CN113198130B - 一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统及其使用方法，一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统，包括控制及供电部分、泡沫液供给部分、水供给部分、空气供给部分以及泡沫混合室及喷射部分；本发明还公开了该灭火系统的使用方法，通过系统控制空气，泡沫原液，水的合理混合，在控制系统下进行泡沫混合液的喷射灭火，且还增加了保护和清管设计；本发明通过合理地系统设计提高了灭火系统的可靠性，采用正压式技术进行泡沫混合，解决了喷射量程短问题，优化了控制系统，机械部分采用模块化设计提高了后期的维护效率和质量。

Description

一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统及其使用方法

技术领域

本发明属于电网应急消防灭火技术领域，具体涉及一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统，还涉及一种灭火系统的使用方法。

背景技术

在当下进入新世纪以来，人类社会逐渐地全面进入知识经济时代、网络信息时代。慢慢地发现保证电能的安全、稳定供应在平时生活中有着十分重要的作用，所以电网的重要性也日渐提升。而变压器是电网中保障电能正常供应的重要一环，一旦变压器不能正常工作或者发生火灾事故将为当地的经济发展带来不可预估的损失。

而电网中变压器如果发生火灾事故，即下方的油罐出现着火现象，则需要泡沫灭火技术进行灭火。原因是普通的纯水灭火装置对于油类火灾不能进行有效的扑灭，水的密度比油高，当普通的纯水灭火剂喷射至油类火源时，水会沉降至油的下方，从而使油漂浮在水的表面，依然与空气中的氧气进行充分接触，并不能进行有效的灭火。所以使用泡沫灭火技术来专门针对油类火灾。其中在泡沫混合液中，水的主要作用是降温，尽可能不让燃体达到燃点，从而保护还没有起火的部分，让已经着火的设备坚持的时间更长。除此之外，是为不让油罐变形烧穿，防止更多原油泄漏出来；泡沫的作用是释放二氧化碳，阻隔火源与空气的接触，能够更有效的灭火。总而言之在油类火灾中，水作为基本灭火剂在油类灭火方面产生的作用是隔热，防止其他未燃烧物体燃烧。

如今电网的变压器周围都设置有泡沫灭火装置，传统的泡沫灭火装置存在喷射量程低，采用负压式技术混合泡沫，泡沫质量、密度以及泡沫灭火装置本身可靠性不高的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统，解决了目前泡沫灭火设备存在的泡沫质量和可靠性不高，且操作不够便捷的问题。

本发明的一个技术方案是，

一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统，包括控制及供电部分、泡沫液供给部分、水供给部分、空气供给部分以及泡沫混合室及喷射部分；

其中，泡沫液供给部分包括泡沫原液贮存罐，泡沫原液贮存罐通过泡沫管路与泡沫混合室及喷射部分导通，泡沫管路依次设置有泡沫泵、第一单相止回阀、监测元件组以及气动三通阀，泡沫液供给部分还设置有用于检测泡沫原液的循环测试管路；

其中，水供给部分包括连通泡沫混合室及喷射部分的水路管，水路管设置有手动蝶阀和第二单相止回阀；

其中，空气供给部分包括通过空气管路连接至泡沫混合室及喷射部分的供气空压机，空气管路依次设置有手动截止阀、减压阀、气动蝶阀以及第三单相止回阀，减压阀配置有空压机组件，空压机组件依次连通控制减压阀、气动蝶阀以及气动三通阀，以便对泡沫液供给部分和泡沫液供给部分提供气动控制；

其中，泡沫混合室及喷射部分包括有气液混合室，气液混合室配置有压力传感器和电动蝶阀。

本发明的特点在于，

监测元件组包括用于监测泡沫原液的音叉传感器以及用于监测泡沫流量的泡沫流量计，音叉传感器和泡沫流量计均设置于泡沫导管。

循环测试管路包括循环泡沫管，气动三通阀的第一通和第二通分别连通泡沫管路和泡沫混合室及喷射部分，气动三通阀的第三通连接循环泡沫管的一端，循环泡沫管的另一端连接气动三通阀的第三通。

水路管上配置有水流量计。

空气管路上配置有第二压力传感器。

空压机组件包括空压机，空压机通过空气控制管路连接减压阀空压机通过原液控制管路连接气动蝶阀和气动三通阀，原液控制管路和空气控制管路均设置有过滤器，空气控制管路还设置有电气比例阀。

本发明的另一个技术方案是，

一种灭火系统的使用方法，其特征在于，按照如下步骤进行：

步骤1：通过控制及供电部分设置好灭火所需要的泡沫混合比；水路中的手动蝶阀打开，水流量计开始记录水流量，管道中开始注水；

步骤2：控制及供电部分根据水管路中水流量计的数据，控制空气控制管路中电气比例阀和减压阀，以及泡沫管路中的泡沫泵的转速，得出相应配比的空气量与泡沫原液量；

步骤3：控制及供电部分控制空压机打开气动三通阀，在气液混合室的泡沫混合液与空气混合达到目标压力值时，控制及供电部分控制电动蝶阀打开；

步骤4：混合好后泡沫通过气液混合室喷射出来；

若在泡沫喷射的过程中，泡沫原液贮存罐中的泡沫原液贮存量不足时，音叉传感器将进行报警，气液混合室会喷出水与空气的混合液；

步骤5：泡沫喷射结束以后系统自动关闭泡沫管路，空气供给部分中多余的供给气体通过消音器管道进行排气，通过消音器进行消音，其余气体与水混合用于冲洗管道中残留的泡沫。

本发明的有益效果是，一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统，提供的一种高可靠性计量注入式压缩空气泡沫灭火系统，其真正实现了高可靠冗余功能。在装置中不论是在硬件上空气路、泡沫路都设计有冗余功能；在软件上设置有两套完全一致的计算控制系统，当其中一套控制系统出现故障后，会立即切换至另一套控制系统，并承接尚未完成的工作任务。真正意义上实现了硬冗余与软冗余。

在设计该灭火系统时，提前考虑到后期维修的快捷性、快速性。使得装置各个部分都进行了模块化处理，当设备出现故障需要维修时，维修人员可根据现场情况快速的进行维修、更换。大大提高了工作的便利与效率。

该系统支持远程和就地控制，此设计的功能在火警信号到来时，系统能够极快的投入工作，尽可能的降低了火灾损失与提高了支援的快速性。

系统根据现场情况，工作人员可以灵活的设置泡沫原液与水的混合比，支持1-6%的调节范围，为满足不同现场情况的火灾状况。在装置外观上装有运行、火警、故障状态不同的灯光指示系统，可以在外部就准确判断装置的工作状态，也提升了装置系统的外观水平。

附图说明

图1是本发明一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统的系统结构图；

图2是本发明一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统的工作流程图。

图中，1.泡沫原液贮存罐；2.音叉传感器；3.泡沫泵；4.第一单相止回阀；5.泡沫流量计；6.气动三通阀；7.第四单相止回阀；8.手动蝶阀；9.第二单相止回阀；10.水流量计；11.第一压力传感器；12.气液混合室；13.电动蝶阀；14.供气空压机；15.手动截止阀；16.消音器；17.减压阀；18.第二压力传感器；19.气动蝶阀；20.第三单相止回阀；21.空压机；22.过滤器；23.电气比例阀，24.泡沫管路，25.循环泡沫管，26.水路管，27.空气管路，28.原液控制管路，29.空气控制管路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统及其使用方法进行详细说明。

如图1所示，一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统，第一部分为泡沫液供给部分，主要由泡沫原液贮存罐1，音叉传感器2，泡沫泵3，单相止回阀4，泡沫流量计5，气动三通阀6组成。泡沫泵的工作状态由控制系统来操控，而泡沫泵3的转速大小决定着泡沫混合液的混合比例，在确定好泡沫混合液的比例后，泡沫泵3的转速随着水流量的大小时刻发生变化。而音叉传感器2的作用主要在于监测泡沫原液贮存罐1中泡沫原液的贮存量。在泡沫流量计5的后方的气动三通阀6主要由空压机21来作为供气源，而气动三通阀6的作用图1可知，当需要单独测试泡沫泵3的运行状况时，可以将气动三通阀6后方的阀门关闭，打开下方阀门，使得泡沫管路24能够进入循环状态。如此不仅可以节约泡沫原液的贮存量，同时达到测试泡沫泵3的目的。

第二部分为水供给部分，主要由手动蝶阀8，单相止回阀9，水流量计10组成。其中在控制及供电部分远程控制时，手动将水路的的手动蝶阀8打开，当检测到火警信号时，水路中开始供水。空气管路27与泡沫管路24的配比量都是根据水路管26中传感器所传回的数据进行相应配合。单相止回阀9的作用主要是防止水回流导致水管道阻力变大，不论是对管道安全还是泡沫质量都会造成不良的影响。

第三部分为空气供给部分，主要由供气空压机14；手动截止阀15；消音器16；减压阀17；第二压力传感器18；气动蝶阀19；单相止回阀20；空压机21；过滤器22；电气比例阀组成23。首先空压机21是为泡沫路中的气动三通阀6以及空气路中气动蝶阀19提供气源。

根据设置好的气液比，当检测到水流量时，则供气空压机14相应的进行供气。通过控制减压阀17、电气比例阀23使得空气管路27中的气压满足要求，并与水路管26进行混合。在空气管路27中满足供气空压机14冗余的功能，所以可以根据现场情况选择是否配备两台供气空压机14进行供气，在供气空压机14工作时多余的气体可以通过消音器管道排出，在排出气体时产生的噪音通过消音器16完成，不仅如此供气空压机14产生的气体都需要通过过滤器22进行过滤，将空气中所含的水分与油去除，保证喷射出的泡沫质量达到灭火要求。

第四部分为泡沫混合室及喷射部分，主要由第一压力传感器11；气液混合室12；电动蝶阀组成13。首先当泡沫原液与水混合后进入气液混合室12后，空气也进入到混合室，泡沫在室中进行发泡。与此同时第一压力传感器11对气液混合室12中的压力值进行检测，通过大量的实验得出开启电动蝶阀13最合适的压力值。电动蝶阀13打开后则通过泡沫喷射口喷射至灭火点。

如图2所示，首先第一步接收到火警信号后，三路管道同时开始工作，水路打开出口阀，增压泵开始工作供水；空气路打开空压机开始供气；泡沫路中设置的音叉传感器检测判断是否贮存有泡沫原液，当检测到泡沫原液时，则泡沫泵开始工作，并打开气动三通球阀，导通泡沫管路。第二步水路管道中设置的水流量计测出水流量，根据水流量的大小控制系统计算出相应要求的泡沫量，从而实时调整泡沫泵的转速，并将实时泡沫量数据反馈至控制系统判断是否达到目标泡沫量。与此同时，泡沫原液与水混合后进入混合室中，混合室中设置的压力传感器检测室内压力，根据混合液压力的大小控制系统计算出相应要求的气压，从而实时调整电气比例阀与减压阀，并将实时空气压力数据反馈至控制系统判断是否达到目标气压值。当混合室中压力值达到目标值后，混合室后方的电动蝶阀打开，泡沫混合液通过喷射炮头喷射至灭火点。第三步判断火警是否解除，若火警未解除，则继续进行第二步操作内容；若接收到火警信号解除，则关闭泡沫泵，关闭气动三通球阀，纯水清洗管道并关闭空压机，多余气体通过消音器管道排出，清洗管道动作完成后，关闭出口阀，灭火系统进入待机状态。

一种高可靠冗余的计量注入式压缩空气泡沫灭火系统的使用方法，按照以下步骤进行：

步骤1：根据现场情况要求提前将所需要的泡沫混合比通过屏幕操作界面设置好。当检测到火警信号时，水路管26中的水流量计10开始工作并注水。

步骤2：控制及供电部分根据水路管26中传感器所传输的数据，控制空气控制管路29中电气比例阀23和减压阀17，以及泡沫管路24中的泡沫泵3的转速，得出相应配比的空气量与泡沫液量。

步骤3：泡沫液通过三通球阀与单向阀和水混合后进入泡沫混合室，空气管路27通过减压阀17与第三单相止回阀20进入气液混合室12，泡沫混合液与空气在泡沫混合室中发泡，与此同时气液混合室12中压力增加，当达到目标压力值时，控制及供电部分控制气液混合室12后的电动蝶阀13打开，而目标压力值是通过大量的实验测试得出。

步骤4：混合好后的压缩空气泡沫通过泡沫喷射炮口喷出，将压缩空气泡沫喷射至着火点，进行灭火，待扑灭火势。在扑灭火势的过程中可以根据火势实际情况调整炮口位置与喷射泡沫形状。

步骤5：将火势扑灭后，由现场工作人员到装置前手动停止运行，之后系统自动进入巡检模式。在该模式下泡沫管路24会关闭；空气管路27中所设置的排气阀门打开，使得供气空压机14在原有基础上继续运行，运行时间可设；供水管道中增压水泵继续运行，其目的是冲洗管道中残留的泡沫，防止管道出现腐蚀现象，尽可能地延长管道使用寿命。若在灭火过程中，泡沫原液贮存罐1中泡沫原液贮存量不足时，运行系统会通过泡沫管路24中设计的音叉传感器2所传数据进行报警，使得现场工作人员能够第一时间知晓系统状态。当泡沫原液不足时，系统仍会继续工作，输出为纯水与空气混合后的液体。

本发明一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统。通过合理地系统设计，提高了灭火系统的可靠性，采用正压式技术进行泡沫混合，解决了喷射量程短问题，优化了控制系统，机械部分采用模块化设计提高了后期的维护效率和质量。

Claims (3)

1.一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统，其特征在于，包括控制及供电部分、泡沫液供给部分、水供给部分、空气供给部分以及泡沫混合室及喷射部分；

其中，泡沫液供给部分包括泡沫原液贮存罐（1），所述泡沫原液贮存罐（1）通过泡沫管路（24）与泡沫混合室及喷射部分导通，所述泡沫管路（24）依次设置有泡沫泵（3）、第一单相止回阀（4）、监测元件组以及气动三通阀（6），所述泡沫液供给部分还设置有用于检测泡沫原液的循环测试管路；

其中，所述水供给部分包括连通泡沫混合室及喷射部分的水路管（26），所述水路管（26）设置有手动蝶阀（8）和第二单相止回阀（9）；

其中，所述空气供给部分包括通过空气管路（27）连接至泡沫混合室及喷射部分的供气空压机（14），所述空气管路（27）依次设置有手动截止阀（15）、减压阀（17）、气动蝶阀（19）以及第三单相止回阀（20），所述减压阀（17）配置有空压机组件，所述空压机组件依次连通控制减压阀（17）、气动蝶阀（19）以及气动三通阀（6），以便对泡沫液供给部分和泡沫液供给部分提供气动控制；

其中，所述泡沫混合室及喷射部分包括有气液混合室（12），所述气液混合室（12）配置有第一压力传感器（11）和电动蝶阀（13），第一压力传感器（11）对气液混合室（12）中的压力值进行检测，当气液混合室（12）中压力值达到目标值后，气液混合室（12）后方的电动蝶阀（13）打开；

所述监测元件组包括用于监测泡沫原液的音叉传感器（2）以及用于监测泡沫流量的泡沫流量计（5），所述音叉传感器（2）和泡沫流量计（5）均设置于泡沫管路（24）；

所述循环测试管路包括循环泡沫管（25），所述气动三通阀（6）的第一通和第二通分别连通泡沫管路（24）和泡沫混合室及喷射部分，所述气动三通阀（6）的第三通连接循环泡沫管（25）的一端，所述循环泡沫管（25）的另一端与泡沫管路（24）连接泡沫原液贮存罐（1）的一端连通；

所述空压机组件包括空压机（21），所述空压机（21）通过空气控制管路（29）连接减压阀（17）所述空压机（21）通过原液控制管路（28）连接气动蝶阀（19）和气动三通阀（6），所述原液控制管路（28）和空气控制管路（29）均设置有过滤器（22），所述空气控制管路（29）还设置有电气比例阀（23）；

所述水路管（26）上配置有水流量计（10），空气管路（27）与泡沫管路（24）的配比量都是根据水路管（26）中水流量计（10）所传回的数据进行相应配合。

2.根据权利要求1所述的一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统，其特征在于，所述空气管路（27）上配置有第二压力传感器（18）。

3.根据权利要求1所述的一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统的使用方法，其特征在于，按照如下步骤进行：

步骤1：通过控制及供电部分设置好灭火所需要的泡沫混合比；对应阀门打开，水路中的手动蝶阀（8）打开，水流量计（10）开始记录水流量，管道中开始注水；

步骤2：控制及供电部分根据水管路（26）中水流量计（10）的数据，控制空气控制管路（29）中电气比例阀（23）和减压阀（17），以及泡沫管路（24）中的泡沫泵（3）的转速，得出相应配比的空气量与泡沫原液量；

步骤3：泡沫液通过气动三通阀（6）和第四单相止回阀（7）与水混合后进入泡沫混合室，空气管路（27）通过减压阀（17）与第三单相止回阀（20）进入气液混合室（12），泡沫混合液与空气在泡沫混合室中发泡，与此同时气液混合室（12）中压力增加，当达到目标压力值时，控制及供电部分控制气液混合室（12）后的电动蝶阀（13）打开；

步骤4：混合好后泡沫通过气液混合室（12）喷射出来；

若在泡沫喷射的过程中，泡沫原液贮存罐（1）中的泡沫原液贮存量不足时，音叉传感器（2）将进行报警，气液混合室（12）会喷出水与空气的混合液；

步骤5：泡沫喷射结束以后系统自动关闭泡沫管路（24），空气供给部分中多余的供给气体通过消音器（16）的管道进行排气，并通过消音器（16）进行消音，其余气体与水混合用于冲洗管道中残留的泡沫。

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