CN107441657A - 三相射流泡沫产生设备及其三相射流泡沫产生方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三相射流泡沫产生设备三相射流泡沫产生方法，是三相射流泡沫灭火剂发生与三相泡沫喷射灭火装置组合设备及其方法。包括供液部分、供气部分、混合部分和射流部分；供液部分包括电动机、泡沫液罐、搅拌叶桨、泡沫液出口管、阀门、发泡液输送管、螺杆泵和流量计；混合部分包括压力表一、文丘里管、压力表二和混合室；文丘里管前端与发泡液输送管二末端相连，文丘里管上设有进气孔，压力表一和压力表二分别位于文丘里管前后端，混合室前端设有气孔，混合室内部装有喷嘴和发泡网；供气部分包括空压机、三通管和导气管；射流部分包括缩颈段、连接管和喷射管；缩颈段设置在混合室前端，连接管与缩颈段前端相连，喷射管与连接管前端相连。

Description

三相射流泡沫产生设备及其三相射流泡沫产生方法

技术领域

本发明涉及的是一种三相射流泡沫产生设备及其三相射流泡沫产生方法，是一种三相射流泡沫灭火剂发生与三相泡沫喷射灭火装置组合设备及其三相射流泡沫产生方法。

背景技术

近年来，三相泡沫灭火剂已在煤矿防灭火领域广泛应用并取得了不错的效果，如安家岭露天矿、钱营孜矿等。三相泡沫是在两相泡沫的基础上添加了固相粉体而制得的，粉煤灰、黄泥、空心玻璃微珠等均可作为固相粉体。三相泡沫具有两相泡沫的特征，它有着良好的冷却效应、屏蔽效应和窒息效应，不仅能快速冷却可燃物表面温度，还能隔绝外部热源对可燃物的热辐射，防止可燃物与空气接触。此外，三相泡沫由于固相的存在，在泡沫完全失水后其骨架仍旧可以长时间存在而充分发挥防灭火效果。三相泡沫在煤矿领域的成功应用也使人们看到了其在油品火灾领域的广阔应用前景。

低倍两相泡沫常被用于油品火灾的扑救，但是泡沫在灭火过程中，由于火羽流造成的空气扰动，泡沫液膜容易破裂，并且当火场温度较高时，泡沫极易蒸发，无法到达油面，降低了其原有的灭火效果。相比于两相泡沫，三相泡沫由于固相成分的存在，更易接近油面，能更好的发挥灭火效果。

三相泡沫在制备过程中，需使固相粉体粘附于泡沫表面，与两相泡沫的制备相比，会消耗更多的能量，并且现有的两相泡沫发生装置不能充分完成固、液、气三相的混合。煤矿领域的三相泡沫发生装置虽能较好的完成固、液、气三相混合制得三相泡沫，但其初始动能较小，无法形成射流，而油品火灾发生时，火场温度较高，人无法接近，只能从远处喷射泡沫，所以煤矿领域的三相泡沫发生装置不适用于油品火灾的扑救。因此，有必要设计一种三相射流泡沫产生设备。

发明内容

本发明目的是针对上述不足之处，提供一种三相射流泡沫产生设备及其三相射流泡沫产生方法，是一种三相射流泡沫灭火剂发生与三相泡沫喷射灭火组合设备及其三相射流泡沫产生方法。本发明设备结构设计合理，结构紧凑，为装置的大型化和实际应用提供基础。设备可用于现场灭火使用，也可用于实验室进行小型油盘火灭火实验。

本发明三相射流泡沫产生设备是采取以下技术方案实现：

三相射流泡沫产生设备包括供液部分、供气部分、混合部分和射流部分。

供液部分包括电动机、泡沫液罐、搅拌叶桨、泡沫液出口管、阀门、发泡液输送管、螺杆泵和流量计。在泡沫液罐中按比例配置好发泡液，并加入适量的固相粉体，启动电动机，搅拌叶桨在电动机的带动下旋转，将发泡液和固相粉体混合均匀。泡沫液出口管后端装有阀门，螺杆泵用于从泡沫液罐抽吸发泡液，螺杆泵吸入口通过发泡液输送管一与泡沫液出口管后端装有的阀门相连，螺杆泵排出口与发泡液输送管二相连，发泡液输送管二末端装有流量计。打开阀门并启动螺杆泵，发泡液从泡沫液罐被输送至混合部分进行气、液、固混合与发泡。

混合部分包括压力表一、文丘里管、压力表二和混合室。文丘里管前端与发泡液输送管二末端相连，文丘里管上设有进气孔，压力表一和压力表二分别位于文丘里管前后端，用于监测输入压力与输出压力，混合室前端设有气孔，用于供气，混合室内部装有喷嘴和发泡网。

供气部分包括空压机、三通管和导气管。三通管用于分流，将从空压机产生的气分为两个流向，通过导气管分别连接于混合室后端的进气孔。发泡液进入混合部分，经过文丘里管时，通过自吸从进气孔吸入空气进行初次发泡，而后通过喷嘴喷射到混合室内部发泡网上，喷嘴的孔径在2mm到5mm之间，可根据发泡要求进行替换，发泡网目数在70目到1600目之间，根据发泡要求可进行替换。打开空压机进行供气，空气通过进气孔进入混合室，流过发泡网时进行二次发泡。进气量可通过调节空压机或开关进气孔进行调节。泡沫液经过两次发泡后形成稳定、细密的三相泡沫。

射流部分包括缩颈段、连接管和喷射管。缩颈段设置在混合室前端，连接管与缩颈段前端相连，喷射管与连接管前端相连。三相泡沫形成后，通过缩颈段和连接管到达喷射管，在气流的推动和本身动能作用下从喷射管喷出，形成三相射流泡沫。通过控制喷射管方向可对不同目标位置进行喷射。也可将喷射管替换为其他大口径管路，降低三相泡沫喷射速度，从而收集三相泡沫进行检测或研究。

三相射流泡沫产生设备的三相射流泡沫产生方法如下：

三相射流泡沫产生设备工作时，在泡沫液罐中按比例配置好发泡液，并加入适量的固相粉体，启动电动机，搅拌叶桨在电动机的带动下旋转，将发泡液和固相粉体混合均匀，制成三相泡沫发泡液,打开阀门并启动螺杆泵，三相泡沫发泡液从泡沫液罐通过发泡液输送管一流入文丘里管，流量计用于观察发泡液流量。发泡液经过文丘里管时，通过自吸从进气孔吸入空气进行初次发泡。压力表一和压力表二用于监测输入压力与输出压力。打开空压机进行供气，空气通过进气孔进入混合室，经初次发泡后的发泡液通过喷嘴喷射到混合室内部发泡网上，从进气孔进入的空气流过发泡网时进行二次发泡。发泡液经过两次发泡后形成稳定、细密的三相泡沫。三相泡沫形成后，通过缩颈段和连接管到达喷射管，在气流的推动和本身动能作用下从喷射管喷出，形成三相射流泡沫。

所述的三相泡沫发泡液由发泡剂、固相粉体、水配制成，其中原料重量百分配比为发泡液3-6%、固相粉体6%-10%、水为余量，总量为100%。发泡剂为市售合成泡沫液、氟蛋白泡沫液或其他类型泡沫液。固相粉体为粉煤灰、黄泥、空心玻璃微珠中的一种或混合物。固相粉体粒径小于300μm。

本发明的有益效果是：三相射流泡沫产生设备结构设计合理，结构紧凑，为装置的大型化和实际应用提供基础，操作方便，通过调节进气量可改变三相泡沫发泡倍数，通过改变发泡网的目数可调节三相泡沫的尺寸，设备发泡效果好，包含两段发泡过程，产生的三相泡沫稳定性较高，且具备喷射能力强，能从远距离进行灭火。该设备可用于现场灭火使用，也可用于实验室进行小型油盘火灭火实验。

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步说明

图1是三相射流泡沫产生设备结构图。

图中：1、电动机；2、泡沫液罐；3、搅拌叶桨；4、泡沫液出口管；5、阀门；6、发泡液输送管一；7、螺杆泵；8、流量计；9、压力表；10、文丘里管；11、进气孔；12、压力表；13、进气孔；14、混合室；15、缩颈段；16、连接管；17、喷射管；18、空压机；19、三通管；20、导气管；21、喷嘴；22、发泡网，23、发泡液输送管二。

具体实施方式

参照附图1，三相射流泡沫产生设备包括供液部分、供气部分、混合部分和射流部分。

供液部分包括电动机（1）、泡沫液罐（2）、搅拌叶桨（3）、泡沫液出口管（4）、阀门（5）、发泡液输送管（6）、螺杆泵（7）和流量计（8）。在泡沫液罐（2）中按比例配置好发泡液，并加入适量的固相粉体，启动电动机（1），搅拌叶桨（3）在电动机（1）的带动下旋转，将发泡液和固相粉体混合均匀。泡沫液出口管（4）后端装有阀门（5），螺杆泵（7）用于从泡沫液罐（2）抽吸发泡液，螺杆泵（7）吸入口通过发泡液输送管一（6）与泡沫液出口管（4）后端装有的阀门（5）相连，螺杆泵（7）排出口与发泡液输送管二（23）相连，发泡液输送管二（23）末端装有流量计（8）。打开阀门（5）并启动螺杆泵（7），发泡液从泡沫液罐（2）被输送至混合部分进行气、液、固混合与发泡。

混合部分包括压力表一（9）、文丘里管（10）、压力表二（12）和混合室（14）。文丘里管（10）前端与发泡液输送管二（23）末端相连，文丘里管（10）上设有进气孔（11），压力表一（9）和压力表二（12）分别位于文丘里管前后端，用于监测输入压力与输出压力，混合室（14）前端设有气孔（13），用于供气，混合室（14）内部装有喷嘴（21）和发泡网（22）。

供气部分包括空压机（18）、三通管（19）和导气管（20）。三通管（19）用于分流，将从空压机（18）产生的气分为两个流向，通过导气管（20）分别连接于混合室（14）后端的进气孔（13）。发泡液进入混合部分，经过文丘里管（10）时，通过自吸从进气孔（11）吸入空气进行初次发泡，而后通过喷嘴（21）喷射到混合室（14）内部发泡网（22）上，喷嘴（21）的孔径为2mm到5mm，可根据发泡要求进行替换，发泡网（22）目数为70目到1600目，根据发泡要求可进行替换。打开空压机（18）进行供气，空气通过进气孔（13）进入混合室（14），流过发泡网（22）时进行二次发泡。进气量可通过调节空压机（18）或开关进气孔（13）进行调节。泡沫液经过两次发泡后形成稳定、细密 的三相泡沫。

射流部分包括缩颈段（15）、连接管（16）和喷射管（17）。缩颈段（15）设置在混合室（14）前端，连接管（16）与缩颈段（15）前端相连，喷射管（17）与连接管（16）前端相连。三相泡沫形成后，通过缩颈段（15）和连接管（16）到达喷射管（17），在气流的推动和本身动能作用下从喷射管（17）喷出，形成三相射流泡沫。通过控制喷射管（17）方向可对不同目标位置进行喷射。也可将喷射管（17）替换为其他大口径管路，降低三相泡沫喷射速度，从而收集三相泡沫进行检测或研究。

三相射流泡沫产生设备的三相射流泡沫产生方法：

三相射流泡沫产生设备工作时，在泡沫液罐（2）中按比例配置好发泡液，并加入适量的固相粉体，启动电动机（1），搅拌叶桨（3）在电动机（1）的带动下旋转，将发泡液和固相粉体混合均匀，制成三相泡沫发泡液,打开阀门（5）并启动螺杆泵（7），三相泡沫发泡液从泡沫液罐（2）通过发泡液输送管一（6）流入文丘里管（10），流量计（8）用于观察发泡液流量。发泡液经过文丘里管（10）时，通过自吸从进气孔（11）吸入空气进行初次发泡。压力表一（9）和压力表二（12）用于监测输入压力与输出压力。打开空压机（18）进行供气，空气通过进气孔（13）进入混合室（14），经初次发泡后的发泡液通过喷嘴（21）喷射到混合室（14）内部发泡网（22）上，从进气孔（13）进入的空气流过发泡网（22）时进行二次发泡。发泡液经过两次发泡后形成稳定、细密的三相泡沫。三相泡沫形成后，通过缩颈段（15）和连接管（16）到达喷射管（17），在气流的推动和本身动能作用下从喷射管（17）喷出，形成三相射流泡沫。

所述的三相泡沫发泡液由发泡剂、固相粉体、水配制成，其中原料重量百分配比为发泡液3-6%、固相粉体6%-10%、水为余量，总量为100%。发泡剂为市售合成泡沫液、氟蛋白泡沫液或其他类型泡沫液。固相粉体为粉煤灰、黄泥、空心玻璃微珠中的一种或混合物。固相粉体粒径小于300μm。

实施例1:

三相射流泡沫产生设备的三相射流泡沫产生方法:

在泡沫液罐（2）中按3%的比例加入发泡剂合成泡沫液到87%水中，配置好发泡液，并加入固相粉体，固相粉体为粉煤灰，添加量在10%，固相粉体粒径小于300μm。启动电动机（1），搅拌叶桨（3）在电动机（1）的带动下旋转，将发泡液和固相粉体混合均匀，制成三相泡沫发泡液。打开阀门（5）并启动螺杆泵（7），三相泡沫发泡液从泡沫液罐（2）通过发泡液输送管一（6）流入文丘里管（10），流量计（8）用于观察发泡液流量。发泡液经过文丘里管（10）时，通过自吸从进气孔（11）吸入空气进行初次发泡。压力表一（9）和压力表二（12）用于监测输入压力与输出压力。打开空压机（18）进行供气，空压机压力在0.2MPa-1.2MPa左右，根据射流要求进行调节，空气通过进气孔（13）进入混合室（14），经初次发泡后的发泡液通过喷嘴（21）喷射到混合室（14）内部发泡网（22）上，从进气孔（13）进入的空气流过发泡网（22）时进行二次发泡。发泡液经过两次发泡后形成稳定、细密的三相泡沫。三相泡沫形成后，通过缩颈段（15）和连接管（16）到达喷射管（17），在气流的推动和本身动能作用下从喷射管（17）喷出，形成三相射流泡沫。

实施例2:

三相射流泡沫产生设备的三相射流泡沫产生方法:

在泡沫液罐（2）中按6%的比例加入发泡剂氟蛋白泡沫液到88%水中，配置好发泡液，并加入固相粉体，固相粉体为黄泥、空心玻璃微珠，添加量在6%之间，固相粉体粒径小于300μm。启动电动机（1），搅拌叶桨（3）在电动机（1）的带动下旋转，将发泡液和固相粉体混合均匀，制成三相泡沫发泡液。打开阀门（5）并启动螺杆泵（7），发泡液从泡沫液罐（2）通过发泡液输送管一（6）流入文丘里管（10），流量计（8）用于观察发泡液流量。发泡液经过文丘里管（10）时，通过自吸从进气孔（11）吸入空气进行初次发泡。压力表一（9）和压力表二（12）用于监测输入压力与输出压力。打开空压机（18）进行供气，空压机压力在0.2MPa-1.2MPa左右，根据射流要求进行调节，空气通过进气孔（13）进入混合室（14），经初次发泡后的发泡液通过喷嘴（21）喷射到混合室（14）内部发泡网（22）上，从进气孔（13）进入的空气流过发泡网（22）时进行二次发泡。发泡液经过两次发泡后形成稳定、细密的三相泡沫。三相泡沫形成后，通过缩颈段（15）和连接管（16）到达喷射管（17），在气流的推动和本身动能作用下从喷射管（17）喷出，形成三相射流泡沫。

实施例3:

三相射流泡沫产生设备的三相射流泡沫产生方法:

在泡沫液罐（2）中按按5%的比例加入发泡剂氟蛋白泡沫液到87%水中，配置好发泡液，并加入固相粉体，固相粉体为粉煤灰、黄泥、空心玻璃微珠混合物，添加量在8%之间，粉体粒径小于300μm。启动电动机（1），搅拌叶桨（3）在电动机（1）的带动下旋转，将发泡液和固相粉体混合均匀，制成三相泡沫发泡液。打开阀门（5）并启动螺杆泵（7），发泡液从泡沫液罐（2）通过发泡液输送管一（6）流入文丘里管（10），流量计（8）用于观察发泡液流量。发泡液经过文丘里管（10）时，通过自吸从进气孔（11）吸入空气进行初次发泡。压力表一（9）和压力表二（12）用于监测输入压力与输出压力。打开空压机（18）进行供气，空压机压力在0.2MPa-1.2MPa左右，根据射流要求进行调节，空气通过进气孔（13）进入混合室（14），经初次发泡后的发泡液通过喷嘴（21）喷射到混合室（14）内部发泡网（22）上，从进气孔（13）进入的空气流过发泡网（22）时进行二次发泡。发泡液经过两次发泡后形成稳定、细密的三相泡沫。三相泡沫形成后，通过缩颈段（15）和连接管（16）到达喷射管（17），在气流的推动和本身动能作用下从喷射管（17）喷出，形成三相射流泡沫。

Claims (8)

1.一种三相射流泡沫产生设备，其特征在于：包括供液部分、供气部分、混合部分和射流部分；

供液部分包括电动机、泡沫液罐、搅拌叶桨、泡沫液出口管、阀门、发泡液输送管、螺杆泵和流量计；泡沫液出口管后端装有阀门，螺杆泵吸入口通过发泡液输送管一与泡沫液出口管后端装有的阀门相连，螺杆泵排出口与发泡液输送管二相连，发泡液输送管二末端装有流量计；

混合部分包括压力表一、文丘里管、压力表二和混合室；文丘里管前端与发泡液输送管二末端相连，文丘里管上设有进气孔，压力表一和压力表二分别位于文丘里管前后端，用于监测输入压力与输出压力，混合室前端设有气孔，用于供气，混合室内部装有喷嘴和发泡网；

供气部分包括空压机、三通管和导气管；三通管用于分流，将从空压机产生的气分为两个流向，通过导气管分别连接于混合室后端的进气孔；

射流部分包括缩颈段、连接管和喷射管；缩颈段设置在混合室前端，连接管与缩颈段前端相连，喷射管与连接管前端相连。

2.根据权利要求1所述的三相射流泡沫产生设备，其特征在于： 喷嘴的孔径为2mm到5mm。

3.根据权利要求1所述的三相射流泡沫产生设备，其特征在于：发泡网目数为70目到1600目。

4.权利要求1所述的三相射流泡沫产生设备的三相射流泡沫产生方法，其特征在于：

三相射流泡沫产生设备工作时，在泡沫液罐中按比例配置好发泡液，并加入适量的固相粉体，启动电动机，搅拌叶桨在电动机的带动下旋转，将发泡液和固相粉体混合均匀，制成三相泡沫发泡液,打开阀门并启动螺杆泵，三相泡沫发泡液从泡沫液罐通过发泡液输送管一流入文丘里管，流量计用于观察发泡液流量；发泡液经过文丘里管时，通过自吸从进气孔吸入空气进行初次发泡；压力表一和压力表二用于监测输入压力与输出压力；打开空压机进行供气，空气通过进气孔进入混合室，经初次发泡后的发泡液通过喷嘴喷射到混合室内部发泡网上，从进气孔进入的空气流过发泡网时进行二次发泡；发泡液经过两次发泡后形成稳定、细密的三相泡沫；三相泡沫形成后，通过缩颈段和连接管到达喷射管，在气流的推动和本身动能作用下从喷射管喷出，形成三相射流泡沫。

5.根据权利要求4所述的三相射流泡沫产生设备的三相射流泡沫产生方法，其特征在于：所述的三相泡沫发泡液由发泡剂、固相粉体、水配制成，其中原料重量百分配比为发泡液3-6%、固相粉体6%-10%、水为余量，总量为100%。

6.根据权利要求4或5所述的三相射流泡沫产生设备的三相射流泡沫产生方法，其特征在于：发泡剂为合成泡沫液、氟蛋白泡沫液或其他类型泡沫液。

7.根据权利要求4或5所述的三相射流泡沫产生设备的三相射流泡沫产生方法，其特征在于：固相粉体为粉煤灰、黄泥、空心玻璃微珠中的一种或混合物。

8.根据权利要求4或5所述的三相射流泡沫产生设备的三相射流泡沫产生方法，其特征在于：固相粉体粒径小于300μm。