CN108525165A - 一种利用化学反应的泡沫产生装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了泡沫产生装置，所述泡沫产生装置包括：用于由气体源在外力作用下产生气体的产气装置；用于提供发泡物质的发泡物质供给装置；和气液混合装置，气液混合装置具有用于使气体和发泡物质混合的混合腔，混合腔的壁面上设有气体进口、发泡物质进口和泡沫出口。所述泡沫产生装置具有结构简单、制造成本低、占用空间小、便于现场布置等优点，不仅能够应用于一般规模的火灾扑救，如建筑物火灾、地面小范围流淌火等，且可以应用于大型储罐火灾或大规模的地面流淌火灾的扑救。通过选用能够合适的气体源，使得能够产生氮气等惰性气体参与泡沫发泡，这些惰性气体在泡沫破裂后被释放出，在燃烧物质表面起到抑制燃烧的作用，有助于加速火灾的扑灭。

Description

一种利用化学反应的泡沫产生装置

技术领域

本发明涉及泡沫产生装置。

背景技术

现有的压缩气体泡沫灭火主要采用高压气体与泡沫混合液混合产生泡沫的方式进行灭火。具体的泡沫灭火方式主要有稳压式压缩气体泡沫灭火及储气式泡沫灭火两种方式。其中，压缩气体泡沫灭火通常采用气体压缩机、高压气体管网或压缩气体钢瓶的方式进行供气，而气体压缩机及压缩气体钢瓶供气量有限，无法满足大流量、高压力、长时间供气的要求，而绝大多数场所没有高压气体管网。而若需实现大流量、高压力、长时间供气，则需设置多台压缩机或压缩气体钢瓶(如以一台流量150L/S的泡沫消防车为例，气体的供给流量至少是1050L/s，其供气需要由多台大型空压机供给)，其占用空间大，在油库罐区、装置区往往不具备布置的空间，不利于现场布置。

另一种储气式泡沫灭火通常在灭火剂容器内存储压缩气体，在大流量喷射时，压缩气体将大量消耗，此时为保证灭火剂的高压喷射，则需及时向灭火剂容器内补充压缩气体，而在大流量喷射状态下，仅靠空压机及压缩气体钢瓶根本无法保证压缩气体的足量补充，导致无法有效实现高压喷射要求，随着喷射持续进行，容器内的压力显著降低，泡沫性能逐步变差，影响灭火效果。当进行重大火灾灭火时，则需要生产大流量高倍泡沫灭火，此时泡沫混合液流量提高，压缩气体的供气量也需随之增大，而现有的气体供给方式无法实现大流量高压压缩气体的供应，当前压缩气体泡沫消防车的最大泡沫混合液流量仅15～20L/s，目前主要应用于一般规模的火灾扑救，如建筑物火灾、地面小范围流淌火等，其无法在大型储罐火灾或大规模的地面流淌火灾中的应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有高压气体供给技术存在的缺陷，提供一种新的产生泡沫的系统，该泡沫产生装置能够通过较小的设备而获得较大量的泡沫，而且将该方法用于灭火消防时，具有较高的灭火效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种泡沫产生装置，所述泡沫产生装置包括：用于由产气物质在外力作用下产生气体的产气装置，所述产气装置具有气体出口；用于提供发泡物质的发泡物质供给装置，所述发泡物质供给装置具有发泡物质出口；和气液混合装置，所述气液混合装置具有用于使所述气体和所述发泡物质混合的混合腔，所述混合腔的壁面上设有用于输入气体的气体进口、用于输入发泡物质的发泡物质进口和用于输出泡沫的泡沫出口，其中所述气体进口与所述气体出口连通，所述发泡物质进口与所述发泡物质出口连通。

优选地，所述发泡物质供给装置包括：泡沫原液罐，所述泡沫原液罐具有泡沫原液出口；供水装置，所述供水装置的出水口；和原液混合装置，所述原液混合装置具有泡沫原液进口、进水口和所述发泡物质出口，其中所述泡沫原液进口与所述泡沫原液出口连通，所述进水口与所述出水口连通。

优选地，所述泡沫产生装置进一步包括：第一管路和第二管路，所述第一管路的第一端与所述泡沫原液出口相连，所述第一管路的第二端与所述泡沫原液进口相连，所述第二管路的第一端与所述出水口相连，所述第二管路的第二端与所述进水口相连；第三管路和第四管路，所述第三管路的第一端与所述发泡物质出口相连，所述第三管路的第二端与所述发泡物质进口相连，所述第四管路的第一端与所述气体出口相连，所述第四管路的第二端与所述气体进口相连；第一流量调节器和第二流量调节器，所述第一流量调节器设在所述第一管路上，所述第二流量调节器设在所述第二管路上；第三流量调节器和第四流量调节器，所述第三流量调节器设在所述第三管路上，所述第四流量调节器设在所述第四管路上；以及控制器，所述控制器与所述第一流量调节器相连以便控制所述第一管路内的泡沫原液的流量，所述控制器与所述第二流量调节器相连以便控制所述第二管路内的水的流量，所述控制器与所述第三流量调节器相连以便控制所述第三管路内的发泡物质的流量，所述控制器与所述第四流量调节器相连以便控制所述第四管路内的气体的流量。

优选地，所述第一流量调节器至所述第四流量调节器中的每一个包括流量计和流量控制阀，所述流量计和所述流量控制阀中的每一个设在所述第一管路至所述第四管路中的相应的一个上，所述控制器与所述流量计和所述流量控制阀中的每一个相连以便根据所述流量计的检测值控制所述流量控制阀的开度。

优选地，所述泡沫产生装置进一步包括泡沫输出装置，所述泡沫输出装置具有泡沫进口和泡沫喷射口，所述泡沫进口与所述泡沫出口连通，所述泡沫进口与所述泡沫喷射口连通。

优选地，所述泡沫输出装置包括具有伸缩臂的举高喷射消防车和柔性的泡沫输送管，所述泡沫输送管的第一端口为所述泡沫进口，所述泡沫输送管的第二端口为泡沫喷射口，所述泡沫输送管的邻近所述第二端口的部分设在所述伸缩臂上；或者所述泡沫输出装置包括消防机器人和柔性的泡沫输送管，所述消防机器人具有所述泡沫进口和所述泡沫喷射口，所述泡沫输送管的第一端与所述泡沫出口相连，所述泡沫输送管的第二端与所述泡沫进口相连；或者所述泡沫输出装置包括泡沫输送管和环形的泡沫喷射管，所述泡沫喷射管适于绕用于储存可燃物质的储罐设置，所述泡沫喷射管上设有沿所述泡沫喷射管的周向间隔开的多个所述泡沫喷射口，所述泡沫输送管的第一端与所述泡沫出口相连，所述泡沫输送管的第二端与所述泡沫喷射管相连。

优选地，所述泡沫产生装置进一步包括储气罐，所述储气罐具有进口和出口，所述储气罐的进口与所述气体出口连通，所述储气罐的出口与所述气体进口连通。

优选地，所述发泡物质进口设在所述混合腔的第一端，所述泡沫出口设在所述混合腔的第二端，其中所述气体进口为多个，多个所述气体进口环绕所述发泡物质进口设置，每个所述气体进口与所述气体出口连通，每个所述气体进口与所述发泡物质进口成角度设置。

优选地，所述混合腔的直径D1与所述发泡物质进口的直径D2之间的关系为：D1＝(1.1-4)D2优选D1＝(1.4-2)D2；所述发泡物质进口的直径D2与所述气体进口的直径D3之间的关系为：D2＝(2-6)D3；所述混合腔的直径D1与所述泡沫出口的直径D4之间的关系为：D1＝(0.8-2)D4优选D1＝(0.8-1.2)D4。通过控制各开口的直径符合上述关系，无需额外的控制装置即可实现前述流量关系，从而能够使得发泡更充分，从而获得的泡沫质量更高。

优选地，所述混合腔内设置有扰流器，所述扰流器形成为锥形结构、半球形结构、或平台结构，所述锥形结构的锥形顶、所述半球形结构的球形顶或所述平台结构的平台顶面朝向所述发泡物质进口，其中所述扰流器的横截面为圆形结构，所述扰流器的直径D7与所述发泡物质进口的直径D2之间的关系为：D7＝(1-4)D2优选D7＝(1-1.6)D2；和/或，所述扰流器的顶端与所述气体进口之间的距离L为0-100mm。在该优选方式下，混合物料能够形成湍流，从而使气液混合更充分，获得质量更高的泡沫。

所述产气装置为一个或多个，优选所述产气装置由产气物质在外力作用下通过化学反应产生气体，进一步优选所述产气装置各自独立的为叠氮化钠分解反应制气装置或硝酸铵分解反应制气装置。

根据本发明实施例的泡沫产生装置的产气装置内可以放置产气物质，该产气物质可以在外力作用下通过化学反应产生气体，其中由该产气物质产生的气体的体积与该产气物质的体积的比值不低于40。该外力作用可以是各种无需特别工序或复杂装置才能实现的方式，包括但不限于碰撞力作用、加热、压力差、化学反应和点燃中的至少一种。

由于该产气物质产生的气体体积与该产气物质的体积比值较高，从而可以大大降低储存该产气物质的容器的体积，即可以大大地减小产气装置的体积，小体积的产气装置即可代替庞大的空气压缩机或空气压缩机组。

本发明提供的泡沫产生装置避开了大型空压机组供气的技术路线，也避开了液氮等液化介质通过大型气化装置进行换热气化生产大量压缩气体的路线，而是利用产气装置实现由该产气物质产生气体，并利用气液混合装置实现该气体与发泡物质供给装置提供的发泡物质混合，以便大量地、持续地产生能够满足灭火需求的泡沫。

根据本发明实施例的泡沫产生装置无需设置多台空压机、多个压缩气体钢瓶，就可以实现大量地、持续地产生能够满足灭火需求的泡沫。因此，根据本发明实施例的泡沫产生装置具有结构简单、制造成本低、占用空间小、便于现场布置等优点，不仅能够应用于一般规模的火灾扑救，如建筑物火灾、地面小范围流淌火等，而且可以应用于大型储罐火灾或大规模的地面流淌火灾的扑救。

附图说明

图1是根据本发明实施例的泡沫产生装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的泡沫产生装置的气液混合装置的结构示意图；

图3为锥形结构的扰流器的结构示意图；

图4为半球形结构的扰流器的结构示意图；

图5为平台结构的扰流器的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面参考附图描述根据本发明实施例的泡沫产生装置100。如图1所示，根据本发明实施例的泡沫产生装置100包括用于由产气物质在外力作用下产生气体的产气装置3、用于提供发泡物质的发泡物质供给装置4和气液混合装置1。

产气装置3具有一个或多个气体出口，发泡物质供给装置4具有发泡物质出口。气液混合装置1具有用于使气体和发泡物质混合的混合腔，该混合腔的壁面上设有气体进口12、发泡物质进口11和泡沫出口13。其中，气体进口12与该气体出口连通以便产气装置3提供的气体由气体进口12进入到该混合腔内，发泡物质进口11与该发泡物质出口连通以便发泡物质供给装置4提供的发泡物质由发泡物质进口11进入到该混合腔内。

根据本发明实施例的泡沫产生装置100的产气装置3内可以放置产气物质，该产气物质可以在外力作用下通过化学反应产生气体，其中由该产气物质产生的气体的体积与该产气物质的体积的比值不低于40。该外力作用可以是各种无需特别工序或复杂装置才能实现的方式，包括但不限于碰撞力作用、加热、压力差、化学反应和点燃中的至少一种。

由于该产气物质产生的气体体积与该产气物质的体积比值较高，从而可以大大降低储存该产气物质的容器的体积，即可以大大地减小产气装置3的体积，小体积的产气装置3即可代替庞大的空气压缩机或空气压缩机组。

本发明提供的泡沫产生装置100避开了大型空压机组供气的技术路线，也避开了液氮等液化介质通过大型气化装置进行换热气化生产大量压缩气体的路线，而是利用产气装置3实现由该产气物质产生气体，并利用气液混合装置1实现该气体与发泡物质供给装置4提供的发泡物质混合，以便大量地、持续地产生能够满足灭火需求的泡沫。

根据本发明实施例的泡沫产生装置100无需设置多台空压机、多个压缩气体钢瓶，就可以实现大量地、持续地产生能够满足灭火需求的泡沫。因此，根据本发明实施例的泡沫产生装置100具有结构简单、制造成本低、占用空间小、便于现场布置等优点，不仅能够应用于一般规模的火灾扑救，如建筑物火灾、地面小范围流淌火等，而且可以应用于大型储罐火灾或大规模的地面流淌火灾的扑救。

如图1-图5所示，在本发明的一些实施例中，泡沫产生装置100可以包括用于能够向气液混合装置1提供即时产生的气体的产气装置3、用于提供发泡物质的发泡物质供给装置4和气液混合装置1。优选地，气液混合装置1内的发泡物质与气体的占比为1:5～8。

所述产气装置3为即时化学产气装置，即由产气物质在外力作用下通过化学反应产生气体的装置，优选为叠氮化钠分解反应制气装置或硝酸铵分解反应制气装置，用于向气液混合装置1提供即时产生的气体。叠氮化钠(NaN₃)分解反应制气装置能迅速发生分解反应产生大量氮气(N₂)满足大流量高倍数化学反应供气的泡沫产生装置的大流量气体供给需求。硝酸铵(NH₄NO₃)分解反应制气装置能迅速发生分解反应产生大量一氧化二氮(N₂O)满足大流量高倍数化学反应供气的泡沫产生装置的大流量气体供给需求。即时化学反应制气装置还包括气体处理装置，该气体处理装置能对气体进行过滤净化处理，增加气液混合比例的稳定性和输出泡沫的稳定性。

本发明采用生产气体的即时化学反应制气装置代替现有技术中大型移动式空压机和钢瓶给气液混合装置供气，有利于灭火现场布置，由于即时化学反应制气装置能够在很短的时间内产生大流量的惰性气体与大流量的泡沫混合液混合，使得化学反应供气的泡沫产生装置100在扑救大规模火灾能提供大流量高倍数的输出泡沫。上述泡沫产生装置100避开了大型空压机组供气的技术路线，也避开了液氮等液化介质通过大型气化装置进行换热气化生产大量压缩气体的路线，而是利用产气装置3实现由该产气物质产生气体，并利用气液混合装置1实现该气体与发泡物质供给装置4提供的发泡物质混合，以便大量地、持续地产生能够满足灭火需求的泡沫。

产气装置3内可以放置用于在外力作用下大量地、持续地产生气体的产气物质。优选地，该产气物质可以是化学产气物质。更优选地，该产气物质可以是叠氮化钠、硝酸铵、硝化纤维素、黑索今类产气药和硝基胍类产气药中的至少一种。

此种方式巧妙的借鉴汽车安全气囊产气的方式，因此具体的操作和条件可以参照该技术。由于该产气物质一般为固体，因此可以大大降低该产气物质的体积。具体例如可以参照CN 1903805A、CN 101077846A、CN 101205159A等。

所述硝化纤维素又称为硝酸纤维素，即纤维素的羟基与硝酸发生酯化反应而得到的产物。本发明的产气物质中的硝化纤维素的含氮量优选为10-14.1重量％。硝化纤维素可以商购得到，或者通过已知的方法由纤维素(如棉纤维或木浆)与硝酸在浓硫酸的催化作用下进行酯化反应而制得。

为了提高硝化纤维素的产气率，优选与安定剂配合得到产气物质组合物。以100重量份的硝化纤维素为基准，安定剂的含量可以为0.1-20重量份，优选为0.2-15重量份，更优选为0.5-10重量份。

所述安定剂优选为胺和/或脲。所述胺可以为现有的各种能延长产气物质的保存时间的胺，优选的胺的例子包括但不限于苯胺、酮胺、醛胺、喹啉中的一种或几种；所述脲可以为现有的各种能延长产气物质的保存时间的脲，优选的脲的例子包括但不限于二乙基二苯脲、和二甲基二苯脲。所述苯胺可以为二苯胺，酮胺可以为丙酮二胺，醛胺可以为二苯甲醛胺，喹啉可以为苯基-α-荼胺。

上述产气物质还可以含有硝基胍。以100重量份的硝化纤维素为基准，硝基胍的含量可以为0-80重量份，优选为2-80重量份，更优选为5-60重量份。在产气物质中加入硝基胍，可以提高产气物质的热稳定性，并且同时含有硝基胍和硝化纤维的产气物质所产生的气体的温度比不含硝基胍的产气物质产生气体的温度低，这样经过过滤器过滤后就完全不会有烧破气袋或烫伤乘客的危险。

根据需要，本发明的产气物质还可以含有助溶剂、增塑剂和燃烧催化剂中的一种或几种。

所述助溶剂可以为在所述产气物质的制备过程中有助于将硝化纤维素和安定剂溶解在溶剂中的物质，优选为二硝基甲苯、樟脑、硝基苯中的一种或几种。以100重量份的硝化纤维素为基准，助溶剂的含量可以为0-20重量份，优选为0.1-15重量份，更优选为0.3-10重量份。

为了提高叠氮化钠的产气率，优选与助剂、碱金属的硝酸盐、金属硫化物和/或金属氧化物配合使用。以化学产气物质的总重量为基准，所述叠氮化钠的含量为45-60重量％，金属硫化物和/或金属氧化物的含量为35-50重量％，碱金属的硝酸盐的含量为1.5-5重量％，助剂的含量为0.5-6重量％。

所述助剂优选采用二硫化钼、三氧化二铝和三硅酸镁中的一种或几种；更优选采用三硅酸镁或三硅酸镁与其它两种中的一种组合；更优选同时采用三种；所述二硫化钼、三氧化二铝、三硅酸镁的重量比为1:0.1-3:0.1-3。由于二硫化钼、三氧化二铝和三硅酸镁没有腐蚀性且均很光滑和疏松，使得混合制得的产气物质的流动性好，易成型；且三氧化二铝还能够起到造渣的作用，使得产气物质在燃烧后易于结成疏松的大残渣，且三硅酸镁还能够使残渣变得疏松从而更容易吸收火星，使得残渣不易喷出。

所述金属硫化物选自元素周期表中ⅠB、ⅡB、ⅧB族金属硫化物中的一种或几种，如硫化亚铁、硫化锌、硫化铜中的一种或几种，优选采用硫化亚铁。

所述金属氧化物选自元素周期表中ⅠB、ⅡB、ⅧB族金属氧化物中的一种或几种，如氧化铜、氧化锌、三氧化二铁中的一种或几种；优选采用三氧化二铁和/或氧化锌。

由于金属硫化物比金属氧化物更容易与叠氮化钠反应，从而使得产气物质的化学反应更容易进行，反应更充分，因此，优选采用金属硫化物。

所述碱金属的硝酸盐作为氧化剂，在反应中放出氧，所述碱金属的硝酸盐选自硝酸钾、硝酸钠、硝酸锂中的一种或几种，优选采用硝酸钾和/或硝酸钠。

该产气物质的用量由产气物质的产气量以及发泡倍数来确定，优选地，

所述发泡物质为泡沫混合液，所述产气物质与所述发泡物质的用量满足下述关系：M＝ρf(m+2)V/1000n，

其中，M为单位时间所需所述产气物质的质量，单位为kg/min，ρ为所述产气物质的密度，单位为kg/m³，m为设定的发泡倍数，V是所述泡沫混合液的体积流量，单位为L/min，n是产气物质能够产生的气体的体积与产气物质本身的体积的比值，f是修正系数，取值在1-1.4范围内。其中n可以根据单位重量的化学产气药能够获得的气体的标准体积量与产气物质的密度换算得到。单位重量的化学产气药能够获得的气体的标准体积量按照标准ISO12097-3(2002)《道路车辆安全气囊部件第3部分-气体发生器总成试验》获得。其中发泡物质的体积流量V根据火灾面积由《泡沫灭火系统设计规范》(GB50151-2010)确定。

由于本发明主要是通过改变用于发泡的气体的来源即采用通过产气物质化学反应原位(即时)产生气体来代替现有空气压缩机提供气体来实现其发明目的，因此对于气体的种类和用量、发泡物质的种类以及混合条件、混合方式没有特别的限定，参照现有技术教导即可。

例如，对混合的条件没有特别限定，通常的环境温度即可。优选地，所述混合的条件包括混合温度为-30℃至60℃优选-10℃至40℃更优选0-40℃。也就是说，所述气体与所述发泡物质可以在-30℃至60℃优选-10℃至40℃更优选0-40℃的条件下混合。由于气体与发泡物质混合即形成泡沫，因此混合的时间无需特别限定。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，发泡物质供给装置4可以包括泡沫原液罐6、供水装置5和原液混合装置2。泡沫原液罐6具有泡沫原液出口，供水装置5的出水口。原液混合装置2具有泡沫原液进口21、进水口22和发泡物质出口。其中，泡沫原液进口21与该泡沫原液出口连通以便泡沫原液罐6提供的泡沫原液由泡沫原液进口21进入到原液混合装置2内，进水口22与该出水口连通以便供水装置5提供的水由进水口22进入到原液混合装置2内。优选地，所述发泡物质与水的体积比为1-10：50-300，更加优选为3-7：80-160。

其中，泡沫原液可以是蛋白泡沫液、氟蛋白泡沫液、水成膜泡沫液、水基泡沫液、抗溶氟蛋白泡沫液、抗溶水成膜泡沫液等，一般含有多种表面活性剂、稳定剂等添加剂。

优选地，如图1所示，泡沫产生装置100进一步包括第一管路71、第二管路72、第三管路73、第四管路74、第一流量调节器75、第二流量调节器76、第三流量调节器77、第四流量调节器78和控制器79。

第一管路71的第一端与该泡沫原液出口相连，第一管路71的第二端与泡沫原液进口21相连。第二管路72的第一端与该出水口相连，第二管路72的第二端与进水口22相连。

第三管路73的第一端与该发泡物质出口相连，第三管路73的第二端与发泡物质进口11相连。第四管路74的第一端与该气体出口相连，第四管路74的第二端与气体进口12相连。

第一流量调节器75设在第一管路71上，第二流量调节器76设在第二管路72上，第三流量调节器77设在第三管路73上，第四流量调节器78设在第四管路74上。

控制器79与第一流量调节器75相连以便控制第一管路71内的泡沫原液的流量，控制器79与第二流量调节器76相连以便控制第二管路72内的水的流量，控制器79与第三流量调节器77相连以便控制第三管路73内的发泡物质的流量，控制器79与第四流量调节器78相连以便控制第四管路74内的气体的流量。由此可以获得更好的发泡效果，提高泡沫质量。

优选地，第一流量调节器75、第二流量调节器76、第三流量调节器77和第四流量调节器78中的每一个可以包括流量计和流量控制阀。该流量计和该流量控制阀中的每一个可以设在第一管路71、第二管路72、第三管路73和第四管路74中的相应的一个上。例如，第一流量调节器75的流量计和流量控制阀可以设在第一管路71上。

控制器79可以与该流量计和该流量控制阀中的每一个相连以便根据该流量计的检测值控制该流量控制阀的开度，由此可以控制管路内的流体的流量。

如图1所示，在本发明的一些示例中，泡沫产生装置100可以进一步包括泡沫输出装置8，泡沫输出装置8具有泡沫进口和泡沫喷射口，该泡沫进口与该泡沫出口连通以便气液混合装置1提供的泡沫进入到泡沫输出装置8内，该泡沫进口与该泡沫喷射口连通以便泡沫输出装置8将泡沫喷射到目标物体上。通过设置泡沫输出装置8，从而可以更加方便地、准确地将泡沫喷射到目标物体上。

在本发明的一个示例中，泡沫输出装置8可以包括具有伸缩臂的举高喷射消防车和柔性的泡沫输送管81。泡沫输送管81的第一端口为该泡沫进口，泡沫输送管81的第二端口为该泡沫喷射口，泡沫输送管81的邻近第二端口的部分设在伸缩臂上。

通过伸出该伸缩臂，从而可以使泡沫输送管81的第二端口更加邻近目标物体(例如着火点)，即可以使该泡沫喷射口更加邻近目标物体，从而可以更加有效地将泡沫喷射到目标物体上，由此可以实现精准喷射，以便减少泡沫损失量、提高灭火效率。通过使泡沫输送管81具有柔性，从而可以使泡沫输送管81更加容易地随着该伸缩臂伸出和缩回。

在本发明的另一个示例中，泡沫输出装置8可以包括消防机器人和柔性的泡沫输送管81。该消防机器人具有泡沫进口和泡沫喷射口，泡沫输送管81的第一端与该泡沫出口相连，泡沫输送管81的第二端与该泡沫进口相连。

在向目标物体喷射泡沫时，该消防机器人可以移动到目标物体附近，从而可以更加有效地将泡沫喷射到目标物体上，由此可以实现精准喷射，以便减少泡沫损失量、提高灭火效率。通过使泡沫输送管81具有柔性，从而可以使泡沫输送管81更加容易地随着该消防机器人移动。包括该泡沫输出装置8的泡沫产生装置100可以用于扑灭地面流淌火。

如图1所示，在本发明的再一个示例中，泡沫输出装置8可以包括泡沫输送管81和环形的泡沫喷射管82。泡沫喷射管82适于绕用于储存可燃物质的储罐9(例如大型储油罐)设置，即当泡沫喷射管82处于使用状态时，泡沫喷射管82绕用于储存可燃物质的储罐9设置。换言之，泡沫喷射管82可以是圆形或椭圆形。

泡沫喷射管82上设有沿泡沫喷射管82的周向间隔开的多个该泡沫喷射口。泡沫输送管81的第一端与该泡沫出口相连，泡沫输送管81的第二端与泡沫喷射管82相连，即泡沫喷射管82的第一端可以是该泡沫进口。包括该泡沫输出装置8的泡沫产生装置100可以用于成品油油库、中型站场储罐的灭火。

优选地，第四管路74上可以设有压力调节阀，由此可以利用该压力调节阀控制输入到气液混合装置1内的气体的压力和流量，达到稳流稳压供气的目的，从而避免对泡沫发泡倍数的影响，保证了生成的泡沫质量持续满足灭火需求。也就是说，本发明采用产气装置3和该压力调节阀结合的方式，在提供足够气量实现大流量喷射的同时，也保证了气源的稳定，大大提高了灭火泡沫的质量。

产气装置3可以至少为两组，多组产气装置3并排布置，并均与该压力调节阀连通，每个产气装置3的气体出口均设有开关阀，在产气量不足时，产气装置3通过实时启动相应的开关阀提供气源。本发明采用多个产气装置3生产气体，多个产气装置3可根据火灾需要实时启动相应数量的产气装置3进行作业，进一步保证了大流量供气的需求，实现大流量持续供气；同时，在其中一个产气装置3无法正常工作时，仍可保证持续供气，设备可靠性高，设备更换方便。

本实施例中，该压力调节阀为减压阀，在气体输入至气液混合装置1前，减压阀调节气体的输出压力与流量，该压力调节阀的预设压力值一般为0.8-1.2MPa。发泡物质供给装置4可以是发泡物质储罐，气液混合装置1可以设置在该发泡物质储罐内，布局紧凑，节省空间。

气液混合装置1将发泡物质与气体进行混合，形成泡沫。在发泡物质供给装置4的发泡物质出口和产气装置3的气体出口设置有流量计，流量计测量发泡物质的流量和气体的流量，控制装置可根据流量反馈情况控制该压力调节阀，使得进入气液混合装置1内的发泡物质的流量与气体的流量的占比达到预先设定的标准。在其他实施例中，也可通过设置发泡物质供给装置4的发泡物质出口和产气装置3的气体出口的口径大小调整流量。

泡沫产生装置100还可以包括储气罐(图中未示出)，该储气罐具有进口和出口，该储气罐的进口与该气体出口连通，该储气罐的出口与气体进口12连通。该储气罐用于存储、稳定输送气体，能确保向气液混合装置1内注入大流量高压气体，并与发泡物质强制混合。该储气罐可以位于产气装置3与该压力调节阀之间。

优选地，产气装置3与该储气罐之间还可以设有过滤装置，以便对产气装置3产生的气体进行过滤。

本发明中，该储气罐和发泡物质供给装置4的工作压力均为0.8MPa以上。此工作压力范围能确保气体和泡沫混合液充分强制混合。优选地，该储气罐和发泡物质供给装置4的工作压力均为0.8MPa-1.2MPa。

本发明中，所述混合可以在各种能够实现混合并使发泡物质发泡功能的装置中进行。

如图2-图5所示，气液混合装置1具有混合腔，该混合腔具有用于输入发泡物质的发泡物质进口11、多个用于输入气体的气体进口12以及用于输出泡沫的泡沫出口13。其中，在该混合腔内，气体与发泡物质混合并气化，以从泡沫出口13输出用于灭火的泡沫。

可以在各个口处可设置流量计、压力表及控制阀来控制发泡物质进口11和气体进口12的流量比例。

如图2所示，气液混合装置1为筒状结构，该筒状结构的一端设置有至少一个发泡物质进口11，筒状结构的另一端设置有至少一个泡沫出口13，每个气体进口12与发泡物质进口11成角度设置，使得该气体和该发泡物质在输入该混合腔的同时，还具有一定的交叉流动，使其能够产生湍流而具有好的混合效果。

优选地，发泡物质进口11设置有一个，气体进口12围绕发泡物质进口11设置有多个，每个气体进口12的方向与发泡物质进口11的方向之间的角度为0°-90°，更优选为30°-60°。

在发泡物质进口11和泡沫出口13各设置有一个的情况下，该混合腔的直径D1与发泡物质进口11的直径D2之间的关系为：D1＝(1-4)D2优选D1＝(1.4-2)D2；该混合腔的直径D1与泡沫出口13的直径D4之间的关系为：D1＝(0.8-2)D4优选D1＝(0.8-1.2)D4。

通过控制各开口的直径符合上述关系，无需额外的控制装置即可实现前述流量关系，从而能够使得发泡更充分，从而获得的泡沫质量更高。

本领域技术人员可以理解的是，发泡物质进口11、气体进口12和泡沫出口13并不限于如上所述的设置，为达到更好的混合效果，可以对发泡物质进口11、气体进口12和泡沫出口13的设置做出各种改变或变形。

例如，在另外的实施方式中，发泡物质进口11可设置一个，气体进口12围绕发泡物质进口11设置有多个，且多个气体进口12的方向在横向上依次偏离于径向方向，使得气体进口12进入的气体流能够旋转流动。其中，气液混合装置1的筒状结构从一端至另一端的方向为纵向，与纵向垂直的方向为所述横向。

另外，泡沫出口13也可设置多个，用于分别连接喷射管路，从而通过一个气液混合装置1，向多个方向喷射。

为更好地控制从气体进口12进入的气体的流向，气体进口12可设置伸向该混合腔内的输入管16(如图2所示)。

此外，本实施方式中，在气液混合装置1的混合腔内设置有用于扰动液流的至少一个扰流器14。

其中，扰流器14可形成为锥形结构(如图3)、半球形结构(如图4)、平台结构(如图5)或其他不规则形状的结构。所述锥形结构的锥形顶、所述半球形结构的球形顶或者所述平台结构的平台顶面朝向发泡物质进口11。

优选地，扰流器14的横截面为圆形结构，扰流器14的直径D7与发泡物质进口11的直径D2之间的关系为：D7＝(1-4)D2D7＝(1-1.6)D2。扰流器14的顶端与气体在气体进口12处的流出口之间的距离L为0-100mm。在该优选方式下，混合物料能够形成湍流，从而使气液混合更充分，获得质量更高的泡沫。

扰流器14上可设置用于固定在混合腔内的安装部141。如图2中显示的锥形扰流器14，该扰流器14安装为锥形顶朝向发泡物质进口11，混合有气体的发泡物质的液流冲向扰流器14，可打碎液流，使得流体扰动，从而气体和发泡物质充分混合，以获得发泡均匀、性能良好的泡沫。

当然，扰流器14设置方式也不限于如上所述，例如，可设置多个扰流器，分布在混合腔内的不同位置，而且任何形式的能够对液流起到扰流作用的扰流器均可。

本实施方式中，气液混合装置1的混合腔内还设置有至少一个间隔设置的孔板或丝网等多孔结构15，每个多孔结构15上设置有多个孔；多孔结构15的孔朝向发泡物质进口11，且多孔结构15相对扰流器14的顶部远离发泡物质进口11。被扰流器14打碎的液流，从扰流器14的周围冲向多孔结构15，可通过多孔结构15进一步对液流进行扰动，使其进一步混合。

泡沫产生装置100在具体应用时，发泡物质进口11可连接用于盛放发泡物质的容器，或者连接用于混合泡沫原液和水以获取发泡物质的原液混合装置2。

在气液混合装置1的泡沫出口13可连接长度超过40m的管道，气体与发泡物质在气液混合装置1内混合后，使其经过长度超过40m的管道输送到喷射口，在这个管道内流动时，气体与发泡物质也将进行充分反复混合，在喷出前，将形成稳定的性能良好的泡沫。

上述气液混合装置1可设置在灭火设备上，例如，灭火器、消防泡沫车或高喷车上。所述灭火设备通过气液混合装置1产生泡沫，能够产生大流量泡沫，而且占用空间小。

本发明的泡沫产生装置100可以适用于各种需要产生泡沫的场合，例如灭火、隔热防护、食品生产、隔音材料生产等。具体灭火消防可以是化工企业、油库、炼厂等生产设施的灭火消及飞机在机场跑道迫降时的跑道防护等。

本发明的泡沫产生装置100经过简单变形后也可以适用于发泡物质为泡沫原液的情况。当使用泡沫原液时，可以参照现有方法或者下述实施方式先将泡沫原液与水混合，得到泡沫混合液后再与气体混合进行发泡，也可以直接将泡沫原液、水、气体按照所需的发泡比例进行混合、发泡。显然该方式更为简便。

根据本发明的一种具体实施方式，将泡沫产生装置100用于灭火消防时，发泡方式如图2所示，发泡物质进口11连接原液混合装置2，原液混合装置2具有用于输入泡沫原液的泡沫原液进口21和用于输入水的进水口22，泡沫原液和水分别从泡沫原液进口21和进水口22进入到原液混合装置2中混合可获得发泡物质，然后发泡物质从发泡物质进口11进入到气液混合装置1内。为获得合适浓度的泡沫混合液，需控制泡沫原液和水向原液混合装置2的输送流量，这也可以在泡沫原液进口21和进水口22设置流量计和控制阀等控制。

本实施方式中，优选地，原液混合装置2的进水口22的直径D6与泡沫原液进口21的直径D5之间的关系为：D6＝(8-14)D5；进水口22的直径D6与发泡物质进口11的直径D2之间的关系为：D6＝(1.0-1.4)D2。

本发明中，通过采用产气物质来代替常规的压缩空气从而减小需要大流量泡沫时所需气体装置的体积。要求(1)该产气物质能够迅速产生气体且产生的气体能够便利地与发泡物质混合产生气泡，优选从产生气体到气体与发泡物质混合产生气泡(泡沫)的时间在60秒以内优选20秒以内；(2)由产气物质产生的气体的体积与产气物质本身相比大大增加，体积比不低于40，而常规压缩空气的压缩比不超过20，由此可以在获得相同量的气体的情况下大大减少产气物质的体积。

本发明中，产气物质的种类使得产生的气体的体积与所述产气物质的体积的比值不低于40，优选不低于100，进一步优选为200-1500，更进一步优选为500-1000。通过控制比值在上述范围内，能够大大降低产气物质的体积，从而减小泡沫产生装置的体积。而现有用于压缩气体泡沫系统的压缩空气的压缩比一般不到20。

本发明中，产气物质能够产生的气体的体积与所述产气物质的体积的比值可以通过各种方式来获得。例如，该比值可以根据单位重量的产气物质能够获得的气体的标准体积量计算得到。其中单位重量的化学产气物质能够获得的气体的标准体积量按照标准ISO12097-3(2002)《道路车辆安全气囊部件第3部分-气体发生器总成试验》获得。

本发明中，所述产气物质可以是各种能够便利地产生气体以与发泡物质混合产生泡沫的物质。

显然，当产生的泡沫用于后续特别用途时，产气物质产生的气体不能对后续用途产生不利影响。例如，当产生的泡沫用于灭火时，则产气物质产生的气体应该是有助于灭火的，且对泡沫本身不能有破坏作用，如溶解在泡沫液内、与泡沫的某个或某几个成分发生化学反应、产生的气体温度过高导致加剧泡沫的破裂等情况。

针对大流量压缩气体的供给问题，本发明避开了大型空压机或其机组供气的技术路线，也避开了液氮等液化气体(液化介质)通过大型气化装置进行换热气化生产大量压缩气体的路线，而是采用由产气物质通过化学反应原位(即时)产生气体后与发泡物质混合从而发泡的方式。

也就是说，在不需要产生泡沫时，该产气物质可以稳定地存在、并不发生化学反应。当需要产生泡沫时，才使该产气物质发生化学反应以便产生气体。换言之，用于与该发泡物质混合的气体并不是该产气物质预先产生且储存在容器内的，因为这样会导致需要设置多个用于储存该气体的容器，进而导致不便于使用，也不利于现场布置。

因此，即时产生气体是指：当需要产生泡沫时，使该产气物质发生化学反应以便产生气体。由此可以省掉多个用于储存该气体的容器，从而便于实施本发明的泡沫产生方法，利于现场布置。

根据本发明，为了能够实现减小发泡装置体积，与现有预先通过外界产生气体，再将气体与发泡物质混合的方式相区分，本发明不包括预先在发泡装置外产生气体，再将气体与发泡物质混合的方式，因此本发明控制所述气体由产气物质产生后60秒以内优选为20秒内更优选为10秒内与发泡物质混合。可以通过控制产气物质与混合装置之间的距离和/或产气物质产生气体的压力来实现上述由产气物质产生的气体快速与发泡物质混合。

使产气物质发生化学反应产生气体的方式可以是现有的各种方式，优选为是各种无需特别工序或复杂装置即可实现的方式，包括但不限于碰撞力作用、加热、压力差、化学反应和点燃中的至少一种。

其中泡沫原液是蛋白泡沫液、氟蛋白泡沫液、水成膜泡沫液、水基泡沫液、抗溶氟蛋白泡沫液、抗溶水成膜泡沫液等，一般含有多种表面活性剂、稳定剂等添加剂。

泡沫混合液为泡沫原液与水混合后的混合液，直接与气体混合后即可产生泡沫。

上述泡沫原液和泡沫混合液均可商购得到。

以下实施例中，除非另有说明，各原料均为市售品。

制备例1

将含水量为20重量％的硝化棉(含氮量为12重量％)在离心机中脱水，使其含水量不大于0.15重量％。

将100重量份上述脱水的硝化棉、2重量份二苯胺、50重量份硝基胍和7重量份三氧化二铁溶解在100重量份乙醚和100重量份乙醇的混合溶剂中中，然后在捏合机中在20℃下混合塑化60分钟。

将上述混合物制成圆柱形，在30℃下烘干8小时，得到15kg重的药剂柱，记为化学产气药A1，密度为1.2g/cm³，n为600，产气速率是125L/s/kg，持续产气时间是1min。产气速率的测试方法：将500g药剂放在1m³的箱体内，启动药剂，开始反应，在反应结束后，记录反应持续时间，测试箱体内压力，进而计算产生的气体体积。

制备例2

在70℃，将叠氮化钠、硝酸钠、硫化亚铁在烘箱中烘干2小时，使其水分含量不大于0.15％。

将烘干的叠氮化钠与三氧化二铝、三硅酸镁按重量比为58:0.2:0.2的比例混合后放入球磨机磨细至混合物的平均粒度为15微米。

将烘干的硝酸钠与三氧化二铝、三硅酸镁按重量比为3:0.2:0.2的比例混合后放入球磨机磨细至混合物的平均粒度为15微米。

将硫化亚铁放入球磨机中磨细至平均粒度为15微米。

将以上球磨获得的硫化亚铁、叠氮化钠的混合物、硝酸钠的混合物按重量比为38:58:4的比例混合装入球磨机研磨。球磨时间为1小时，磨细至平均粒度为10微米。然后，在70℃的烘箱中烘干至含水量不大于0.2％。

将烘干后的混合药中加入少量酒精，将药粉湿混成团，并放入造粒机造粒。

将造好粒的药粉，在温度为70℃的烘箱中烘干至含水量不大于0.2％。

药粒烘干后，制成圆柱形，在30℃下烘干8小时，得到18kg重的药剂柱，记为化学产气药A2，密度为1.3g/cm³，n为800，产气速率是185L/s/kg，持续产气时间是1min。产气速率的测试方法与制备例1相同。

实施例1

针对450m²的5000立方米油罐火灾，根据《泡沫灭火系统设计规范》(GB50151-2010)，所需提供的泡沫混合液流量不应低于3000L/min，供气持续时间不低于2min。根据公式M＝ρf(m+2)V/1000n计算得到需要配置A1药剂柱8台，产气速率至少为27000L/min，其中f＝1.4，设定的发泡倍数m＝8。

采用图1所示的泡沫产生装置，包括8台化学反应制气装置(各自内装1个产气药柱A1)及气体汇流管、1台20m³泡沫原液罐(其内储存有15m³购自江苏江亚公司的3％水成膜泡沫液，工作压力为0.8MPa)、1个消防水泵和1台气液混合装置，气液混合装置的泡沫输出管管径为DN150。8台化学反应制气装置的汇流管具有3个气体出口，泡沫原液储罐具有泡沫原液出口。气液混合装置如图2所示，具有用于使气体和泡沫原液以及水混合的混合腔，该混合腔的壁面上设有1个泡沫原液进口、围绕泡沫原液进口设置的3个气体进口(每个气体进口的方向与发泡物质进口的方向之间的角度为40°)、1个进水口和1个泡沫出口，泡沫出口和泡沫原液进口分别位于筒状结构的两端。发泡物质进口的直径D2与每个气体进口的直径D3之间的关系为：D2/D3＝3.5，混合腔的直径D1与泡沫原液进口的直径D2之间的关系为：D1/D2＝1.6，混合腔的直径D1与泡沫出口的直径D4之间的关系为：D1＝D4。混合腔内设置有扰流器，所述扰流器形成为图3所示的锥形结构，所述锥形结构的锥形顶朝向所述发泡物质进口，所述扰流器的横截面为圆形结构，所述扰流器的直径D7与所述发泡物质进口的直径D2之间的关系为：D7/D2＝1.3，扰流器的顶端与气体在进口处的流出口之间的距离L为10mm。其中，各台化学反应制气装置的气体出口与混合腔的气体进口连通，泡沫原液罐的泡沫原液出口与混合腔的泡沫原液进口连通，水由消防水栓提供。化学反应制气装置和泡沫原液罐各自通过管道与气液混合装置连通，管道的长度使得化学反应制气装置产生的气体20秒内进入气液混合装置。

通过电击打火方式启动化学反应制气装置，使其产生气体。将产生的气体与90L/min的泡沫原液以及2910L/min的消防水送入混合装置中进行混合产生泡沫，泡沫从混合装置的泡沫出口喷射出。采用《泡沫灭火剂标准》(GB15308-2006)记载的方法测得实际泡沫发泡倍数是7.1，泡沫的25％析液时间是3min。

将该泡沫经过泡沫输出装置输送至灭火区域进行灭火，结果成功扑灭450m²的5000立方米油罐火灾仅需25s，实现了压缩空气泡沫灭火装置的大流量喷射。

实施例2

针对450m²的5000立方米油罐火灾，根据《泡沫灭火系统设计规范》(GB50151-2010)，所需提供的泡沫混合液流量不应低于3000L/min，供气持续时间不低于2min。根据公式M＝ρf(m+2)V/1000n计算得到需要配置A2药剂柱6台，产气速率至少为27000L/min，其中f＝1.4，设定的发泡倍数m＝8。

采用图1所示的泡沫产生装置，包括6台化学反应制气装置(各自内装1个产气药柱A2)及气体汇流管、1台20m³泡沫原液罐(其内储存有15m³的抗溶水成膜泡沫液AFFF/AR-3％，工作压力为1MPa)、1个消防水泵和1台气液混合装置，气液混合装置的泡沫输出管管径为DN150。6台化学反应制气装置的气体汇流管具有3个气体出口，泡沫原液储罐具有泡沫原液出口。气液混合装置如图2所示，具有用于使气体和泡沫原液以及水混合的混合腔，该混合腔的壁面上设有1个泡沫原液进口、围绕泡沫原液进口设置的3个气体进口(每个气体进口的方向与发泡物质进口的方向之间的角度为30°)、1个进水口和1个泡沫出口，泡沫出口和泡沫原液进口分别位于筒状结构的两端。发泡物质进口的直径D2与每个气体进口的直径D3之间的关系为：D2/D3＝2，混合腔的直径D1与泡沫原液进口的直径D2之间的关系为：D1/D2＝1.4，混合腔的直径D1与泡沫出口的直径D4之间的关系为：D1/D4＝1.2，混合腔内设置有扰流器，所述扰流器形成为图4所示的半球形结构，所述半球形结构的球形顶朝向所述发泡物质进口，所述扰流器的横截面为圆形结构，所述扰流器的直径D7与所述发泡物质进口的直径D2之间的关系为：D7/D2＝1.2，扰流器的顶端与气体在进口处的流出口之间的距离L为20mm。其中，化学反应制气装置气体汇流管的气体出口与混合腔的气体进口连通，泡沫原液罐的泡沫原液出口与混合腔的泡沫原液进口连通，水由消防水栓提供。化学反应制气装置和泡沫原液罐各自通过管道与气液混合装置连通，管道的长度使得化学反应制气装置产生的气体30秒内进入气液混合装置。

通过电击打火方式启动化学反应制气装置，使其产生气体。将产生的气体与90L/min的泡沫原液以及2910L/min的消防水送入混合装置中进行混合产生泡沫，泡沫从混合装置的泡沫出口喷射出。采用《泡沫灭火剂标准》(GB15308-2006)记载的方法测得实际的泡沫发泡倍数是7.1，泡沫的25％析液时间是3min。

将该泡沫经过泡沫输出装置输送至灭火区域进行灭火，结果成功扑灭450m²的5000立方米油罐火灾仅需25s，实现了压缩空气泡沫灭火装置的大流量喷射。

实施例3

按照实施例2的方式产生泡沫和采用该泡沫进行灭火，不同的是，发泡物质进口的直径D2与每个气体进口的直径D3之间的关系为：D2/D3＝7。结果成功扑灭450m²的5000立方米油罐火灾需95s。

实施例4

将与实施例2类似的泡沫产生装置用于油库5万立方米储罐发生全面积流淌火扑救，储罐直径60m，面积是2826㎡，不同的是，配置2套泡沫灭火装置，每套装置包括一台专车(包括即时化学反应制气装置(内装产气药A2)和储气装置)和一台高喷车(包括气液混合装置和泡沫输出装置)，每台高喷车配置一台泡沫运输车提供泡沫液，并通过固定式消防水管网向消防车供水。在实施灭火时，2台高喷车在着火储罐的上风向占位，喷出的泡沫从上风向射入罐内，完成灭火。

即时化学反应制气装置的进出口管径取DN40，产气能力不低于4500Nm；高喷车的喷射管管径取DN150；配置一台150L/s(1.0MPa)的消防泵，可实现泡沫混合液流量9000L/min，喷射距离40m，举高高度30m，实现泡沫混合液的稳压喷射。结果全面积灭火仅需2min。

实施例5

针对450m²的5000立方米油罐火灾，根据《泡沫灭火系统设计规范》(GB50151-2010)，所需提供的泡沫混合液流量不应低于3000L/min，供气持续时间不低于2min。根据公式M＝ρf(m+2)V/1000n计算得到需要配置A2药剂柱6台，产气速率至少为27000L/min，其中f＝1.4，设定的发泡倍数m＝8。

采用图1所示的泡沫产生装置，包括6台化学反应制气装置(各自内装1个产气药柱A2)及气体汇流管、1台20m³泡沫混合液罐(泡沫混合液的来源与实施例1相同，工作压力为1MPa)和1台气液混合装置，气液混合装置的泡沫输出管管径为DN150。6台化学反应制气装置的气体汇流管具有3个气体出口，泡沫混合液储罐具有泡沫混合液出口。气液混合装置如图2所示，具有用于使气体和泡沫混合液混合的混合腔，该混合腔的壁面上设有1个泡沫混合液进口、围绕泡沫混合液进口设置的3个气体进口(每个气体进口的方向与发泡物质进口的方向之间的角度为30°)和1个泡沫出口，泡沫出口和泡沫混合液进口分别位于筒状结构的两端。发泡物质进口的直径D2与每个气体进口的直径D3之间的关系为：D2/D3＝2，混合腔的直径D1与泡沫混合液进口的直径D2之间的关系为：D1/D2＝1.4，混合腔的直径D1与泡沫出口的直径D4之间的关系为：D1/D4＝1.2，混合腔内设置有扰流器，所述扰流器形成为图4所示的半球形结构，所述半球形结构的球形顶朝向所述发泡物质进口，所述扰流器的横截面为圆形结构，所述扰流器的直径D7与所述发泡物质进口的直径D2之间的关系为：D7/D2＝1.2，扰流器的顶端与气体在进口处的流出口之间的距离L为20mm。其中，各台化学反应制气装置的气体出口与混合腔的气体进口连通，泡沫混合液罐的泡沫混合液出口与混合腔的泡沫混合液进口连通。化学反应制气装置和泡沫混合液罐各自通过管道与气液混合装置连通，管道的长度使得化学反应制气装置产生的气体30秒内进入气液混合装置。

通过电击打火方式启动化学反应制气装置，使其产生气体。将反应形成的气体和3000L/min的泡沫混合液以上述流量送入图2所示的混合装置中进行混合产生泡沫，泡沫从混合装置的泡沫出口喷射出。采用《泡沫灭火剂标准》(GB15308-2006)记载的方法测得实际的泡沫发泡倍数是7.1，泡沫的25％析液时间是3min。

将该泡沫经过泡沫输出装置输送至灭火区域进行灭火，结果成功扑灭450m²的5000立方米油罐火灾仅需25s，实现了压缩气体泡沫灭火装置的大流量喷射。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种泡沫产生装置，其特征在于，该泡沫产生装置包括：

用于由产气物质在外力作用下通过化学反应产生气体的产气装置，所述产气装置具有气体出口；

用于提供发泡物质的发泡物质供给装置，所述发泡物质供给装置具有发泡物质出口；和

气液混合装置，所述气液混合装置具有用于使所述气体和所述发泡物质混合的混合腔，所述混合腔的壁面上设有用于输入气体的气体进口、用于输入发泡物质的发泡物质进口和用于输出泡沫的泡沫出口，其中所述气体进口与所述气体出口连通，所述发泡物质进口与所述发泡物质出口连通。

2.根据权利要求1所述的泡沫产生装置，其特征在于，所述发泡物质供给装置包括：

泡沫原液罐，用于提供泡沫原液，所述泡沫原液罐具有泡沫原液出口；

供水装置，用于提供水，所述供水装置具有出水口；和

原液混合装置，用于使泡沫原液和水混合得到作为发泡物质的泡沫混合液，所述原液混合装置具有泡沫原液进口、进水口和所述发泡物质出口，其中所述泡沫原液进口与所述泡沫原液出口连通，所述进水口与所述出水口连通。

3.根据权利要求2所述的泡沫产生装置，其特征在于，该泡沫产生装置进一步包括：

第一管路和第二管路，所述第一管路的第一端与所述泡沫原液出口相连，所述第一管路的第二端与所述泡沫原液进口相连，所述第二管路的第一端与所述出水口相连，所述第二管路的第二端与所述进水口相连；

第三管路和第四管路，所述第三管路的第一端与所述发泡物质出口相连，所述第三管路的第二端与所述发泡物质进口相连，所述第四管路的第一端与所述气体出口相连，所述第四管路的第二端与所述气体进口相连；

第一流量调节器和第二流量调节器，所述第一流量调节器设在所述第一管路上，所述第二流量调节器设在所述第二管路上；

第三流量调节器和第四流量调节器，所述第三流量调节器设在所述第三管路上，所述第四流量调节器设在所述第四管路上；以及

控制器，所述控制器与所述第一流量调节器相连以便控制所述第一管路内的泡沫原液的流量，所述控制器与所述第二流量调节器相连以便控制所述第二管路内的水的流量，所述控制器与所述第三流量调节器相连以便控制所述第三管路内的发泡物质的流量，所述控制器与所述第四流量调节器相连以便控制所述第四管路内的气体的流量。

4.根据权利要求3所述的泡沫产生装置，其特征在于，所述第一流量调节器至所述第四流量调节器中的每一个包括流量计和流量控制阀，所述流量计和所述流量控制阀中的每一个设在所述第一管路至所述第四管路中的相应的一个上，所述控制器与所述流量计和所述流量控制阀中的每一个相连以便根据所述流量计的检测值控制所述流量控制阀的开度。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的泡沫产生装置，其特征在于，该泡沫产生装置进一步包括泡沫输出装置，所述泡沫输出装置具有泡沫进口和泡沫喷射口，所述泡沫进口与所述泡沫出口连通，通过所述泡沫进口进入的泡沫通过所述泡沫喷射口喷射出。

6.根据权利要求5所述的泡沫产生装置，其特征在于，

所述泡沫输出装置包括具有伸缩臂的举高喷射消防车和柔性的泡沫输送管，所述泡沫输送管的第一端口为所述泡沫进口，所述泡沫输送管的第二端口为泡沫喷射口，所述泡沫输送管的邻近所述第二端口的部分设在所述伸缩臂上；或者

所述泡沫输出装置包括消防机器人和柔性的泡沫输送管，所述消防机器人具有所述泡沫进口和所述泡沫喷射口，所述泡沫输送管的第一端与所述泡沫出口相连，所述泡沫输送管的第二端与所述泡沫进口相连；或者

所述泡沫输出装置包括泡沫输送管和环形的泡沫喷射管，所述泡沫喷射管适于绕用于储存可燃物质的储罐设置，所述泡沫喷射管上设有沿所述泡沫喷射管的周向间隔开的多个所述泡沫喷射口，所述泡沫输送管的第一端与所述泡沫出口相连，所述泡沫输送管的第二端与所述泡沫喷射管相连。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的泡沫产生装置，其特征在于，该泡沫产生装置进一步包括储气罐，所述储气罐具有进口和出口，所述储气罐的进口与所述气体出口连通，所述储气罐的出口与所述气体进口连通。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的泡沫产生装置，其特征在于，所述发泡物质进口设在所述混合腔的第一端，所述泡沫出口设在所述混合腔的第二端，其中所述气体进口为多个，多个所述气体进口环绕所述发泡物质进口设置，每个所述气体进口与所述气体出口连通，每个所述气体进口与所述发泡物质进口成角度优选为30-60°角设置。

9.根据权利要求8所述的泡沫产生装置，其特征在于，所述混合腔的直径D1与所述发泡物质进口的直径D2之间的关系为：D1/D2＝1.1-4；发泡物质进口11的直径D2与所述气体进口的直径D3之间的关系为：D2/D3＝2-6；所述混合腔的直径D1与泡沫出口的直径D4之间的关系为：D1/D4＝0.8-2。

10.根据权利要求8所述的泡沫产生装置，其特征在于，所述混合腔内设置有扰流器，所述扰流器形成为锥形结构、半球形结构、或平台结构，所述锥形结构的锥形顶、所述半球形结构的球形顶或所述平台结构的平台顶面朝向所述发泡物质进口，其中所述扰流器的横截面为圆形结构，所述扰流器的直径D7与所述发泡物质进口的直径D2之间的关系为：D7/D2＝1-4；和/或，

所述扰流器的顶端与所述气体进口之间的距离L为0-100mm。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的泡沫产生装置，其特征在于，所述产气装置为一个或多个，优选所述产气装置各自独立的为叠氮化钠分解反应制气装置或硝酸铵分解反应制气装置。