CN114225265A - 一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统及工艺及其控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统及工艺及其控制电路。系统包括水源、泡沫液源、压缩空气源，以及释放三元流体混合物的末端，水源、泡沫液源、压缩空气源的各自管道分别联通至灭火保护分区部的压缩空气泡沫产生器的进口端，水、泡沫液、压缩空气进入压缩空气泡沫产生器中混合并释放，压缩空气泡沫产生器出口与系统末端的喷射装置相接；所述的压缩空气泡沫产生器设置有多个，该多个压缩空气泡沫产生器对应连接多组水源、泡沫液源、压缩空气源的管道，每个压缩空气泡沫产生器的混合物量与每个灭火保护分区部的所需量对应；水源包括并联设置的水输送管道和水巡检回流管道；泡沫液源包括并联设置的泡沫液输送管道和泡沫液巡检回流管道。

Description

一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统及工艺及其控制电路

技术领域

本发明属于消防技术领域，涉及压缩空气泡沫系统，具体涉及一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统及工艺及其控制电路。

背景技术

压缩空气泡沫系统(简称CAFS)是压缩空气泡沫(简称CAF)的应用，压缩空气泡沫系统生成泡沫的机理是向泡沫混合液内通入一定比例的压缩空气，撞击混合后产生泡沫，形成一种三元两相混合灭火剂，即水、泡沫液、压缩空气三元两相混合。

现有的消防的灭火系统采用的是传统干式管网CAFS灭火系统，参照图1，即消防(水)泵、泡沫液泵、空压机、混合器集成到一套直接并联的设备上，或是将这些设备放置在一个设备间内，水、泡沫液、压缩空气在混合器处形成CAF输送到(输送)管网至需要消防灭火的末端释放。现有的这种系统具有的问题：1、从消防(水)泵出口到混合器入口的水输送管路，在备勤状态下是空管；2、从泡沫液泵出口到混合器入口的泡沫液输送管路，在备勤状态下是空管；3、从空压机出口到混合器入口的压缩空气输送管路，在备勤状态下是空管；4、且从混合器出口到末端施放分区的CAF输送管路，在备勤状态下也是空管。

前述四述“空管”问题会存在以下弊端：一、CAFS灭火系统从接收火灾报警信号启动设备到末端输出CAF灭火，(灭火介质)需要充满输送管路建立压力，由于管路具有长度，这样就会导致响应时间从20秒到2分钟不等，时效性有待提高，对于需要第一时间启动灭火的末端使用效果欠佳；二、适用范围窄，即现有的CAFS灭火系统的混合器输出CAF灭火剂的流量是定量式的，只适合一种末端射流(量)固定的一种流量的输出。实际上，每种末端由于其灭火体量不同，其灭火流量也不同，即现有的CAFS灭火系统的适用性是较差的，更多的会造成有的末端灭火体量不足或有的末端灭火体量浪费；且由于现有的灭火流量定量，因此只能匹配单一种喷射装置，不能匹配不同的喷射终端，无法满足不同防火喷射需求；三、现有的CAFS灭火系统泡沫液和水管网直并，即系统内泡沫液和水管网中形成泡沫混合液，泡沫混合液不能存放时间过长(时间稍长，效果变差甚至即会失效)，具体参照图1，传统CAFS灭火系统将水和泡沫液在管路结构上形成泡沫混合液，再经过一段管路后在混合器上注入压缩空气形成CAF，这是现有的干式管网CAFS灭火系统输送的很大缺陷。

发明内容

本发明目的是提供一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统及工艺及其控制电路，解决现有技术的弊端，本发明根据需要设置在固定式压缩空气泡沫灭火系统的场合，比如交通隧道、地下管廊、输变电站、石油罐区等或可设置于扑救A类火灾、B类火灾的场合。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统，包括水源、泡沫液源、压缩空气源，以及释放水、泡沫液、压缩空气三元流体混合物的末端，

所述的水源、泡沫液源、压缩空气源的各自管道分别联通至灭火保护分区部的压缩空气泡沫产生器的进口端，水、泡沫液、压缩空气进入压缩空气泡沫产生器中混合并释放，压缩空气泡沫产生器出口与系统末端的喷射装置相接；

所述的压缩空气泡沫产生器设置有多个，该多个压缩空气泡沫产生器对应连接多组水源、泡沫液源、压缩空气源的管道，每个压缩空气泡沫产生器的混合物量与每个灭火保护分区部的所需量对应；

所述的水源包括并联设置的水输送管道和水巡检回流管道；所述的泡沫液源包括并联设置的泡沫液输送管道和泡沫液巡检回流管道；所述的压缩空气源包括压缩空气输送管道。

进一步的，系统备勤状态下，压缩空气泡沫产生器的进口端与水源、泡沫液源、压缩空气源之间的管道充满对应流体。

再进一步的，所述的水输送管道延伸至压缩空气泡沫产生器的进口端；所述的泡沫液输送管道延伸至压缩空气泡沫产生器的进口端；所述的压缩空气输送管道延伸至压缩空气泡沫产生器的进口端；

每个压缩空气泡沫产生器的进口端上位设置阀十二，每个压缩空气泡沫产生器的进口端上位设置阀十三，每个压缩空气泡沫产生器的进口端上位设置阀十四；

水输送管路上位于阀十二的上位设置阀十一；泡沫液输送管道上位于阀十三的上位设置阀十；压缩空气输送管道上位于阀十四的上位设置阀九；

所述的阀十一位于水输送管道和水巡检回流管道并联端的下位；所述的阀十位于泡沫液输送管道和泡沫液巡检回流管道并联端的下位。

再进一步的，所述的水输送管道上设置消防水泵，所述的水巡检回流管道上设置阀一；所述的泡沫液输送管道上设置泡沫液泵，所述的泡沫液巡检回流管道上设置阀四；压缩空气输送管道的输入端设置气罐和空压机；

所述的压缩空气泡沫产生器包括泡沫混合室和气液混合室，充满水的水输送管道通过阀十二连接压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室进水口；充满泡沫液的泡沫液输送管道通过阀十三连接压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室泡沫液进口；充满压缩空气的压缩空气输送管道通过阀十四连接压缩空气泡沫产生器的气液混合室进气口。

再进一步的，所述的阀十二、阀十三、阀十四为电动控制阀或比例控制阀；所述的阀一、阀四为电控阀门。

再进一步的，水输送管道上位于消防水泵的上位设置消防水输入端，所述的消防水输入端设置消防水罐，消防水输入端与消防水泵之间设置阀二，消防水泵的下位依次设置阀三、法兰一、阀十一；所述的水巡检回流管道的输出位并联于阀三与法兰一之间的水输送管道上，水巡检回流管道的输入位与消防水输入端连接。

再进一步的，所述的法兰一到阀十一之间的水输送管道为远程输水管网，所述的阀十一设置于远程输水管网的压力最低点处；远程输水管网通过阀十二连接压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室的进水口。

进一步的，泡沫液输送管道上位于泡沫液泵的上位设置泡沫液输入端，所述的泡沫液输入端设置泡沫液罐，泡沫液输入端与泡沫液泵之间设置阀五，泡沫液泵的下位依次设置阀六、法兰二、阀十；所述的泡沫液巡检回流管道的输出位并联于阀六与法兰二之间的泡沫液输送管道上，泡沫液巡检回流管道的输入位与泡沫液输入端连接。

再进一步的，所述的法兰二到阀十之间的泡沫液输送管道为远程输送泡沫液管网，所述的阀十设置于远程输送泡沫液管网的压力最低点处；远程输送泡沫液管网通过阀十三连接压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室的泡沫液进口。

进一步的，压缩空气输送管道上自压缩空气输入端依次设置阀七、阀八、法兰三、阀九。

再进一步的，所述的法兰三到阀九之间的压缩空气输送管道为远程输送压缩空气管网，所述的阀九设置于远程输送压缩空气管网的压力最低点处；远程输送压缩空气管网通过阀十四连接压缩空气泡沫产生器的气液混合室的进气口。

一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统的工艺，包括如下步骤：

1)、压缩空气泡沫产生器的进口端与水源、泡沫液源、压缩空气源之间的管道充满对应流体；

2)、水、泡沫液、压缩空气同时注入压缩空气泡沫产生器形成压缩空气泡沫即刻释放。

进一步的，步骤2)中接收到火灾报警系统的启动信号，CAFS控制系统发出启动CAFS灭火指令；阀十二、阀十三、阀十四接收灭火指令开启，流体水、泡沫液、压缩空气经过压缩空气泡沫产生器输出CAF，同时消防水泵、泡沫液泵、空压机启动加压。

进一步的，步骤2)后还包括巡检工艺：

备勤状态下，消防水泵、泡沫液泵、空压机运行将管路充满流体处于带压状态，管路压力控制在满足产生CAF的需要压力范围内，压力降低时，消防水泵、泡沫液泵、空压机自动运行加压；

CAFS控制系统发出巡检指令，阀一、阀四接收指令开启，形成水路和泡沫液路的回流管路，消防水泵、泡沫液泵分别按照设定的转速运行，到达设定的运转时间启停，并将消防水泵、泡沫液泵的状态反馈到CAFS控制系统。

一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统的工艺的控制电路，包括PLC控制器，PLC控制器上设置远程输水管网压力信号端、压缩空气管网压力信号端、泡沫液管网压力信号端；PLC控制器的控制电路包括与空压机、消防水泵、泡沫液泵连接的中继电路以及与空压机、消防水泵、泡沫液泵连接的驱动电路；

系统保压状态，PLC控制器监测压缩空气管网压力信号低于设定值时，驱动电路的继电器KA24吸合，中继电路的中间继电器KA4吸合，驱动中继电路的主接触器KM1、KM3吸合进行星形启动，延时设定时间中继电路KM2吸合、KM3断开，到达高压设定值时驱动电路继电器KA10吸合，使中继电路中间继电器KA4断开，中继电路主接触器KM1、KM2断开，停止空压机加压；PLC监测远程输水管网压力信号低于设定值时，驱动电路的继电器KA25吸合，中继电路的中间继电器KA6吸合，驱动中继电路的主接触器KM4、KM6吸合进行星形启动，延时设定时间中继电路KM5吸合、KM6断开，到达高压设定值时驱动电路继电器KA12吸合，使中继电路中间继电器KA6断开，中继电路主接触器KM4、KM5断开，停止消防水泵加压；PLC控制器监测远程输送泡沫液管网压力信号低于设定值时，驱动电路的继电器KA26吸合，中继电路的中间继电器KA8吸合，驱动中继电路的主接触器KM7吸合，到达高压设定值时驱动电路继电器KA14吸合，使中继电路的中间继电器KA8断开，中继电路的主接触器KM7断开，停止泡沫液泵加压。

本发明的技术效果在于：一、流体被预先输送到防火保护区域(即灭火保护分区部)，并满足灭火所需设定压力和流量，使得压缩空气产生装置(即压缩空气泡沫产生器)能按需设置安装数量和安装方式，贴近防火区域，产生压缩空气泡沫灭火剂的相应时间，缩短到3秒钟内，极大提高了灭火启动相应时间。

二、泡沫液和水管网独立分开，使得泡沫液的存放时间可以更长，比现有的泡沫混合液的管网系统提高5倍的存放时间。

三、压缩空气泡沫产生器设计为模块式，分离于流体输送设备，具体是安装于末端的防火保护区域(即灭火保护分区部)，使得泡沫液、水、压缩空气实现了湿式管网的远程输送，改变了常规干式管网输送缺陷。通过改变对阀十二、阀十三、阀十四的控制方式，可在一套压缩空气泡沫灭火系统内，实现对多个不同防火分区配置多个不同流量压力喷射需求的喷射装置。具体的可以配置消防炮喷射、喷淋管喷射、泡沫喷头喷射、消防枪喷射等，适应多种末端射流需求。

本发明根据需要设置在固定式压缩空气泡沫灭火系统的场合，比如交通隧道、地下管廊、输变电站、石油罐区等或可设置于扑救A类火灾、B类火灾的场合。

附图说明

图1为现有的传统干式管网CAFS灭火系统构造图；

图2为本发明的系统构造图，图中设置三组水源、泡沫液源、压缩空气源的管道，实际上可以根据实际需求设置n(n≥1)组；

图3为本发明的压缩空气泡沫产生器的立体图；

图4为本发明的压缩空气泡沫产生器的主视图；

图5为图4的A-A剖视图，图中泡沫液混合室即图2中泡沫混合室；

图6为本发明的PLC控制器图；

图7a本发明的二次控制星三角电路图，即中继电路图；

图7b本发明的二次控制启停控制电路图，即驱动电路图；

图7c为本发明的主回路控制电路图，图中11、12、13、14、15、16为电流互感器的接线端子标识。

具体实施方式

一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统，包括水源、泡沫液源、压缩空气源，以及释放水、泡沫液、压缩空气三元流体混合物的末端，

所述的水源、泡沫液源、压缩空气源的各自管道分别联通至灭火保护分区部的压缩空气泡沫产生器的进口端，水、泡沫液、压缩空气进入压缩空气泡沫产生器中混合并释放，压缩空气泡沫产生器出口与系统末端的喷射装置相接；

所述的压缩空气泡沫产生器设置有多个，该多个压缩空气泡沫产生器对应连接多组水源、泡沫液源、压缩空气源的管道，每个压缩空气泡沫产生器的混合物量与每个灭火保护分区部的所需量对应；

所述的水源包括并联设置的水输送管道和水巡检回流管道；所述的泡沫液源包括并联设置的泡沫液输送管道和泡沫液巡检回流管道；所述的压缩空气源包括压缩空气输送管道。

进一步的，系统备勤状态下，压缩空气泡沫产生器的进口端与水源、泡沫液源、压缩空气源之间的管道充满对应流体。

再进一步的，所述的水输送管道延伸至压缩空气泡沫产生器的进口端；所述的泡沫液输送管道延伸至压缩空气泡沫产生器的进口端；所述的压缩空气输送管道延伸至压缩空气泡沫产生器的进口端；

每个压缩空气泡沫产生器的进口端上位设置阀十二，每个压缩空气泡沫产生器的进口端上位设置阀十三，每个压缩空气泡沫产生器的进口端上位设置阀十四；

水输送管路上位于阀十二的上位设置阀十一；泡沫液输送管道上位于阀十三的上位设置阀十；压缩空气输送管道上位于阀十四的上位设置阀九；

所述的阀十一位于水输送管道和水巡检回流管道并联端的下位；所述的阀十位于泡沫液输送管道和泡沫液巡检回流管道并联端的下位。

再进一步的，所述的水输送管道上设置消防水泵，所述的水巡检回流管道上设置阀一；所述的泡沫液输送管道上设置泡沫液泵，所述的泡沫液巡检回流管道上设置阀四；压缩空气输送管道的输入端设置气罐和空压机；

所述的压缩空气泡沫产生器包括泡沫混合室和气液混合室，充满水的水输送管道通过阀十二连接压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室进水口；充满泡沫液的泡沫液输送管道通过阀十三连接压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室泡沫液进口；充满压缩空气的压缩空气输送管道通过阀十四连接压缩空气泡沫产生器的气液混合室进气口。

再进一步的，所述的阀十二、阀十三、阀十四为电动控制阀或比例控制阀；所述的阀一、阀四为电控阀门。

再进一步的，水输送管道上位于消防水泵的上位设置消防水输入端，所述的消防水输入端设置消防水罐，消防水输入端与消防水泵之间设置阀二，消防水泵的下位依次设置阀三、法兰一、阀十一；所述的水巡检回流管道的输出位并联于阀三与法兰一之间的水输送管道上，水巡检回流管道的输入位与消防水输入端连接。

再进一步的，所述的法兰一到阀十一之间的水输送管道为远程输水管网，所述的阀十一设置于远程输水管网的压力最低点处；远程输水管网通过阀十二连接压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室的进水口。

进一步的，泡沫液输送管道上位于泡沫液泵的上位设置泡沫液输入端，所述的泡沫液输入端设置泡沫液罐，泡沫液输入端与泡沫液泵之间设置阀五，泡沫液泵的下位依次设置阀六、法兰二、阀十；所述的泡沫液巡检回流管道的输出位并联于阀六与法兰二之间的泡沫液输送管道上，泡沫液巡检回流管道的输入位与泡沫液输入端连接。

再进一步的，所述的法兰二到阀十之间的泡沫液输送管道为远程输送泡沫液管网，所述的阀十设置于远程输送泡沫液管网的压力最低点处；远程输送泡沫液管网通过阀十三连接压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室的泡沫液进口。

进一步的，压缩空气输送管道上自压缩空气输入端依次设置阀七、阀八、法兰三、阀九。

再进一步的，所述的法兰三到阀九之间的压缩空气输送管道为远程输送压缩空气管网，所述的阀九设置于远程输送压缩空气管网的压力最低点处；远程输送压缩空气管网通过阀十四连接压缩空气泡沫产生器的气液混合室的进气口。

一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统的工艺，包括如下步骤：

1)、压缩空气泡沫产生器的进口端与水源、泡沫液源、压缩空气源之间的管道充满对应流体；

2)、水、泡沫液、压缩空气同时注入压缩空气泡沫产生器形成压缩空气泡沫即刻释放。

进一步的，步骤2)中接收到火灾报警系统的启动信号，CAFS控制系统发出启动CAFS灭火指令；阀十二、阀十三、阀十四接收灭火指令开启，流体水、泡沫液、压缩空气经过压缩空气泡沫产生器输出CAF，同时消防水泵、泡沫液泵、空压机启动加压。

进一步的，步骤2)后还包括巡检工艺：

备勤状态下，消防水泵、泡沫液泵、空压机运行将管路充满流体处于带压状态，管路压力控制在满足产生CAF的需要压力范围内，压力降低时，消防水泵、泡沫液泵、空压机自动运行加压；

CAFS控制系统发出巡检指令，阀一、阀四接收指令开启，形成水路和泡沫液路的回流管路，消防水泵、泡沫液泵分别按照设定的转速运行，到达设定的运转时间启停，并将消防水泵、泡沫液泵的状态反馈到CAFS控制系统。

一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统的工艺的控制电路，包括PLC控制器，PLC控制器上设置远程输水管网压力信号端、压缩空气管网压力信号端、泡沫液管网压力信号端；PLC控制器的控制电路包括与空压机、消防水泵、泡沫液泵连接的中继电路以及与空压机、消防水泵、泡沫液泵连接的驱动电路；

系统保压状态，PLC控制器监测压缩空气管网压力信号低于设定值时，驱动电路的继电器KA24吸合，中继电路的中间继电器KA4吸合，驱动中继电路的主接触器KM1、KM3吸合进行星形启动，延时设定时间中继电路KM2吸合、KM3断开，到达高压设定值时驱动电路继电器KA10吸合，使中继电路中间继电器KA4断开，中继电路主接触器KM1、KM2断开，停止空压机加压；PLC监测远程输水管网压力信号低于设定值时，驱动电路的继电器KA25吸合，中继电路的中间继电器KA6吸合，驱动中继电路的主接触器KM4、KM6吸合进行星形启动，延时设定时间中继电路KM5吸合、KM6断开，到达高压设定值时驱动电路继电器KA12吸合，使中继电路中间继电器KA6断开，中继电路主接触器KM4、KM5断开，停止消防水泵加压；PLC控制器监测远程输送泡沫液管网压力信号低于设定值时，驱动电路的继电器KA26吸合，中继电路的中间继电器KA8吸合，驱动中继电路的主接触器KM7吸合，到达高压设定值时驱动电路继电器KA14吸合，使中继电路的中间继电器KA8断开，中继电路的主接触器KM7断开，停止泡沫液泵加压。

参照图2，本发明的湿式管网CAFS灭火系统，往外输出的是分置的水、泡沫液、(压缩)空气，并在CAF产生端的设置灭火保护分区部，即CAF产生位设置在末端的灭火保护分区部。

参照图2，从消防(水)泵出口到压缩空气泡沫产生器入口的水输送管路，在备勤状态下是水满管；从泡沫液泵出口到压缩空气泡沫产生器入口的泡沫液输送管路，在备勤状态下是泡沫液满管；从空压机出口到压缩空气泡沫产生器入口的压缩空气输送管路，在备勤状态下是压缩空气满管。即灭火介质管道均为满管。从压缩空气泡沫产生器出口到末端处的施放接口的管路，在备勤状态下是空管，实际上这个管道很短，供灭火剂缓冲；实际应用，压缩空气泡沫产生器出口直接与灭火剂释放端即末端直接连接亦可。

本发明相比传统干式管网CAFS灭火系统，传统CAFS灭火系统将水和泡沫液在管路结构上形成泡沫混合液，再经过一段管路后在混合器上注入压缩空气形成CAF。而本发明的湿式管网CAFS灭火系统，将水、泡沫液、压缩空气，同时注入一体化的混合装置(压缩空气泡沫产生器)形成CAF。这样，本发明的湿式CAFS灭火系统，从灭火介质原料设备出口到设置在防火分区(即灭火保护分区部)内的CAF施放设备(即图2中CAF产生器)，中间的各自输送管路已经充满水、泡沫液、压缩空气，接收火灾报警信号立即启动对应防火分区的CAF产生器控制阀，三元流体进入CAF产生器即时混合，响应时间不超过3秒。时效性高，使用效果好。

本发明的湿式(管网)CAFS灭火系统，混合装置(压缩空气泡沫产生器)采用分布式设计，每个防火分区(即灭火保护分区部)需要的灭火流量，可以由所在灭火分区(即防火分区)的混合装置单独设定，适用范围广，适用性强，不会造成末端灭火体量不足或末端灭火体量浪费。

参照图2，

本发明的灭火工艺：

接收到火灾报警系统的启动信号，CAFS控制系统发出启动CAFS灭火指令；

阀十二、阀十三、阀十四接收(灭火)指令迅速开启，流体(各灭火介质)经过压缩空气泡沫产生器输出CAF灭火剂，同时消防(水)泵、泡沫液泵、空压机启动加压。

进一步的说明，CAFS控制系统采集阀十二、阀十三、阀十四的位置状态、消防水泵、泡沫液泵、空压机的信息状态，进行闭环控制，阀十二、阀十三、阀十四可为电动控制阀或比例控制阀。

本发明的巡检工艺：

本发明CAFS灭火系统备勤状态下，消防(水)泵、泡沫液泵、空压机运行将管路充满流体(各灭火介质)处于带压状态，管路压力控制在满足产生CAF的需要压力范围内，压力降低时，相应的输送泵(消防水泵、泡沫液泵、空压机)自动运行加压。

CAFS控制系统发出巡检指令，阀一、阀四接收指令开启，形成水路和泡沫液路的回流管路，消防(水)泵、泡沫液泵分别按照设定的转速运行，到达设定的运转时间启动停止(实际案例中设定输送泵半速运转、设定的运转时间为7天)，并将泵(消防水泵、泡沫液泵)的状态反馈到CAFS控制系统，判断对应泵阀的可靠性能，阀一、阀四为电控阀门。

具体的，本发明的一种湿式管网压缩空气(泡沫)灭火系统，本发明系统结构：

本发明灭火系统的消防水输入端为消防水罐或其它供水装置，由阀二、消防水泵、阀三、法兰一、阀十一串联组成输水管路，并联阀一形成回水管路到消防水罐(即消防水输入端)，其中法兰一到阀十一为远程输水管网，适用长度超过400米，阀十一设置于远程输水管网的压力最低点处。

本发明灭火系统的消防泡沫液输入端为泡沫液罐或其它供液装置，由阀五、泡沫液泵、阀六、法兰二、阀十串联组成输送泡沫液管路，并联阀四形成回泡沫液管路到泡沫液罐(即泡沫液输入端)，其中法兰二到阀十为远程输送泡沫液管网，适用长度超过400米，阀十设置于远程输送泡沫液管网的压力最低点处。

本发明灭火系统的压缩空气输入端为(压缩)气罐和空气压缩机(即空压机)，由阀七、阀八、法兰三、阀九串联组成输送压缩空气管路，其中法兰三到阀九为远程输送压缩空气管网，适用长度超过400米，阀九设置于远程输送压缩空气管网的压力最低点处。

所述的压缩空气泡沫产生器由泡沫混合室和气液混合室组成的结构件，远程输水管网通过阀十二连接压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室的进水口。远程输送泡沫液管网通过阀十三连接压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室的泡沫液进口(即泡沫液接口)。远程输送压缩空气管网通过阀十四连接压缩空气泡沫产生器的气液混合室的进气口。

参照图2，远程输送管网可连接多套压缩空气泡沫产生器，接入方法相同。每套压缩空气泡沫产生器通过施放接口释放，施放接口可连接压缩空气泡沫(的)施放装置或者喷射装置进行灭火。

本发明系统的原理：

参照图2，控制阀二开启，消防水泵从消防水罐或其它供水装置吸取水源，经过防止逆流保护的阀三，输送水到远程(输)水管网，使阀三、阀十一、阀十二之间的管网充满消防水并保持在设定的压力。控制阀五开启，泡沫液泵从泡沫液罐吸取消防泡沫液，经过防止逆流保护的阀六，输送泡沫液到远程(输送)泡沫液管网，使阀六、阀十、阀十三之间的管网充满泡沫液并保持在设定的压力。空气压缩机充满(储)气罐到达设定压力，控制阀八开启，压缩空气经过防止逆流保护的阀七，输送压缩空气到远程(输送)压缩空气管网，使阀八、阀九、阀十四之间的管网充满压缩空气在设定的压力。

控制阀十二、阀十三、阀十四开启，水经过阀十二进入压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室，泡沫液经过阀十三进入压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室，在泡沫混合室内经过第一次均匀混合后，形成泡沫混合液进入气液混合室，压缩空气经过阀十四进入气液混合室，与泡沫混合液充分混合后，形成设定混合压力状态下的微细气体泡沫，通过连接到施放接口的喷射式灭火装置(即喷射装置)施放，产生均匀的泡沫用于扑灭火灾。

本发明系统的优点：

一、流体被预先输送到防火保护区域(即灭火保护分区部)，并满足灭火所需设定压力和流量，使得压缩空气产生装置(即压缩空气泡沫产生器)能按需设置安装数量和安装方式，贴近防火区域，产生压缩空气泡沫灭火剂的相应时间，缩短到3秒钟内，极大提高了灭火启动相应时间。

二、泡沫液和水管网独立分开，使得泡沫液的存放时间可以更长，比现有的泡沫混合液的管网系统提高5倍的存放时间。

三、压缩空气泡沫产生器设计为模块式，分离于流体输送设备，具体是安装于末端的防火保护区域(即灭火保护分区部)，使得泡沫液、水、压缩空气实现了湿式管网的远程输送，改变了常规干式管网输送缺陷。通过改变对阀十二、阀十三、阀十四的控制方式，可在一套压缩空气泡沫灭火系统内，实现对多个不同防火分区配置多个不同流量压力喷射需求的喷射装置。具体的可以配置消防炮喷射、喷淋管喷射、泡沫喷头喷射、消防枪喷射等，适应多种末端射流需求。

本发明根据需要设置在固定式压缩空气泡沫灭火系统的场合，比如交通隧道、地下管廊、输变电站、石油罐区等或可设置于扑救A类火灾、B类火灾的场合。

本发明湿式CAFS灭火系统基本电控原理说明：

参照图6，本发明的PLC控制电路；参照图7a、7b、7c，图7a、7b为本发明的二次控制电路图，二次控制实现消防水泵主电机、空压机主电机、泡沫液泵主电机的运行；应急启停。图7c为本发明的主回路电路图，消防水泵驱动电机、空压机驱动电机、泡沫泵驱动电机的电源接入保护；采用星三角电路降压启动和运行转换。

巡检状态：

在设定的巡检周期(7天)到达时，PLC输出继电器KA24以及阀一接通，启动消防水泵进行巡检，水流通过阀一回流到消防水箱；在设定的巡检周期(7天)到达时，PLC输出继电器KA26以及阀六接通，启动泡沫液泵进行巡检，泡沫液通过阀四回流到泡沫液罐；在设定的巡检周期(7天)到达时，PLC输出继电器KA25，启动空气压缩机进行巡检，空气排放。

保压状态：

PLC(控制器)监测压缩空气管网压力信号AI2，低于设定值时继电器KA24吸合，使中间继电器KA4吸合，驱动主接触器KM1、KM3吸合进行星形启动，延时设定时间KM2吸合、KM3断开，实现消防水泵运行对(压缩)空气管网加压，到达高压设定值时继电器KA10吸合，使中间继电器KA4断开，主接触器KM1、KM2断开，停止空压机加压；

PLC(控制器)监测(远程输)水管网压力信号AI1，低于设定值，输出继电器KA25吸合，使中间继电器KA6吸合，驱动主接触器KM4、KM6吸合进行星形启动，延时设定时间KM5吸合、KM6断开，实现消防水泵运行对水管网加压，到达高压设定值时继电器KA12吸合，使中间继电器KA6断开，主接触器KM4、KM5断开，停止消防(水)泵加压；

PLC(控制器)监测(远程输送)泡沫液管网压力信号AI3，低于设定值时继电器KA26吸合，使中间继电器KA8吸合，驱动主接触器KM7吸合，实现泡沫液泵运行对泡沫液管网加压，到达高压设定值时继电器KA14吸合，使中间继电器KA8断开，主接触器KM7断开，停止泡沫液泵加压。

灭火状态：

接收到消防联动信号，PLC输出同时开启阀十二，阀十三，阀十四，水、泡沫液、压缩空气，分别进入CAF产生器，通过施放接口释放CAF灭火；

持续监测CAF产生器的状态反馈，PLC通过对阀十二、阀十三、阀十四的开度和压力调整，保证输出的压缩空气泡沫符合设定的参数值并有效灭火。

Claims (15)

1.一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统，包括水源、泡沫液源、压缩空气源，以及释放水、泡沫液、压缩空气三元流体混合物的末端，其特征在于：

所述的水源、泡沫液源、压缩空气源的各自管道分别联通至灭火保护分区部的压缩空气泡沫产生器的进口端，水、泡沫液、压缩空气进入压缩空气泡沫产生器中混合并释放，压缩空气泡沫产生器出口与系统末端的喷射装置相接；

所述的压缩空气泡沫产生器设置有多个，该多个压缩空气泡沫产生器对应连接多组水源、泡沫液源、压缩空气源的管道，每个压缩空气泡沫产生器的混合物量与每个灭火保护分区部的所需量对应；

所述的水源包括并联设置的水输送管道和水巡检回流管道；所述的泡沫液源包括并联设置的泡沫液输送管道和泡沫液巡检回流管道；所述的压缩空气源包括压缩空气输送管道。

2.根据权利要求1所述的一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统，其特征在于：系统备勤状态下，压缩空气泡沫产生器的进口端与水源、泡沫液源、压缩空气源之间的管道充满对应流体。

3.根据权利要求1或2所述的一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统，其特征在于：所述的水输送管道延伸至压缩空气泡沫产生器的进口端；所述的泡沫液输送管道延伸至压缩空气泡沫产生器的进口端；所述的压缩空气输送管道延伸至压缩空气泡沫产生器的进口端；

每个压缩空气泡沫产生器的进口端上位设置阀十二，每个压缩空气泡沫产生器的进口端上位设置阀十三，每个压缩空气泡沫产生器的进口端上位设置阀十四；

水输送管路上位于阀十二的上位设置阀十一；泡沫液输送管道上位于阀十三的上位设置阀十；压缩空气输送管道上位于阀十四的上位设置阀九；

所述的阀十一位于水输送管道和水巡检回流管道并联端的下位；所述的阀十位于泡沫液输送管道和泡沫液巡检回流管道并联端的下位。

4.根据权利要求3所述的一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统，其特征在于：所述的水输送管道上设置消防水泵，所述的水巡检回流管道上设置阀一；所述的泡沫液输送管道上设置泡沫液泵，所述的泡沫液巡检回流管道上设置阀四；压缩空气输送管道的输入端设置气罐和空压机；

所述的压缩空气泡沫产生器包括泡沫混合室和气液混合室，充满水的水输送管道通过阀十二连接压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室进水口；充满泡沫液的泡沫液输送管道通过阀十三连接压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室泡沫液进口；充满压缩空气的压缩空气输送管道通过阀十四连接压缩空气泡沫产生器的气液混合室进气口。

5.根据权利要求4所述的一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统，其特征在于：所述的阀十二、阀十三、阀十四为电动控制阀或比例控制阀；所述的阀一、阀四为电控阀门。

6.根据权利要求5所述的一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统，其特征在于：水输送管道上位于消防水泵的上位设置消防水输入端，所述的消防水输入端设置消防水罐，消防水输入端与消防水泵之间设置阀二，消防水泵的下位依次设置阀三、法兰一、阀十一；所述的水巡检回流管道的输出位并联于阀三与法兰一之间的水输送管道上，水巡检回流管道的输入位与消防水输入端连接。

7.根据权利要求6所述的一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统，其特征在于：所述的法兰一到阀十一之间的水输送管道为远程输水管网，所述的阀十一设置于远程输水管网的压力最低点处；远程输水管网通过阀十二连接压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室的进水口。

8.根据权利要求5所述的一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统，其特征在于：泡沫液输送管道上位于泡沫液泵的上位设置泡沫液输入端，所述的泡沫液输入端设置泡沫液罐，泡沫液输入端与泡沫液泵之间设置阀五，泡沫液泵的下位依次设置阀六、法兰二、阀十；所述的泡沫液巡检回流管道的输出位并联于阀六与法兰二之间的泡沫液输送管道上，泡沫液巡检回流管道的输入位与泡沫液输入端连接。

9.根据权利要求8所述的一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统，其特征在于：所述的法兰二到阀十之间的泡沫液输送管道为远程输送泡沫液管网，所述的阀十设置于远程输送泡沫液管网的压力最低点处；远程输送泡沫液管网通过阀十三连接压缩空气泡沫产生器的泡沫混合室的泡沫液进口。

10.根据权利要求5所述的一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统，其特征在于：压缩空气输送管道上自压缩空气输入端依次设置阀七、阀八、法兰三、阀九。

11.根据权利要求10所述的一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统，其特征在于：所述的法兰三到阀九之间的压缩空气输送管道为远程输送压缩空气管网，所述的阀九设置于远程输送压缩空气管网的压力最低点处；远程输送压缩空气管网通过阀十四连接压缩空气泡沫产生器的气液混合室的进气口。

12.根据权利要求1-11任意一项所述的一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统的工艺，其特征在于：包括如下步骤：

1)、压缩空气泡沫产生器的进口端与水源、泡沫液源、压缩空气源之间的管道充满对应流体；

2)、水、泡沫液、压缩空气同时注入压缩空气泡沫产生器形成压缩空气泡沫即刻释放。

13.根据权利要求12所述的一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统的工艺，其特征在于：

步骤2)中接收到火灾报警系统的启动信号，CAFS控制系统发出启动CAFS灭火指令；阀十二、阀十三、阀十四接收灭火指令开启，流体水、泡沫液、压缩空气经过压缩空气泡沫产生器输出CAF，同时消防水泵、泡沫液泵、空压机启动加压。

14.根据权利要求12或13所述的一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统的工艺，其特征在于：步骤2)后还包括巡检工艺：

备勤状态下，消防水泵、泡沫液泵、空压机运行将管路充满流体处于带压状态，管路压力控制在满足产生CAF的需要压力范围内，压力降低时，消防水泵、泡沫液泵、空压机自动运行加压；

CAFS控制系统发出巡检指令，阀一、阀四接收指令开启，形成水路和泡沫液路的回流管路，消防水泵、泡沫液泵分别按照设定的转速运行，到达设定的运转时间启停，并将消防水泵、泡沫液泵的状态反馈到CAFS控制系统。

15.根据权利要求12-14任意一项所述的一种湿式管网压缩空气泡沫灭火系统的工艺的控制电路，其特征在于：包括PLC控制器，PLC控制器上设置远程输水管网压力信号端、压缩空气管网压力信号端、泡沫液管网压力信号端；PLC控制器的控制电路包括与空压机、消防水泵、泡沫液泵连接的中继电路以及与空压机、消防水泵、泡沫液泵连接的驱动电路；

系统保压状态，PLC控制器监测压缩空气管网压力信号低于设定值时，驱动电路的继电器KA24吸合，中继电路的中间继电器KA4吸合，驱动中继电路的主接触器KM1、KM3吸合进行星形启动，延时设定时间中继电路KM2吸合、KM3断开，到达高压设定值时驱动电路继电器KA10吸合，使中继电路中间继电器KA4断开，中继电路主接触器KM1、KM2断开，停止空压机加压；PLC监测远程输水管网压力信号低于设定值时，驱动电路的继电器KA25吸合，中继电路的中间继电器KA6吸合，驱动中继电路的主接触器KM4、KM6吸合进行星形启动，延时设定时间中继电路KM5吸合、KM6断开，到达高压设定值时驱动电路继电器KA12吸合，使中继电路中间继电器KA6断开，中继电路主接触器KM4、KM5断开，停止消防水泵加压；PLC控制器监测远程输送泡沫液管网压力信号低于设定值时，驱动电路的继电器KA26吸合，中继电路的中间继电器KA8吸合，驱动中继电路的主接触器KM7吸合，到达高压设定值时驱动电路继电器KA14吸合，使中继电路的中间继电器KA8断开，中继电路的主接触器KM7断开，停止泡沫液泵加压。

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