CN108771808B - 水力活塞式泡沫比例混合方法及泡沫比例混合器 - Google Patents

Abstract

水力活塞式泡沫比例混合方法及泡沫比例混合器，涉及泡沫灭火设备技术领域。本发明主要解决现有技术存在的水压损失大、局部阻力压力损失大、泵的功耗大、泡沫混合液混合精度低、需要附加动力、泡沫混合液易对水泵造成腐蚀等技术问题。本发明的技术方案为：水力活塞式泡沫比例器，其中：包括滑阀腔、滑阀、水力活塞缸、泡沫液活塞缸、活塞推杆、进水管道、回水管道、泡沫液进液管道、泡沫液回流管道；水力活塞式泡沫比例混合器的循环系统，其中：包括蓄水池、泡沫液储液罐、出水管道、水泵、水力活塞式泡沫比例混合器、第一三通、第二三通、第三三通。本发明具有操作简便、工作效率高、可有效避免水压损失、不对水泵产生影响等优点。

Description

水力活塞式泡沫比例混合方法及泡沫比例混合器

技术领域

本发明属于泡沫灭火设备技术领域，特别涉及水力活塞式泡沫比例混合方法及泡沫比例混合器。

背景技术

泡沫灭火系统是一种高效快速的灭火系统，广泛适用于生产甲、乙、丙类液体的炼油厂、化工厂、油田、油库、为铁路装卸油品的鹤管栈桥、码头、飞机库、机场、燃油锅炉房、大型汽车库及煤矿井下等场所的火灾扑救。随着泡沫灭火技术的进步，泡沫灭火系统在民用建筑、电力行业等领域应用也越来越多。泡沫液比例混合器是将泡沫液和水混合成一定比例泡沫混合液的设备在系统中起着关键性的作用。

目前在泡沫灭火系统中使用的泡沫比例混合方法大致有四种：环泵式泡沫混合方法、压力式泡沫比例混合方法、平衡式泡沫比例混合方法、管线式泡沫比例混合方法。这四种泡沫比例混合方法均使用了文丘里管的原理，存在水压损失大、局部阻力压力损失大、泵的功耗大、泡沫混合液混合精度低、泡沫混合液易对水泵造成腐蚀等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供水力活塞式泡沫比例混合方法及泡沫比例混合器，解决现有泡沫比例混合方法存在的水压损失大、局部阻力压力损失大、泵的功耗大、泡沫混合液混合精度低、需要附加动力、泡沫混合液易对水泵造成腐蚀等技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

水力活塞式泡沫比例混合器，其中：包括滑阀腔、滑阀、水力活塞缸、泡沫液活塞缸、活塞推杆、进水管道、回水管道、泡沫液进液管道、泡沫液回流管道；

所述滑阀设在滑阀腔内，所述滑阀腔上侧壁设有进液口，所述滑阀腔通过进液口与进水管道连接，所述滑阀腔下侧壁从左至右依次设有循环口一、排液口和循环口二，所述滑阀腔通过排液口与回水管道连接；

所述水力活塞缸水平设在滑阀腔下方，所述水力活塞缸上侧壁一端设有循环口三，另一端设有循环口四；所述循环口三与滑阀腔的循环口一之间通过管道连接，所述循环口四与滑阀腔的循环口二之间通过管道连接；

所述泡沫液活塞缸设在水力活塞缸活塞杆伸出端一侧，所述泡沫液活塞缸上侧壁一端设有泡沫液进液口一，所述泡沫液活塞缸上侧壁另一端设有泡沫液进液口二，所述泡沫液活塞缸下侧壁一端设有泡沫液出液口一，所述泡沫液活塞缸下侧壁另一端设有泡沫液出液口二；所述泡沫液活塞缸分别通过泡沫液进液口一和泡沫液进液口二与泡沫液进液管道连接，所述泡沫液活塞缸分别通过泡沫液出液口一和泡沫液出液口二与泡沫液回流管道连接；所述泡沫液进液口一、泡沫液进液口二、泡沫液出液口一、泡沫液出液口二处均设有单向阀；

所述水力活塞缸内的活塞杆与泡沫液活塞缸的活塞杆连接；所述活塞推杆一端与滑阀杆伸出端铰接，所述活塞推杆另一端与水力活塞缸和泡沫液活塞缸的活塞杆中部铰接。

水力活塞式泡沫比例混合器的混合循环系统，其中：包括蓄水池、泡沫液储液罐、出水管道、水泵、水力活塞式泡沫比例混合器、第一三通、第二三通、第三三通；

所述蓄水池的出水口通过出水管道与第一三通的一个水平接口连接，所述第一三通的另一个水平接口与水泵的进水口连接，所述第一三通的竖直接口与水力活塞式泡沫比例混合器的回水管道出水口连接；

所述水泵的出水口通过出水管道与第二三通的一个水平接口连接，所述第二三通的另一个水平接口通过出水管道与第三三通的一个水平接口连接，所述第二三通的竖直接口与水力活塞式泡沫比例混合器的进水管道的进水口连接；所述水泵与第二三通之间的出水管道上装有压力表一；

所述第三三通的另一个水平接口通过出水管道与消防水管连接，所述第三三通的竖直接口与水力活塞式泡沫比例混合器的泡沫液回流管道的出口连接；所述泡沫液回流管道上装有压力表二；

所述泡沫液储液罐的出液口与水力活塞式泡沫比例混合器的泡沫液进液管道的进口连接。

进一步，所述泡沫液活塞缸的内径与水力活塞缸的内径比小于(P1/P2)^1/2，其中所述P1为压力表一的绝对压力，P2为压力表二的绝对压力；

所述进水管道直径与出水管道直径的比为n^1/2，所述n为进水管道的进水流量与水泵总出水流量的比值；所述进水管道上设有流量控制阀。

水力活塞式泡沫比例混合器混合循环系统的泡沫比例混合方法，其中：包括以下循环过程：

1)、在水泵的作用下，蓄水池中的水被吸入出水管道，经加第二三通后一部分水由进水管道通过流量调节阀后由滑阀腔上的进液口进入滑阀腔，经过循环口二和循环口四进入水力活塞缸右腔内，在水压作用下驱动活塞向左移动，同时水力活塞缸左腔内的水被活塞推动经循环口三、循环口一回到滑阀内部，然后经排液口、回水管道、第一三通回到水泵进水侧的管道中；

水力活塞缸的活塞向左运动时，活塞杆联动泡沫液活塞缸的活塞向左运动，使得泡沫液储液罐的泡沫液通过泡沫液进液管和泡沫液进液口二进入泡沫液活塞缸的右腔内，同时泡沫液活塞缸左腔内的泡沫液依次经过泡沫液出液口一、泡沫液回流管道到达第三三通，并由第三三通的竖直接口流入，与出水管道中的水混合形成泡沫混合液后进入消防水管，完成一个行程；

2)、当水力活塞缸的活塞到达最大行程时，在活塞杆、活塞推杆、滑阀伸出杆的联动作用下，滑阀被推到滑阀腔的右侧，此时水由滑阀腔上的进液口进入滑阀腔，经过循环口一和循环口三进入水力活塞缸左腔内，在水压的作用下驱动活塞向右运动，同时水力活塞缸活塞右腔内的水被活塞推动经循环口四、循环口二、回到滑阀内部，然后经排液口、回水管道、第一三通回到水泵进水侧管道中；

水力活塞缸的活塞向右运动时，活塞杆联动泡沫液活塞缸的活塞向右运动，使得泡沫液储液罐的泡沫液通过泡沫液进液管和泡沫液进液口一进入泡沫液活塞缸的左腔内，同时泡沫液活塞缸右腔内的泡沫液依次经过泡沫液出液口二、泡沫液回流管道到达第三三通，并由第三三通的竖直接口压入，与出水管道中的水混合形成泡沫混合液后进入消防水管，完成一个往复运动。

本发明通过滑阀腔、滑阀、水力活塞缸和泡沫液活塞缸等机构利用水压力的作用，将泡沫液强制吸入泡沫液活塞缸并加压压入水泵出口后的管道，可有效避免使用文丘里管造成的水压损失的技术问题；泡沫混合液的混合比可以通过调节滑阀腔进水管道上的流量调节阀来实现，混合比的精度较高；采用水力活塞式泡沫比例混合方法，泡沫混合液不流过水泵，不对水泵产生影响；利用压力水作为动力驱动活塞吸取泡沫液储罐中的泡沫液并压入消防水管道，不需要额外的泡沫液泵和配套电动机。与现有技术相比，本发明具有操作简便、工作效率高、可有效避免水压损失、不对水泵产生影响等优点。

附图说明

图1是水力活塞式泡沫比例混合器的结构示意图；

图2是水力活塞式泡沫比例混合器混合循环系统的泡沫比例混合中滑阀在滑阀腔左侧状态下的结构示意图；

图3是水力活塞式泡沫比例混合器混合循环系统的泡沫比例混合中滑阀在滑阀腔右侧状态下的的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至图3所示，本实施例中的水力活塞式泡沫比例混合器，其中：包括滑阀腔5、滑阀6、水力活塞缸7、泡沫液活塞缸8、活塞推杆9、进水管道10、回水管道11、泡沫液进液管道12、泡沫液回流管道13；

所述滑阀6设在滑阀腔5内，所述滑阀腔5上侧壁设有进液口14，所述滑阀腔5通过进液口14与进水管道10连接，所述滑阀腔5下侧壁从左至右依次设有循环口一15、排液口16和循环口二17，所述滑阀腔5通过排液口16与回水管道11连接；

所述水力活塞缸7水平设在滑阀腔5下方，所述水力活塞缸7上侧壁一端设有循环口三18，另一端设有循环口四19；所述循环口三18与滑阀腔5的循环口一15之间通过管道连接，所述循环口四19与滑阀腔5的循环口二17之间通过管道连接；

所述泡沫液活塞缸8设在水力活塞缸7活塞杆伸出端一侧，所述泡沫液活塞缸8上侧壁一端设有泡沫液进液口一20，所述泡沫液活塞缸8上侧壁另一端设有泡沫液进液口二21，所述泡沫液活塞缸8下侧壁一端设有泡沫液出液口一22，所述泡沫液活塞缸8下侧壁另一端设有泡沫液出液口二23；所述泡沫液活塞缸8分别通过泡沫液进液口一20和泡沫液进液口二21与泡沫液进液管道12连接，所述泡沫液活塞缸8分别通过泡沫液出液口一22和泡沫液出液口二23与泡沫液回流管道13连接；所述泡沫液进液口一20、泡沫液进液口二21、泡沫液出液口一22、泡沫液出液口二23处均设有单向阀；

所述水力活塞缸7内的活塞杆与泡沫液活塞缸8的活塞杆连接；所述活塞推杆9一端与滑阀6杆伸出端铰接，所述活塞推杆9另一端与水力活塞缸7和泡沫液活塞缸8的活塞杆中部铰接。

水力活塞式泡沫比例混合器的混合循环系统，其中：包括蓄水池1、泡沫液储液罐2、出水管道3、水泵4、水力活塞式泡沫比例混合器、第一三通24、第二三通25、第三三通26；

所述蓄水池1的出水口通过出水管道3与第一三通24的一个水平接口连接，所述第一三通24的另一个水平接口与水泵4的进水口连接，所述第一三通24的竖直接口与水力活塞式泡沫比例混合器的回水管道11出水口连接；

所述水泵4的出水口通过出水管道3与第二三通25的一个水平接口连接，所述第二三通25的另一个水平接口通过出水管道3与第三三通25的一个水平接口连接，所述第二三通25的竖直接口与水力活塞式泡沫比例混合器的进水管道3的进水口连接；所述水泵4与第二三通25之间的出水管道3上装有压力表一27；

所述第三三通26的另一个水平接口通过出水管道3与消防水管连接，所述第三三通26的竖直接口与水力活塞式泡沫比例混合器的泡沫液回流管道13的出口连接；所述泡沫液回流管道13上装有压力表二28；

所述泡沫液储液罐2的出液口与水力活塞式泡沫比例混合器的泡沫液进液管道12的进口连接。

进一步，所述泡沫液活塞缸8的内径与水力活塞缸7的内径比小于(P1/P2)^1/2，其中所述P1为压力表一27的绝对压力，P2为压力表二28的绝对压力；

所述进水管道10直径与出水管道3直径的比为n^1/2，所述n为进水管道10的进水流量与水泵4总出水流量的比值；所述进水管道10上设有流量控制阀29。

水力活塞式泡沫比例混合器混合循环系统的泡沫比例混合方法，其中：包括以下循环过程：

1)、在水泵4的作用下，蓄水池1中的水被吸入出水管道3，经加第二三通25后一部分水由进水管道10通过流量调节阀后由滑阀腔5上的进液口14进入滑阀腔5，经过循环口二17和循环口四19进入水力活塞缸7右腔内，在水压作用下驱动活塞向左移动，同时水力活塞缸7左腔内的水被活塞推动经循环口三18、循环口一15回到滑阀6内部，然后经排液口16、回水管道11、第一三通24回到水泵4进水侧的管道中；

水力活塞缸7的活塞向左运动时，活塞杆联动泡沫液活塞缸8的活塞向左运动，使得泡沫液储液罐2的泡沫液通过泡沫液进液管12和泡沫液进液口二21进入泡沫液活塞缸8的右腔内，同时泡沫液活塞缸8左腔内的泡沫液依次经过泡沫液出液口一22、泡沫液回流管道13到达第三三通26，并由第三三通26的竖直接口流入，与出水管道3中的水混合形成泡沫混合液后进入消防水管，完成一个行程；

2)、当水力活塞缸7的活塞到达最大行程时，在活塞杆、活塞推杆9、滑阀6伸出杆的联动作用下，滑阀6被推到滑阀腔5的右侧，此时水由滑阀腔5上的进液口14进入滑阀腔5，经过循环口一15和循环口三18进入水力活塞缸7左腔内，在水压的作用下驱动活塞向右运动，同时水力活塞缸7活塞右腔内的水被活塞推动经循环口四19、循环口二17、回到滑阀6内部，然后经排液口16、回水管道11、第一三通24回到水泵4进水侧管道中；

水力活塞缸7的活塞向右运动时，活塞杆联动泡沫液活塞缸8的活塞向右运动，使得泡沫液储液罐2的泡沫液通过泡沫液进液管12和泡沫液进液口一20进入泡沫液活塞缸8的左腔内，同时泡沫液活塞缸8右腔内的泡沫液依次经过泡沫液出液口二23、泡沫液回流管道13到达第三三通26，并由第三三通26的竖直接口压入，与出水管道3中的水混合形成泡沫混合液后进入消防水管，完成一个往复运动。

本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于前述的细节，而应在权利要求所限定的范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的变化和改型都应为权利要求所涵盖。

Claims (1)

1.一种使用包括水力活塞式泡沫比例混合器的混合循环系统的泡沫比例混合方法，其特征在于：水力活塞式泡沫比例混合器，包括滑阀腔（5）、滑阀（6）、水力活塞缸（7）、泡沫液活塞缸（8）、活塞推杆（9）、进水管道（10）、回水管道（11）、泡沫液进液管道（12）、泡沫液回流管道（13）；

所述滑阀（6）设在滑阀腔（5）内，所述滑阀腔（5）上侧壁设有进液口（14），所述滑阀腔（5）通过进液口（14）与进水管道（10）连接，所述滑阀腔（5）下侧壁从左至右依次设有循环口一（15）、排液口（16）和循环口二（17），所述滑阀腔（5）通过排液口（16）与回水管道（11）连接；

所述水力活塞缸（7）水平设在滑阀腔（5）下方，所述水力活塞缸（7）上侧壁一端设有循环口三（18），另一端设有循环口四（19）；所述循环口三（18）与滑阀腔（5）的循环口一（15）之间通过管道连接，所述循环口四（19）与滑阀腔（5）的循环口二（17）之间通过管道连接；

所述泡沫液活塞缸（8）设在水力活塞缸（7）活塞杆伸出端一侧，所述泡沫液活塞缸（8）上侧壁一端设有泡沫液进液口一（20），所述泡沫液活塞缸（8）上侧壁另一端设有泡沫液进液口二（21），所述泡沫液活塞缸（8）下侧壁一端设有泡沫液出液口一（22），所述泡沫液活塞缸（8）下侧壁另一端设有泡沫液出液口二（23）；所述泡沫液活塞缸（8）分别通过泡沫液进液口一（20）和泡沫液进液口二（21）与泡沫液进液管道（12）连接，所述泡沫液活塞缸（8）分别通过泡沫液出液口一（22）和泡沫液出液口二（23）与泡沫液回流管道（13）连接；所述泡沫液进液口一（20）、泡沫液进液口二（21）、泡沫液出液口一（22）、泡沫液出液口二（23）处均设有单向阀；

所述水力活塞缸（7）内的活塞杆与泡沫液活塞缸（8）的活塞杆连接；所述活塞推杆（9）一端与滑阀（6）杆伸出端铰接，所述活塞推杆（9）另一端与水力活塞缸（7）和泡沫液活塞缸（8）的活塞杆中部铰接；

所述混合循环系统，包括蓄水池（1）、泡沫液储液罐（2）、出水管道（3）、水泵（4）、水力活塞式泡沫比例混合器、第一三通（24）、第二三通（25）、第三三通（26）；

所述蓄水池（1）的出水口通过出水管道（3）与第一三通（24）的一个水平接口连接，所述第一三通（24）的另一个水平接口与水泵（4）的进水口连接，所述第一三通（24）的竖直接口与水力活塞式泡沫比例混合器的回水管道（11）出水口连接；

所述水泵（4）的出水口通过出水管道（3）与第二三通（25）的一个水平接口连接，所述第二三通（25）的另一个水平接口通过出水管道（3）与第三三通（26）的一个水平接口连接，所述第二三通（25）的竖直接口与水力活塞式泡沫比例混合器的进水管道（10）的进水口连接；所述水泵（4）与第二三通（25）之间的出水管道（3）上装有压力表一（27）；

所述第三三通（26）的另一个水平接口通过出水管道（3）与消防水管连接，所述第三三通（26）的竖直接口与水力活塞式泡沫比例混合器的泡沫液回流管道（13）的出口连接；所述泡沫液回流管道（13）上装有压力表二（28）；

所述泡沫液储液罐（2）的出液口与水力活塞式泡沫比例混合器的泡沫液进液管道（12）的进口连接；

所述泡沫液活塞缸（8）的内径与水力活塞缸（7）的内径比小于（P1/P2）^½，其中所述P1为压力表一（27）的绝对压力，P2为压力表二（28）的绝对压力；

所述进水管道（10）直径与出水管道（3）直径的比为n^½，所述n为进水管道（10）的进水流量与水泵（4）总出水流量的比值；所述进水管道（10）上设有流量控制阀（29）；

所述泡沫比例混合方法，包括以下循环过程：

1）、在水泵（4）的作用下，蓄水池（1）中的水被吸入出水管道（3），经过第二三通（25）后一部分水由进水管道（10）通过流量调节阀后由滑阀腔（5）上的进液口（14）进入滑阀腔（5），经过循环口二（17）和循环口四（19）进入水力活塞缸（7）右腔内，在水压作用下驱动活塞向左移动，同时水力活塞缸（7）左腔内的水被活塞推动经循环口三（18）、循环口一（15）回到滑阀（6）内部，然后经排液口（16）、回水管道（11）、第一三通（24）回到水泵（4）进水侧的管道中；

水力活塞缸（7）的活塞向左运动时，活塞杆联动泡沫液活塞缸（8）的活塞向左运动，使得泡沫液储液罐（2）的泡沫液通过泡沫液进液管道（12）和泡沫液进液口二（21）进入泡沫液活塞缸（8）的右腔内，同时泡沫液活塞缸（8）左腔内的泡沫液依次经过泡沫液出液口一（22）、泡沫液回流管道（13）到达第三三通（26），并由第三三通（26）的竖直接口流入，与出水管道（3）中的水混合形成泡沫混合液后进入消防水管，完成一个行程；

2）、当水力活塞缸（7）的活塞到达最大行程时，在活塞杆、活塞推杆（9）、滑阀（6）伸出杆的联动作用下，滑阀（6）被推到滑阀腔（5）的右侧，此时水由滑阀腔（5）上的进液口（14）进入滑阀腔（5），经过循环口一（15）和循环口三（18）进入水力活塞缸（7）左腔内，在水压的作用下驱动活塞向右运动，同时水力活塞缸（7）活塞右腔内的水被活塞推动经循环口四（19）、循环口二（17）、回到滑阀（6）内部，然后经排液口（16）、回水管道（11）、第一三通（24）回到水泵（4）进水侧管道中；

水力活塞缸（7）的活塞向右运动时，活塞杆联动泡沫液活塞缸（8）的活塞向右运动，使得泡沫液储液罐（2）的泡沫液通过泡沫液进液管道（12）和泡沫液进液口一（20）进入泡沫液活塞缸（8）的左腔内，同时泡沫液活塞缸（8）右腔内的泡沫液依次经过泡沫液出液口二（23）、泡沫液回流管道（13）到达第三三通（26），并由第三三通（26）的竖直接口压入，与出水管道（3）中的水混合形成泡沫混合液后进入消防水管，完成一个往复运动。

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