射泡沫作业之间切换。

受举高类消防车管路条件的限制，混合液流量计5布置在手动水炮41和消防水炮42之间的管路上，即，混合液流量计5只有安装在后桥附近，才能满足测量精度要求；罐体炮和水枪接口均设置在车辆前部。如图3所示，混合液流量计5不能测量罐体炮和手动水枪喷射的流量，这样，应用罐体炮和手动水枪进行消防救援时，无法通过自动泡沫比例混合系统进行比例控制，从而使得混合比不准确，进而影响消防救援的效果。

为此，本实施方式还包括手动泡沫液流量阀12，手动泡沫液流量阀12的进液口与泡沫液罐2的出液口连通，手动泡沫液流量阀12的出液口与文丘里管7的侧壁上的第二进液口连通。即，该手动泡沫液流量阀12与泡沫液流量控制阀8并联设置在泡沫液罐2与文丘里管7之间。这样，当需要手动水炮进行消防救援时，操作者可以通过手动泡沫液流量阀12实现多种比例的调节，满足灭火的需要；此外，当自动控制系统出现故障时，也可以通过手动泡沫液流量阀12调节混合液的配比，可进一步提高工作稳定性。

本实施方式还提供一种采用如前所述消防泡沫混合比例控制系统的消防车，请参见图4，该图示出了消防车的整体结构示意图。

该消防车包括底盘20、举升臂架30和作业平台40，作业平台40通过举升臂架30与底盘20连接，还包括如前所述的消防泡沫混合比例控制系统。特别说明的是，本实施方式所述底盘20、举升臂架30和作业平台40等主要功能部件与现有技术完全相同，本文不再详细描述。

下面简要说明该消防泡沫混合比例控制系统的具体操作：

1、消防作业工况一：消防泵3从水罐1经过第三阀门9吸水或者直接从消防泵进水管接口接吸水软管从池塘吸水，消防泵增压后的压力水从消防泵流经止回阀13向上通过球阀从（罐顶）手动水炮41喷水灭火或直接从两侧消防泵压力水出口接水带、水枪灭火。

2、消防作业工况二：消防泵3从水罐1经过第三阀门9吸水或者直接从消防泵进水管接口接吸水软管从池塘吸水，消防泵增压后的压力水从消防泵流经止回阀13向上通过混合液流量计5、水炮出水蝶阀14流向消防水炮42或外接水枪喷水灭火。

3、消防作业工况三：在以上两种正常喷水工作基础上引入泡沫液，实现泡沫喷射灭火。具体操作如下：打开第四阀门15，压力水从文丘里管7流回消防泵3进水管；再打开第一阀门10和泡沫液流量控制阀8，泡沫液就通过泡沫液流量计5和文丘里管7流回消防泵3，完成泡沫、水混合。或者关闭泡沫液流量控制阀8、打开手动泡沫液流量阀12控制泡沫液的流量，以有效控制特殊情境下混合比值的精度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.消防泡沫混合比例控制方法，用于控制泡沫液与水的混合比值，其特征在于，按照下述步骤进行：

获取当前工况所需混合比值；

判断当前工况所需混合比值是否小于预设混合比值，若是，则实时获取混合液流量值，根据预设的所需混合比值下混合液流量值与泡沫液流量控制阀开度之间的第一关系表查找与该混合液流量值相应的泡沫液流量控制阀开度，输出控制所述泡沫液流量控制阀开度的驱动信号。

2.根据权利要求1所述的消防泡沫混合比例控制方法，其特征在于，若当前工况所需混合比值不小于预设混合比值，则实时获取混合液流量值和泡沫液流量值，将实时获取的泡沫液流量值与预设的所需混合比值下混合液流量值与泡沫液流量值之间的第二关系表中相应的泡沫液流量值进行比较，根据比较结果输出控制所述泡沫液流量控制阀的开度的驱动信号。

3.消防泡沫混合比例控制系统，包括贮存消防介质的水罐和泡沫液罐、泵取消防介质的消防泵、输出消防介质的水炮、混合液流量计、泡沫液流量计、文丘里管、泡沫液流量控制阀及控制器；其中，所述水罐的出液口与所述消防泵的进液口连通，所述消防泵的出液口与所述文丘里管的第一进液口连通，且所述文丘里管的出液口与所述消防泵的进液口连通；所述泡沫液罐的出液口与所述文丘里管的侧壁上的第二进液口连通；所述混合液流量计设置在消防泵与水炮之间的管路上，所述泡沫液流量计和泡沫液流量控制阀依次设置在泡沫液罐与文丘里管之间的管路上；所述混合液流量计和泡沫液流量计检测的流量值并分别输出至所述控制器，且所述控制器根据相关参数输出控制所述泡沫液流量控制阀开度的驱动信号；其特征在于，还包括：

输入装置，用于输入当前工况所需混合比值并输出至控制器；且所述控制器包括：

接收单元，用于接收当前工况所需混合比值和实时获取的混合液流量值；

预值设定单元，用于预设混合比值和预设所需混合比值下混合液流量值与泡沫液流量控制阀开度之间的第一关系表；

比较查询单元，用于判断当前工况所需混合比值是否小于预设混合比值，若是，则通过查找预设的第一关系表，输出与实时混合液流量值相应的泡沫液流量控制阀开度的驱动信号至所述泡沫液流量控制阀。

4.根据权利要求3所述的消防泡沫混合比例控制系统，其特征在于，所述接收单元还用于接收实时的泡沫液流量值；所述预值设定单元还用于预设所需混合比值下混合液流量值与泡沫液流量值之间的第二关系表；

所述比较查询单元判断当前工况所需混合比值不小于预设混合比值，则通过查找预设的第二关系表获得与实时混合液流量相应的泡沫液流量值，并将获得的与实时混合液流量相应的泡沫液流量值与实时泡沫液流量值进行比较；根据该比较结果输出控制所述泡沫液流量控制阀的开度的驱动信号。

5.根据权利要求3所述的消防泡沫混合比例控制系统，其特征在于，还包括第一阀门和第二阀门，其中，第一阀门设置在与所述泡沫液罐的出液口连通的出液管路上，第二阀门设置在所述消防泵的出液口与所述第一阀门的下游侧的出液管路之间的管路上。

6.根据权利要求3所述的消防泡沫混合比例控制系统，其特征在于，还包括第四阀门，所述第四阀门设置在与所述文丘里管的进液口连通的管路上。

7.根据权利要求3所述的消防泡沫混合比例控制系统，其特征在于，还包括手动泡沫液流量阀，所述手动泡沫液流量阀的进液口与泡沫液罐的出液口连通、出液口与所述文丘里管的侧壁上的第二进液口连通。

8.根据权利要求3所述的消防泡沫混合比例控制系统，其特征在于，还包括第三阀门，所述第三阀门设置在所述水罐的出液口与消防泵的进液口之间的管路上。

9.消防车，包括底盘、举升臂架和作业平台，所述作业平台通过举升臂架与底盘连接，其特征在于，还包括如权利要求3至8中任一项所述的消防泡沫混合比例控制系统。

10.根据权利要求9所述的消防车，其特征在于，所述消防泡沫混合比例控制系统的水炮具体为手动水炮和消防水炮，其中，手动水炮设置在所述底盘上，消防水炮设置在所述作业平台上；所述混合液流量计具体设置在接近消防车后桥的位置处。

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