CN102302834A - 自动控制离合式细水雾灭火装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于灭火和救援设备的领域，提出一种自动控制离合式细水雾灭火装置，包括发动机、水泵、压力调节阀、软管卷盘、细水雾喷枪，其特征在于：还包括离合式减速机、自动控制系统、泡沫添加系统，其中，所述发动机通过离合式减速机连接水泵，水泵的出水口配有压力调节阀，软管卷盘与压力调节阀相连，细水雾喷枪与软管卷盘相连，自动控制系统控制发动机和泡沫添加系统，泡沫添加系统与水泵进口相连接。本发明实现了机组自动控制从而实现了装置开机后无人职守，节省了燃油和水的不必要的浪费，有效地提高了设备使用寿命，节省了人力。

Description

自动控制离合式细水雾灭火装置

技术领域

本发明属于灭火和救援设备的领域，尤其是涉及到一种自动控制离合式细水雾灭火装置。

背景技术

随着社会的不断进步，消防问题的严重性已愈来愈被大众所认知。

火灾给人民财产带来的灾害分为两部分：其一，是火灾本身的损失；其二，是灭火过程产生的次生灾害。

火灾发生的本身给人们带来的灾害已经被人们所熟知，灭火过程产生的次生灾害，包括在灭火过程中未被烧毁的物体严重的被水浸渍；周围环境被大量含泡沫的水污染以及消耗了大量的宝贵的水资源、出动了众多消防人员等，正在引起人们的广泛关注。

为此，一种节水，省人，高效的灭火技术的研究势在必行。

发明内容

本发明的发明目的是为了解决现有技术中的不足，设计一种自动控制离合式细水雾灭火装置，解决目前消防领域灭火存在的用水量大，产生次生灾害多，用人多，灭火效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：提出一种自动控制离合式细水雾灭火装置，包括发动机、水泵、压力调节阀、软管卷盘、细水雾喷枪，其特征在于：还包括离合式减速机、自动控制系统、泡沫添加系统，其中，所述发动机通过离合式减速机连接水泵，水泵的出水口配有压力调节阀，软管卷盘与压力调节阀相连，细水雾喷枪与软管卷盘相连，自动控制系统控制发动机和泡沫添加系统，泡沫添加系统与水泵进口相连接。

其中，自动控制系统包括压力传感器、温度传感器、转速传感器、主控制器、油门控制器、显示面板、控制盒；压力传感器采样位置设置在水泵出水口，用于检测水泵压力；温度传感器设置在水泵泵体上，用于检测泵体温度；转速传感器设置在离合式减速机水泵侧的外壳上，用于检测水泵转速；油门控制器设置在控制盒中，负责控制发动机油门的开与关；主控制器安装在控制盒中，按照软件设定的控制逻辑，根据各传感器的信号和发动机油门的状态对整个系统进行控制；显示面板安装在控制盒前面，用于显示水泵压力及系统工作状态。

自动控制系统进一步的方案是：包括压力传感器、温度传感器、转速传感器、主控制器、油门控制器、显示面板、控制盒；还包括油门位置传感器和流量开关；压力传感器采样位置设置在水泵出水口，用于检测水泵压力；温度传感器设置在水泵泵体上，用于检测泵体温度；转速传感器设置在离合式减速机水泵侧的外壳上，用于检测水泵转速；主控制器安装在控制盒中，按照软件设定的控制逻辑，根据各传感器的信号和发动机油门的状态对整个系统进行控制；显示面板安装在控制盒前面，用于显示水泵压力及系统工作状态；油门位置传感器设置在油门控制器上，油门控制器安装在发动机的架子上，用于控制发动机的油门在指定位置；流量开关设置在水泵出水口，用于检测出水口是否喷水。

泡沫添加系统包括泡沫泵，泡沫泵与自动控制系统中的主控制器连接。

离合式减速机的离合器为离心式离合器，由发动机的转速控制。

或者离合式减速机的离合器为电磁离合器，由自动控制系统中的主控制器控制电磁离合器的电磁线圈的通、断来实现离合器的动作。

细水雾喷枪设有直流水雾转换阀，可以喷射细水雾或直流泡沫。

本发明的工作原理是：启动发动机后机组依据喷枪喷射与否，通过自动控制模块，自动控制发动机。

工作时(打开喷枪开关时)自动控制系统控制发动机运行在最佳转速发动机通过离合式减速机全速提供水泵动力，使其发挥最大效率，泵出的水或泡沫混合液，通过调压阀(达到额定工作压力)，再经过胶管卷盘进入喷枪，即可喷出直流泡沫或细水雾；

不实施灭火工作时(喷枪不喷射时)，自动控制系统控制发动机怠速，离合器脱开水泵停止工作；

同时结合我公司先进的细水雾灭火技术实现了装置开机后无人职守，节省了燃油和水的不必要的浪费，有效地提高了设备使用寿命，节省了人力；提高了灭火效率。

主要技术要点是：

1.发动机的工作与怠速，是由喷枪的喷射与否，通过自动控制系统来实现的；

2.离合式减速机的离合器的结合与分离由发动机转速自动控制；或由电磁离合器来控制的；

3.泡沫的添加与否，是由泡沫自动添加模块控制的；

4.细水雾的产生，是由机组结合细水雾专用喷枪产生的；

本发明的有益效果为：

本灭火装置实现了机组自动控制从而实现了装置开机后无人职守，节省了燃油和水的不必要的浪费，有效地提高了设备使用寿命，节省了人力；

喷枪为所特有的细水雾喷枪，其操作灵活方便，经过简单的变化可实现细水雾和直流泡沫喷射的的转换，改变喷嘴的几何尺寸和数量就可以改变喷出的水雾粒径、水雾的喷射距离和喷射的流量。本发明灭火装置中的细水雾喷枪喷出的水雾雾团直径大，可有效的阻隔火场的热辐射。水雾的灭火效率要高出传统的灭火方式，消耗水量远低于传统的灭火方式，因此避免了灭火过程造成的水渍损失，提高了灭火效率；

本发明灭火装置所能产生的水压可在10～50bar范围内根据需要调整，流量可在10-150L/min范围内调整。可扑灭A类、B类和E类火灾。

附图说明

图1是本发明自动控制离合式细水雾灭火装置结构示意图。

图2-1是本发明灭活装置细水雾喷射状态图。

图2-2是图2-1所示旋转水道5的端向图。

图2-3是图2-1中所示雾化喷嘴部位放大图。

图3是本发明灭火装置直流泡沫喷射状态图。

图4是本发明150升机组自动控制系统结构框图。

图5是本发明45升机组自动控制系统结构框图。

图中：

1——发动机           2——离合式减速机    3——水泵

4——自动控制系统     5——压力调节阀      6——软管卷盘

7——细水雾喷枪       8——泡沫添加系统

52——直流/水雾转换阀                      53——水雾喷头

54——定位轴          55——直流稳流腔     56——进气口

57——混流腔          58——直流泡沫喷口   59——旋流水道

60——雾化喷嘴        61——旋流水入口     62——旋流室

63——轴流水入口      64——汇流嘴

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明包括发动机1、离合式减速机2、水泵3、电气控制系统4、压力调节阀5、软管卷盘6、细水雾喷枪7、泡沫添加系统8构成，所述发动机1提供动力经离合式减速机2驱动水泵3，水泵3抽出的水经过压力调节阀5调整，可输出压力为10～45bar，流量10-150L/min的压力水，压力调节阀5与水泵3相连，水泵3通过压力调节阀5和软管卷盘6与细水雾喷枪7的进口相连，经过细水雾喷枪7喷出雾状水。

本发明自动控制离合式细水雾灭火装置中的离合式减速机其离合特性是由发动机1的转速来控制离心式离合器或由电磁离合器来完成的，电磁离合器由自动控制系统中的主控制器控制电磁离合器的电磁线圈的通、断来实现离合器的动作。

本发明的实施例应用分为45升机组和150升机组，在45升机组和150升机组中，自动控制系统的结构有所区别。

如图5所示，45升机组自动控制系统及泡沫添加系统构成：

1.压力传感器

2.温度传感器

3.转速传感器

4.主控制器

5.油门控制器

6.显示面板

7.泡沫泵(泡沫添加系统)

其中压力传感器采样位置设置在水泵3出水口，用于检测水泵3压力；温度传感器设置在水泵3泵体上，用于检测泵体温度；转速传感器设置在离合式减速机2水泵3侧的外壳上，用于检测水泵3转速；油门控制器设置在控制盒中，负责控制发动机1油门的开与关；主控制器安装在控制盒中，按照软件设定的控制逻辑，根据各传感器的信号和发动机1油门的开关设定状态对整个系统进行控制；显示面板安装在控制盒前面，用于显示水泵3压力及系统工作状态。

45升机组控制原理：

在45升机组工作前准备：

1.由温度传感器监测水泵3温度，当水泵3温度接近零度时，主控制器发出声、光报警信号，提醒操作者注意，经操作者确认水泵3内部没有结冰后解除报警，机器进入准备启动状态。

2.由压力传感器监测系统压力，当系统压力低于设定工作压力时，主控制器发出控制信号，控制油门控制器将发动机1的油门开至最大，当压力高于设定值时，主控制器发出控制信号，控制油门控制器将发动机1的油门开至怠速位置，做好发动机1启动的准备。

在45升机组工作中：

主控制器通过压力传感器检测系统工作压力，经滤波处理后的压力值用2位LED数码管显示。当操作者喷水时，主控制器一方面对油门控制器进行控制，使油门开至最大。另一方面根据泡沫配比设定值针对单、双枪喷水流量的不同控制泡沫泵，提供相应的泡沫量。当操作者停止喷水后，主控制器发出控制信号，通过油门控制器将发动机1的油门转怠速位置。使发动机1工作在怠速状态，同时停止泡沫泵工作。

如图4所示，150升机组自动控制系统及泡沫添加系统的构成包括：

1.压力传感器

2.温度传感器

3.转速传感器

4.油门位置传感器

5.流量开关

6.主控制器

7.油门控制器

8.显示面板

9.泡沫泵(泡沫添加系统)

其中，压力传感器采样位置设置在水泵3出水口，用于检测水泵3压力；温度传感器设置在水泵3泵体上，用于检测泵体温度；转速传感器设置在离合式减速机2水泵3侧的外壳上，用于检测水泵3转速；主控制器安装在控制盒中，按照软件设定的控制逻辑，根据各传感器的信号和发动机油门的开关设定状态对整个系统进行控制；显示面板安装在控制盒前面，用于显示水泵3压力及系统工作状态；油门位置传感器设置在油门控制器上，油门控制器安装在发动机1的架子上，用于控制发动机1的油门在指定位置；流量开关设置在水泵3出水口，用于检测出水口是否喷水。

150升机组控制原理：

在150升机组工作前准备：

1.由温度传感器监测水泵3温度，当水泵3温度接近零度时，主控制器发出声、光报警信号，提醒操作者注意，经操作者确认水泵3内部没有结冰后解除报警，机器进入准备启动状态。

2.由压力传感器监测系统压力，当系统压力低于设定工作压力时，主控制器发出控制信号，控制油门控制器将发动机1的油门开至最大，当压力高于设定值时，主控制器发出控制信号，控制油门控制器将发动机1的油门开至怠速位置，做好发动机1启动的准备。

在150升机组工作中：

主控制器通过压力传感器检测系统工作压力，经滤波处理后的压力值用2位LED数码管显示。当操作者喷水时，主控制器一方面综合压力传感器和流量开关信号对油门控制器进行控制，调节发动机1的油门使机器工作在最佳转速。另一方面根据泡沫配比设定值和单、双枪喷水流量的不同控制泡沫泵，提供相应的泡沫量。当操作者停止喷水后，主控制器发出控制信号，通过油门控制器将发动机油门转怠速位置。使发动机1工作在怠速状态，同时停止泡沫泵工作。

本发明自动控制离合式细水雾灭火装置中的喷枪7为一细水雾喷枪，其结构如图2-1所示，包括喷枪手柄51、直流/水雾转换阀52、水雾喷头53、定位轴54、直流稳流腔55、进气口56、混流腔57和直流泡沫喷口58；所述水雾喷头53由所述的旋流水道59、雾化喷嘴60、旋流水入口61、旋流室62、轴流水入口63和汇流嘴64组成，所述雾化喷嘴60的数量至少为1个；经过直流/水雾转换阀52的位置变换实现细水雾或直流泡沫的喷射。细水雾喷枪处于喷射细水雾时的状态如图2-1所示，压力水经压力水入口进入喷枪手柄51，转换直流/水雾转换阀52至水雾位置，压力水经过混流腔57一路水进入旋流水道59，直流水在旋流水道的作用下绕水雾喷头53内壁旋转，并切向进入雾化喷嘴60的旋流水入口61，在旋流室62内产生旋流。另一路水在旋转水道59中部分出，进入轴流水入口63，图2-2示出了该旋转水道59的端向结构，两路水流在汇流嘴64的前端撞击，喷出后产生细水雾。改变旋流室62、汇流嘴64、轴流水入口63的直径就可以得到不同粒径的水雾雾滴，改变水雾喷头53的直径，增加或减少雾化喷嘴60的数量，即可改变喷枪的流量。

如图3所示，发明自动控制离合式细水雾灭火装置中的细水雾喷枪处于喷射直流泡沫的工作状态是：带有3％的泡沫液的压力水经压力水入口进入喷枪手柄51，转换直流/水雾转换阀52至直流喷射位置、旋松水雾喷头53，以定位轴54为中心向下翻转水雾喷头，此时进气口56暴露与大气连同，压力水通过直流稳流腔喷出与空气交换，然后进入混流腔空气与水均匀混合，通过直流泡沫喷口58喷出泡沫。

各部分的功能如下：喷枪手柄51是压力水进入喷枪的开关，操作者搬动开关就可以选择喷射或是不喷射；直流/水雾转换阀52是选择喷水雾喷射还是喷直流喷射的阀门，应用时针对不同的火灾类型选择不同的喷射方式灭火。喷射细水雾时，水雾喷头53是产生水雾的部件，它由旋流水道59、雾化喷嘴60、旋流水入口61、旋流室62、轴流水入口63、汇流嘴64六部分组成，当压力水进入水雾喷头时首先通过旋流水道59，旋流水道59的作用是将沿轴向流动的水转变成绕水雾喷头内壁的旋转运动。雾化喷嘴60均布于水雾喷头53的圆周处并在圆周外侧开旋转水流入口，高速旋转的水流进入雾化喷嘴60分为两条路径；一条是经过旋流水入口61切向进入旋流室62，旋转的水流在离心力的作用下涌向汇流嘴；另一路水流在旋流水道59入口处分出，通过轴流水入口63直接进入旋流室62，两股水流在旋流室62内撞击后涌出汇流嘴64，离心力和撞击的作用使水分散成极细的微滴形成细水雾均匀地喷出；喷射直流泡沫时，带有1％～3％的泡沫液的压力水进入喷枪手柄51，转换直流/水雾转换阀52至直流喷射位置、旋松水雾喷头53，以定位轴54为中心向下翻转水雾喷头，此时，进气口56暴露与大气连同，压力水通过直流稳流腔55喷出生成雾状喷出，高速运动的雾状水流产生负压从进气口56吸入空气与水雾混合进入混流腔57，在混流腔57内空气被压缩并与水均质，通过直流泡沫喷口58喷出的两相流中，被压缩的空气泡爆破，与水中的泡沫成分共同作用喷出发泡的水，即直流泡沫。

本发明自动控制离合式细水雾灭火装置中的细水雾喷枪的特点是：将直流水经旋流水道59转变成高速旋流，经过雾化喷嘴60侧壁上的旋流水入口61进入雾化喷嘴60的旋流室62，旋转流动的水流与经轴流水入口63的水流在旋流室62内撞击产生细水雾。在压力不变的条件下，改变旋流室62、汇流嘴64、轴流水入口63的直径就可以得到400m以下粒径的水雾雾滴，改变雾化喷嘴60和旋流水入口61的直径，增加或减少雾化喷嘴60的数量(至少1个喷嘴)即可改变喷枪的整体流量。在一只细水雾喷枪上经过直流/水雾转换阀52的位置变换即可实现细水雾和直流泡沫的两个功能的喷射。

本发明实现了机组自动控制从而实现了装置开机后无人职守，节省了燃油和水的不必要的浪费，有效地提高了设备使用寿命，节省了人力；

喷枪为所特有的细水雾喷枪，其操作灵活方便，经过简单的变化可实现细水雾和直流泡沫喷射的的转换，改变喷嘴的几何尺寸和数量就可以改变喷出的水雾粒径、水雾的喷射距离和喷射的流量。本发明灭火装置中的细水雾喷枪喷出的水雾雾团直径大，可有效的阻隔火场的热辐射。水雾的灭火效率要高出传统的灭火方式，消耗水量远低于传统的灭火方式，因此避免了灭火过程造成的水渍损失，提高了灭火效率；

本发明灭火装置所能产生的水压可在10～50bar范围内根据需要调整，流量可在10-150L/min范围内调整。可扑灭A类、B类和E类火灾。

Claims (7)

1.一种自动控制离合式细水雾灭火装置，包括发动机、水泵、压力调节阀、软管卷盘、细水雾喷枪，其特征在于：还包括离合式减速机、自动控制系统、泡沫添加系统，所述发动机通过离合式减速机连接水泵，水泵的出水口配有压力调节阀，软管卷盘与压力调节阀相连，细水雾喷枪与软管卷盘相连，自动控制系统控制发动机和泡沫添加系统，泡沫添加系统与水泵进口相连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动控制离合式细水雾灭火装置，其特征在于：所述自动控制系统包括压力传感器、温度传感器、转速传感器、主控制器、油门控制器、显示面板、控制盒；压力传感器采样位置设置在水泵出水口，用于检测水泵压力；温度传感器设置在水泵泵体上，用于检测泵体温度；转速传感器设置在离合式减速机水泵侧的外壳上，用于检测水泵转速；油门控制器设置在控制盒中，负责控制发动机油门的开与关；主控制器安装在控制盒中，按照软件设定的控制逻辑，根据各传感器的信号和发动机油门的开关设定状态对整个系统进行控制；显示面板安装在控制盒前面，用于显示水泵压力及系统工作状态。

3.根据权利要求1所述的一种自动控制离合式细水雾灭火装置，其特征在于：所述自动控制系统包括压力传感器、温度传感器、转速传感器、主控制器、油门控制器、显示面板、控制盒、油门位置传感器、流量开关；压力传感器采样位置设置在水泵出水口，用于检测水泵压力；温度传感器设置在水泵泵体上，用于检测泵体温度；转速传感器设置在离合式减速机水泵侧的外壳上，用于检测水泵转速；主控制器安装在控制盒中，按照软件设定的控制逻辑，根据各传感器的信号和发动机油门的开关设定状态对整个系统进行控制；显示面板安装在控制盒前面，用于显示水泵压力及系统工作状态；油门位置传感器设置在油门控制器上，油门控制器安装在发动机的架子上，用于控制发动机的油门在指定位置；流量开关设置在水泵出水口，用于检测出水口是否喷水。

4.根据权利要求1所述的一种自动控制离合式细水雾灭火装置，其特征在于：所述泡沫添加系统包括泡沫泵，泡沫泵与自动控制系统连接。

5.根据权利要求1所述的一种自动控制离合式细水雾灭火装置，其特征在于：所述细水雾喷枪设有直流水雾转换阀，可以喷射细水雾或直流泡沫。

6.根据权利要求1-5所述的任一种自动控制离合式细水雾灭火装置，其特征在于：所述离合式减速机的离合器为离心式离合器，由所述发动机的转速控制。

7.根据权利要求1-5所述的任一种自动控制离合式细水雾灭火装置，其特征在于：所述离合式减速机的离合器为电磁离合器，由自动控制系统控制电磁离合器的电磁线圈的通、断来实现离合器的动作。

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