CN108025200A - 压缩空气泡沫流体混合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种用于为消防用灭火装置产生压缩泡沫的混合装置，该混合装置包括泡沫溶液入口，该泡沫溶液入口以可操作方式连接到泡沫溶液混合区域，该泡沫溶液混合区域以可操作方式连接到压缩空气入口，该压缩空气入口以可操作方式连接到压缩空气注入歧管，该压缩空气注入歧管以可操作方式连接到混合室。压缩空气注入歧管具有多个横向侧面，该多个横向侧面具有分布在至少一个横向侧面上的多个孔。洗涤集水管延伸到混合室中，以在混合室内形成环形流动区域。洗涤集水管具有围绕洗涤集水管的外周分布的多个孔。内部集水管位于洗涤集水管内。压缩空气泡沫出口以可操作方式连接到洗涤集水管。

Description

压缩空气泡沫流体混合装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年11月3日提交的发明名称为“压缩空气泡沫流体混合装置(COMPRESSED AIR FOAM FLUID MIXING DEVICE)”的、共同拥有的美国临时专利申请No.62/250204的优先权并且与该临时专利申请相关，该临时专利申请在此通过引用的方式并入。
技术领域
本发明总体涉及在如下系统中使用的混合器：该系统用于供应压缩空气和泡沫，以产生包含充气泡沫的消防射流(fire stream)。
背景技术
压缩空气泡沫(CAF)被用于灭火，且通常由水和泡沫原液(foam concentrate)的组合物组成，该组合物被混合在一起以形成泡沫溶液。压缩空气泡沫然后被添加到该泡沫溶液中，以便输送压缩空气泡沫(CAF)而将其输送到火中。CAF的质量和一致性取决于在通过消防软管或水枪喷嘴输送到火中之前、空气和泡沫溶液混合的彻底性以及在混合装置内形成的CAF气泡的结构。目前用于混合压缩空气和泡沫溶液的方法和装置通常将压缩空气供应到泡沫溶液所流经的管道部件(例如阀体、配件或管)的外周中的单个注入端口。利用这种单点注入，压缩空气不均匀地分布在泡沫溶液内，并且所得到的CAF气泡结构是不一致的。由一系列板、多孔板或圆盘或其它不规则形状组成的静态混合器或洗涤器(scrubbers)通常被放置在空气注入位置的下游，以便中断流动路径并引起湍流以进一步混合所述压缩空气和泡沫溶液。虽然这种流动的中断改善了CAF泡沫的混合和形成，但通过该装置的摩擦损失增大了，这降低了所输送的CAF射流的压力并限制了从消防软管或喷嘴到达火中的范围。另外，当这种排出(discharge)仅用于水而是不用于CAF时，增大的摩擦损失将限制流速以及从消防软管或喷嘴到达的范围。
因此，本发明的一个目的是提供一种改进方案，其克服了现有技术的方法和装置的不足之处，并且对压缩空气泡沫技术的发展有重大贡献。
本发明的另一个目的是提供一种用于为消防用灭火装置产生压缩泡沫的混合装置，该混合装置包括：泡沫溶液入口；泡沫溶液混合区域，其以可操作方式连接到所述泡沫溶液入口；压缩空气入口，其以可操作方式连接到所述泡沫溶液混合区域；压缩空气注入歧管，其以可操作方式连接到所述压缩空气入口，所述压缩空气注入歧管具有多个横向侧面，所述多个横向侧面具有贯穿所述横向侧面中的至少一个横向侧面分布的多个孔；混合室，其以可操作方式连接到所述压缩空气注入歧管；洗涤集水管，其延伸到所述混合室中，以在混合室内形成环形流动区域，所述洗涤集水管具有围绕所述洗涤集水管的外周分布的多个孔；内部集水管，其处于所述洗涤集水管内；以及压缩空气泡沫出口，其以可操作方式连接到所述洗涤集水管。
本发明的又一个目的是提供一种用于为消防用灭火装置产生压缩泡沫的混合装置，该混合装置包括：泡沫溶液入口；泡沫溶液混合区域，其以可操作方式连接到所述泡沫溶液入口；压缩空气入口，其以可操作方式连接到所述泡沫溶液混合区域；混合室，其以可操作方式连接到所述压缩空气入口；洗涤集水管，其延伸到所述混合室中，以在混合室内形成环形流动区域；以及压缩空气泡沫出口，其以可操作方式连接到所述洗涤集水管。
以上概述了本发明的一些相关目的。这些目的应解释为仅是举例说明本发明的一些更突出的特征和应用。通过以不同的方式应用所公开的本发明或在本公开内容的范围内修改本发明，可以获得许多其它有益的结果。因此，除了结合附图由权利要求书限定的本发明的范围之外，通过参考本发明的发明内容和具体实施方式，可以获得本发明的其它目的和更全面的理解。
发明内容
本发明的一个特征是提供一种用于为消防用灭火装置产生压缩泡沫的混合装置，该混合装置包括泡沫溶液入口，该泡沫溶液入口以可操作方式连接到泡沫溶液混合区域，该泡沫溶液混合区域以可操作方式连接到压缩空气入口，该压缩空气入口以可操作方式连接到压缩空气注入歧管，该压缩空气注入歧管以可操作方式连接到混合室。该压缩空气注入歧管具有多个横向侧面，所述多个横向侧面具有贯穿至少一个横向侧面分布的多个孔。洗涤集水管延伸到该混合室中，以在混合室内形成环形流动区域。洗涤集水管具有绕该洗涤集水管的外周分布的多个孔。内部集水管处于洗涤集水管内。压缩空气泡沫出口以可操作方式连接到洗涤集水管。该洗涤集水管还可包括环形空间。该泡沫溶液入口还可包括法兰式入口连接件。该压缩空气泡沫出口还可包括带有开槽端和内螺纹的出口连接件。该混合装置还可包括底部排放端口。该混合装置还可包括测压孔端口(pressure tap port)。该压缩空气注入歧管还可包括连接端口。该混合装置可还包括安装支架。
本发明的另一特征是提供一种用于为消防用灭火装置产生压缩泡沫的混合装置，该混合装置包括泡沫溶液入口，该泡沫溶液入口以可操作方式连接到泡沫溶液混合区域，该泡沫溶液混合区域以可操作方式连接到压缩空气入口，该压缩空气入口以可操作方式连接到混合室。该压缩空气入口可还包括压缩空气注入歧管，该压缩空气注入歧管可具有多个横向侧面，所述多个横向侧面具有贯穿至少一个横向侧面分布的多个孔。洗涤集水管延伸到混合室中，以在混合室内形成环形流动区域。该洗涤集水管可还包括绕洗涤集水管的外周分布的多个孔。压缩空气泡沫出口以可操作方式连接到该洗涤集水管。该洗涤集水管可还包括内部集水管，该内部集水管位于该洗涤集水管内。该洗涤集水管还可包括环形空间。该泡沫溶液入口还可包括法兰式入口连接件。该压缩空气泡沫出口还可包括带有开槽端和内螺纹的出口连接件。该混合装置可还包括底部排放端口。该混合装置可还包括测压孔端口。该压缩空气注入歧管还可包括连接端口。该混合装置还可包括安装支架。
前文已经相当广泛地概述了本发明的更相关和重要的特征，以便可以更好地理解以下对本发明的详细描述，从而可以更充分地理解其对本领域的贡献。下面将描述形成本发明的权利要求的主题的、本发明的附加特征。本领域技术人员应该理解，所公开的概念和具体实施方式可以容易地用作修改或设计用于实现本发明的相同目的的其它结构的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等同构造未脱离如所附权利要求书中阐述的本发明的精神和范围。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的透视图；
图2是本发明的一个实施例的示意图；
图2A是沿线A-A截取的图2的剖视图；并且
图2B是沿线B-B截取的图2的剖视图。
在附图的几个视图中，相同的附图标记指代相同的部件。
具体实施方式
本发明是一种混合装置，其改善了压缩空气在泡沫溶液内的混合，以改善CAF气泡结构，同时减少通过该混合装置的摩擦损失。图1是示出了本发明的混合装置10的一个实施例的透视图。混合装置10的壳体20被示出为具有：法兰式入口连接件110；带有开槽端和内螺纹的出口连接件120；底部排放端口130；测压孔端口140；以及用于压缩空气注入歧管150的连接端口。图1中还示出了安装支架220。
图2是本发明的用于为消防用灭火装置产生压缩泡沫的混合装置10的一个实施例的示意图。后面的细节显示了混合装置10的壳体20。泡沫溶液通过泡沫溶液入口40流入混合装置10而进入泡沫溶液混合区域170。泡沫溶液入口40可还包括法兰式入口连接件110。用于提供压缩空气的软管被连接到压缩空气入口30，压缩空气入口30被连接到压缩空气注入歧管160。压缩空气通过将混合室100的横截面平分(bisects)的压缩空气注入歧管160注入到混合装置10中。该压缩空气注入歧管160可具有多个横向侧面，所述多个横向侧面能够具有贯穿至少一个横向侧面分布的多个孔95。这将压缩空气均匀地分布在整个泡沫溶液流动横截面中。然后泡沫溶液混合物流入混合装置的外壳210和洗涤集水管60之间的外环形空间190中。泡沫溶液混合物通过绕洗涤集水管60的外周分布的一系列孔90进入洗涤集水管60。洗涤集水管60延伸到混合室100中，以在混合室100内形成环形流动区域180。绕洗涤集水管60的外周的孔90的放置方式被布置成使流动模式均匀地分布在洗涤集水管60的内部80中。具体地，如图2所示，孔90的放置在环形空间190的左端之前中止。孔90被设定尺寸以进一步增强空气和泡沫溶液的混合并产生CAF气泡结构，同时在CAF通过压缩空气泡沫出口50离开混合装置10时限制摩擦损失。压缩空气泡沫出口50可还包括带有开槽端和内螺纹的出口连接件120。如图2B所示，该洗涤集水管可还包括位于洗涤集水管60内的内部集水管70。
其它实施例包括将该装置构造成具有不同的端部连接件并具有用于空气注入歧管和集水管的不同构造。该空气注入歧管中的孔的形状和/或尺寸可以变化，使得所注入的空气可以改变以匹配溶液流的速度曲线，该速度曲线识别出流速在横截面的中央较大，而在外侧区域较小。因此，所述孔的形状和/或尺寸可以在中央较大而在端部处较小。对于集水管，当溶液混合物轴向通过环形空间区域时，所述孔的形状和/或尺寸可以变化，从而导致通过每个孔的流速相等。虽然这些实施例可改善该装置的混合和摩擦损失性能，但可以认识到的是它们更难以制造。
实质上，本设计的主要优点是提供了改善的压缩空气和泡沫溶液的混合，其以较少的摩擦损失产生了更好的压缩空气泡沫，从而能够改善压缩空气泡沫向火中的输送。
本公开内容包括所附权利要求书中包含的以及前述描述的内容。尽管已经以具有一定程度特殊性的本发明的优选形式描述了本发明，但应理解，该优选形式的本公开内容仅作为示例被做出，并且，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可采取在结构细节以及部件的组合和布置方面的许多变化。

Claims (20)

1.一种用于为消防用灭火装置产生压缩泡沫的混合装置，所述混合装置包括：
泡沫溶液入口；
泡沫溶液混合区域，所述泡沫溶液混合区域以可操作方式连接到所述泡沫溶液入口；
压缩空气入口，所述压缩空气入口以可操作方式连接到所述泡沫溶液混合区域；
压缩空气注入歧管，所述压缩空气注入歧管以可操作方式连接到所述压缩空气入口，所述压缩空气注入歧管具有多个横向侧面，所述多个横向侧面具有贯穿所述横向侧面中的至少一个横向侧面分布的多个孔；
混合室，所述混合室以可操作方式连接到所述压缩空气注入歧管；
洗涤集水管，所述洗涤集水管延伸到所述混合室中以在所述混合室内形成环形流动区域，所述洗涤集水管具有绕所述洗涤集水管的外周分布的多个孔；
内部集水管，所述内部集水管位于所述洗涤集水管内；以及
压缩空气泡沫出口，所述压缩空气泡沫出口以可操作方式连接到所述洗涤集水管。
2.根据权利要求1所述的混合装置，其中，所述洗涤集水管还包括环形空间。
3.根据权利要求1所述的混合装置，其中，所述泡沫溶液入口还包括法兰式入口连接件。
4.根据权利要求1所述的混合装置，其中，所述压缩空气泡沫出口还包括带有开槽端和内螺纹的出口连接件。
5.根据权利要求1所述的混合装置，还包括底部排放端口。
6.根据权利要求1所述的混合装置，还包括测压孔端口。
7.根据权利要求1所述的混合装置，其中，所述压缩空气注入歧管还包括连接端口。
8.根据权利要求1所述的混合装置，还包括安装支架。
9.一种用于为消防用灭火装置产生压缩泡沫的混合装置，所述混合装置包括：
泡沫溶液入口；
泡沫溶液混合区域，所述泡沫溶液混合区域以可操作方式连接到所述泡沫溶液入口；
压缩空气入口，所述压缩空气入口以可操作方式连接到所述泡沫溶液混合区域；
混合室，所述混合室以可操作方式连接到所述压缩空气入口；
洗涤集水管，所述洗涤集水管延伸到所述混合室中，以在所述混合室内形成环形流动区域；以及
压缩空气泡沫出口，所述压缩空气泡沫出口以可操作方式连接到所述洗涤集水管。
10.根据权利要求9所述的混合装置，还包括压缩空气注入歧管，所述压缩空气注入歧管以可操作方式连接到所述压缩空气入口。
11.根据权利要求10所述的混合装置，其中，所述压缩空气注入歧管还包括多个横向侧面，所述多个横向侧面具有贯穿所述横向侧面中的至少一个横向侧面分布的多个孔。
12.根据权利要求9所述的混合装置，其中，所述洗涤集水管还包括绕所述洗涤集水管的外周分布的多个孔。
13.根据权利要求9所述的混合装置，还包括内部集水管，所述内部集水管位于所述洗涤集水管内。
14.根据权利要求9所述的混合装置，其中，所述洗涤集水管还包括环形空间。
15.根据权利要求9所述的混合装置，其中，所述泡沫溶液入口还包括法兰式入口连接件。
16.根据权利要求9所述的混合装置，其中，所述压缩空气泡沫出口还包括带有开槽端和内螺纹的出口连接件。
17.根据权利要求9所述的混合装置，还包括底部排放端口。
18.根据权利要求9所述的混合装置，还包括测压孔端口。
19.根据权利要求9所述的混合装置，其中，所述压缩空气注入歧管还包括连接端口。
20.根据权利要求9所述的混合装置，还包括安装支架。
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