CN107158610A - 压缩空气泡沫比例混合控制系统 - Google Patents

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何勇
安警彦
顾嘉涛
马晓建
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Abstract

本发明涉及一种压缩空气泡沫比例混合控制系统，其特征在于，包括空气压缩机、泡沫原液箱及水箱，其中：空气压缩机经由调节阀一及气体流量计与气‑液混合器的气体输入端相连通，气‑液混合器的液体输入端经由液体流量计三与液‑液混合器的输出端相连通，气‑液混合器的输出端接喷头；泡沫原液箱经由泡沫泵及液体流量计一与液‑液混合器的一个输入端相连通；水箱经由水泵、调节阀二及液体流量计二与液‑液混合器的另一个输入端相连通。本发明提供的系统能够控制用于灭火介质的压缩空气、泡沫液及水的比例，从而为不同火灾类型提供不同比例的灭火介质。

Description

压缩空气泡沫比例混合控制系统
技术领域
本发明涉及消防车泡沫混合控制技术领域，特别涉及一种压缩空气泡沫比例混合控制系统。
背景技术
基于压缩空气泡沫比例混合系统的消防类灭火作业，针对不同火灾类型及同一火灾类型的不同时间段，为了达到最佳灭火效果所需的混合灭火介质压缩空气、泡沫液及水的比例是不一样的，同一比例的混合介质因发泡效果不一样导致的灭火效果也不一样。同时，现存的系统存在气压过高使得液体倒流的情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够控制用于灭火介质的压缩空气、泡沫液及水的比例的系统。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种压缩空气泡沫比例混合控制系统，其特征在于，包括空气压缩机、泡沫原液箱及水箱，其中：
空气压缩机经由调节阀一及气体流量计与气-液混合器的气体输入端相连通，气-液混合器的液体输入端经由液体流量计三与液-液混合器的输出端相连通，气-液混合器的输出端接喷头；
泡沫原液箱经由泡沫泵及液体流量计一与液-液混合器的一个输入端相连通；
水箱经由水泵、调节阀二及液体流量计二与液-液混合器的另一个输入端相连通。
优选地，在所述空气压缩机与所述调节阀一之间设有截止阀一；在所述泡沫原液箱与所述泡沫泵之间的管路上设有截止阀二。
优选地，在所述调节阀与所述空气压缩机之间的管路上设有气压传感器。
优选地，在所述调节阀一与所述气-液混合器之间的管路上设有用于防止混合液倒流入气体流量计的单向阀一；在所述液体流量计一与所述液-液混合器之间的管路上设有用于防止泡沫液倒流入液体流量计一的单向阀二；在所述液体流量计二与所述液-液混合器之间的管路上设有用于防止泡沫液倒流入液体流量计二的单向阀三。
优选地，在所述水泵与所述液-液混合器之间的管路上设有压力传感器。
本发明提供的系统能够控制用于灭火介质的压缩空气、泡沫液及水的比例，从而为不同火灾类型提供不同比例的灭火介质。
附图说明
图1是本发明的压缩空气泡沫比例混合系统总示意图；
图2是本发明的压缩空气比例混合控制图；
图3是本发明的泡沫比例混合控制图；
图4是本发明的泡沫流量计算流程图；
图5是本发明的泡沫系统控制简图；
图6是本发明的泡沫控制单片机与压缩空气控制单片机之间的通信图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本发明提供的一种压缩空气泡沫比例混合控制系统包括：空气压缩机1，空气压缩机1是输送气体介质并提高气压力能的机械，主要分为活塞式和离心式。这里选用活塞式压缩机，具有能耗低、适应性好、灵活性好的特点。截止阀一2，起到控制气体的流通和截止的作用。气压传感器3，用于检测气压。调节阀一4，用于调节气路流量的大小，这里选用的是比例流量阀。气体流量计5，用于检测压缩气体流量，这里选用的是浮子式气体流量计。该流量计适用于低压、常温、不带颗粒的透明液体和气体。单向阀一6，用于防止混合液倒流入气体流量计5。气-液混合器7，该混合器是泡沫液和压缩空气按比例混合生产泡沫的装置。液体流量计三8，用于检测泡沫液流量，这里选用涡轮流量计。液-液混合器9，该混合器是泡沫原液和水按比例混合的装置。单向阀三10，用于防止泡沫液倒流入液体流量计二11。液体流量计二11，用于检测水的流量。调节阀二12，用于调节水流量的大小，这里选用的是比例流量阀。压力传感器13，用于检测水的压力。水泵14，给水提供动力。水箱15，用于提供水资源。泡沫原液箱16，用于承载泡沫原液。截止阀二17，用于控制泡沫原液的流通和截止的作用。泡沫泵18，用于给泡沫原液提供动力。液体流量计一19，用于检测泡沫原液的流量，这里选用涡轮流量计。单向阀二20，用于防止泡沫液倒流入液体流量计一19。
本发明的工作原理是：水箱15中的水通过水泵14输送到管道中，液体流量计二11负责检测实时的水流量，调节阀二12则负责根据火灾需要调节水流量的大小。当液体流量计二11检测到流量信号后，便反馈给泡沫控制单片机，然后泡沫控制单片机根据事先设定的比例计算出所需泡沫原液流量，然后去控制泡沫泵18输出所需泡沫液的量。在液-液混合器9与气-液混合器7之间装有液体流量计三8，液体流量计三8检测到的信号反馈给压缩空气控制单片机，然后压缩空气控制单片机根据设定的比例计算出所需的空气流量，根据此值去控制调节阀一4的开度，以实现压缩空气按比例的添加。气压传感器3检测到的值将会与压力传感器13检测到的值进行比较，当气压传感器3检测到的值过大时，压缩空气控制单片机将会控制连接在储气罐上的放空电磁阀进行放气，以调解气压与水压的平衡。其中泡沫控制单片机与压缩空气控制单片机之间是串口通信。
如图2所示，该图是本发明的压缩空气比例混合控制图。其工作原理是：首先通过操作系统给压缩空气控制单片机设定一个气路气压最大值(安全气压)x，从气压传感器3反馈给压缩空气控制单片机的气压值与x进行比较，当大于x时，使得放空电磁阀得电，从而排除储气罐内的气体，使气压下降。当小于或等于x时，放空电磁阀失电，不再排除储气罐内的气体。该闭环系统实现了气路的安全性，防止出现气压过高使得设备损坏。在压缩空气控制单片机内，气压传感器3反馈给压缩空气控制单片机的气压值还要跟压力传感器13反馈给泡沫控制单片机的水压值进行比较，当气压值大于水压值时，会出现水流回流的现象，这是不允许发生的，所以此时需要使得放空电磁阀得电，对气路进行泄压。当气压值小于或等于水压值时，属于正常工作情况，放空电磁阀失电。同时，还需要对泡沫混合液和压缩气体的混合比进行控制，这需要压缩空气控制单片机对泡沫混合液和气体流量计5反馈的值进行比较，操作系统对单片机设定一个所需的混合比y，当泡沫混合液的流量与气体的流量的混合比大于y时，压缩空气控制单片机控制调节阀一4，使得气体流量增大，从而使混合比与y相等。当泡沫混合液的流量与气体的流量的混合比小于y时，压缩空气控制单片机控制调节阀一4，使得气体流量减小，进而使混合比与y相等。
如图3所示，该图是本发明的泡沫比例混合控制图。为实现泡沫原液精确、连续、比例可调的添加，设计了如图所示的泡沫比例混合系统。该系统的主要工作原理是：首先工作人员通过操作系统输入需要的泡沫原液添加比例，而液体流量计二11会实时检测水的流量，并把水流量信号反馈到泡沫控制单片机，然后泡沫控制单片机根据工作人员键入的设定比例，计算出所需要的泡沫原液的量，接着泡沫控制单片机就会发出信号给泡沫泵18，实现一定量泡沫液的添加。最后液体流量计一19再检测泡沫原液流出量，把信号反馈给泡沫控制单片机，将此流量与泡沫控制单片机计算的流量进行比较，看是否在误差允许的流量范围内，不在的话则再次调整泡沫泵18，直到泡沫流量符合要求。
如图4所示，该图是本发明的泡沫流量计算流程图。其大概流程是，当泡沫控制单片机接收到液体流量计二11反馈回来的水流量信号时，泡沫控制单片机会根据操作人员事先设定的混合比例来计算出所需要的泡沫原液的流量，然后单片机根据液体流量计一19算出驱动泡沫泵18的电动机的转速，发出信号控制电动机。
如图5所示，该图是本发明的泡沫系统控制简图。
如图6所示，该图是本发明的泡沫控制单片机与压缩空气控制单片机之间的通信图。

Claims (5)

1.一种压缩空气泡沫比例混合控制系统，其特征在于，包括空气压缩机(1)、泡沫原液箱(16)及水箱(15)，其中：
空气压缩机(1)经由调节阀一(4)及气体流量计(5)与气-液混合器(7)的气体输入端相连通，气-液混合器(7)的液体输入端经由液体流量计三(8)与液-液混合器(9)的输出端相连通，气-液混合器(7)的输出端接喷头；
泡沫原液箱(16)经由泡沫泵(18)及液体流量计一(19)与液-液混合器(9)的一个输入端相连通；
水箱(15)经由水泵(14)、调节阀二(12)及液体流量计二(11)与液-液混合器(9)的另一个输入端相连通。
2.如权利要求1所述的一种压缩空气泡沫比例混合控制系统，其特征在于，在所述空气压缩机(1)与所述调节阀一(4)之间设有截止阀一(2)；在所述泡沫原液箱(16)与所述泡沫泵(18)之间的管路上设有截止阀二(17)。
3.如权利要求1所述的一种压缩空气泡沫比例混合控制系统，其特征在于，在所述调节阀(4)与所述空气压缩机(1)之间的管路上设有气压传感器(3)。
4.如权利要求1所述的一种压缩空气泡沫比例混合控制系统，其特征在于，在所述调节阀一(4)与所述气-液混合器(7)之间的管路上设有用于防止混合液倒流入气体流量计(5)的单向阀一(6)；在所述液体流量计一(19)与所述液-液混合器(9)之间的管路上设有用于防止泡沫液倒流入液体流量计一(19)的单向阀二(20)；在所述液体流量计二(11)与所述液-液混合器(9)之间的管路上设有用于防止泡沫液倒流入液体流量计二(11)的单向阀三(10)。
5.如权利要求1所述的一种压缩空气泡沫比例混合控制系统，其特征在于，在所述水泵(14)与所述液-液混合器(9)之间的管路上设有压力传感器(13)。
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