CN114272543A - 一种喷淋消防系统及粉末灭火剂与喷淋水流的混合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷淋消防系统，包括喷淋水嘴和喷粉嘴，所述喷淋水嘴与消防输水管道连接，所述喷粉嘴与输粉管连接，所述喷粉嘴内喷出的灭火剂粉末的方向被配置为与所述喷淋水嘴内喷出的水流或者水雾在空中混合并下落。解决了现有技术中使用聚丙烯酸钠树脂粉末作为灭火剂的技术瓶颈，让聚丙烯酸钠树脂粉末可以顺利持续的喷射到封闭空间的火场内或者建筑物、储罐的表面，不堵塞喷粉口。

Description

一种喷淋消防系统及粉末灭火剂与喷淋水流的混合方法

技术领域

本发明涉及消防设备技术领域，具体涉及一种可以将灭火剂粉末尤其是高吸水性树脂粉末与水雾在空中混合喷淋式悬挂消防系统，以及一种粉末灭火剂与喷淋水流的混合方法。

背景技术

现有技术中，楼宇或者特定的密闭空间的灭火和降烟尘，或者对存储易燃易爆物质的储罐的灭火和降温，通常都直接采用顶固喷头喷撒水雾的方式。比如中国专利CN207376690U，如图1所示，公开了一种基于高层建筑的给排水系统，包括给水系统、排水系统和消防系统，所述的消防系统包括A消防水池、设置在A消防水池上方的B消防水池、连通A消防水池与B消防水池的主消防水管、若干个与主消防水管连通的消防支管和若干个设置在消防支管上的消防喷淋头；所述的主消防水管上设置有消防泵，所述的消防泵连接有控制系统；所述的主消防水管与消防支管之间设置有增压泵，所述的增压泵与控制系统连接。比如中国专利CN201426931Y，如图2所示，公开了一种固定式消防冷却水喷淋装置，用于贮存设施的消防喷淋，包括给水管路和喷淋装置，固定式消防冷却水喷淋装置包括给水管路和与给水管路连接并分布于贮存设施外围的喷水圈管，所述喷水圈管设置喷头。给水管路为设置在贮存设施侧部的给水竖管，给水竖管上间隔设置复数个支管，所述喷水圈管通过支管与给水竖管连通。该固定式消防冷却水喷淋装置能够对于易燃易爆的气体、液体介质或因温升而易引起火灾的运行或贮存设施如塔器、可燃液体储罐、液化烃贮罐、油浸变压器等进行高效、稳定、可靠的喷水冷却、控火灭火及防护隔离。

但是，上述顶固式喷淋消防系统，只有一种灭火介质，虽然到目前为止，水依然是最常用的灭火剂，具有廉价易得，对环境无污染等优点。但是由于水流动性好，喷射到楼宇空间火场后大部分水会流失，造成浪费，而且对于着火面积大、火势发展迅猛、易复燃、扑救难度大的火灾，顶固式喷淋系统由于主要功能在于控制火灾蔓延，减少烟尘对人的影响，难以及时有效的将大火扑灭。

此外，现有技术中也存在喷射混合灭火剂的喷淋系统，比如中国专利CN109603056 A，如图3所示，公开了一种氯碱生产厂房消防喷淋系统，包括消防水管，消防水管上设置接头，接头处连接上述任意一种喷淋水自动加料结构，支管与吸收剂供应装置连接。喷淋水经过文丘里管形成负压，在支管内产生吸附作用，大气压自动将液体物料压入管体的内腔并与喷淋水混合。

但是，这类混合喷淋系统普遍使用常用工业灭火剂，虽然灭火效果有所提升，但是，目前绝大部分灭火剂都会对人类产生较大影响，人吸入后可能直接或者间接造成伤亡事故，并且其残留物对环境污染比较严重。并且，这种化学灭火剂，主要起到灭火的作用，对于防火通常效果很差，因为水基灭火剂的流动性非常难以控制，很难在要保护的物体表面形成稳定的防火层。

高吸水性树脂(Super Absorbent Resin，SAR)是一种含有羧基、酰胺基等强亲水性基团并具有一定交联度的的水溶胀型和三维网状结构的新型功能高分子材料。它不溶于水，也不溶于有机溶剂，并具有独特的性能-强吸水性和保水性。能大量吸收水分而溶胀又能保持住水分不外流的合成树脂，如淀粉接枝丙烯酸盐类、接枝丙烯酰胺、高取代度交联羧甲基纤维素、交联羧甲基纤维素接枝丙烯酰胺、交联型羟乙基纤维素接枝丙烯酰胺聚合物等，与传统的吸水材料如海绵、棉花、纤维素及硅胶相比，高吸水性树脂的吸水量大，能迅速吸收几十倍甚至几千倍自身重量的液态水，且保水性强，即使在受热加压下也不易失水，同时又具有高分子材料的一些特性。由于这些特点，对于高吸水性树脂的研究发展极为迅速，已被广泛应用于农林园艺、医疗卫生、食品工业、石油化工、建筑材料等众多领域。

高吸水性树脂发展很快，种类繁多，其分类方法也多，主要按原料来源、亲水化方法、亲水基团的种类、交联方法和制品形态进行分类，而最常用的分类方法是按原料来源分类，包括淀粉系高吸水性树脂，纤维素类高吸水性树脂，合成系高吸水性树脂，蛋白质系高吸水性树脂，共混与复合系高吸水性树脂等。

高吸水性树脂之所以能吸收自身质量几百倍甚至上千倍的水，因为它具备两个条件：一是它具有亲水性基团如羧基、羟基、酰胺基和磺酸基等，使吸水变成可能。二是它具有三维空间网络结构而不溶于水，使吸水变成现实。高吸水性树脂是具有亲水基团并轻度交联的三维网络聚合物，能吸收大量水分而溶胀又能保持住水分不外流，具有吸水倍率高、吸水速率快和保水性能强等优点。

将高吸水性树脂，特别是聚丙烯酸类高吸水性树脂的高分子水凝胶应用于灭火领域有如下优点：

1、在高吸水性树脂中，高分子电解质的侧基遇水后，电离出相应的阴离子亲水基团和阳离子(可动离子)，主链网络骨架上均为带负电的阴离子，不能移动，其间的排斥作用产生网络扩张的动力。阳离子虽具备一定的活动性，但由于受网络骨架相反电荷的吸引、束缚，使其存在于网络中，这样网络内部阳离子浓度大于外部水中阳离子浓度，离子在网络内外产生渗透压，另由于聚电解质本身具有亲水能力很强的基团，水能在很短的时间内大量进入三维网络。在高温条件下，固定有大量自由水的高吸水性树脂有相当大的热容，失水时可消耗大量的热，形成了对热源的有效隔绝，有利于火势的控制。

2、高吸水树脂吸水后形成一种弹性凝胶，并且这种凝胶粒子之间是紧密联结在一起的，之间并没有可供空气进入的空隙，可以在水凝胶状态下隔绝火源与空气的接触，防止暗火复燃，保护已经被凝胶覆盖的火场内物体，从而达到快速灭火的效果。

3、高吸水树脂吸水后形成凝胶，具有优良的化学稳定性、热稳定性和相容性，并且粘度非常高，具有很好的黏附能力，在喷撒到竖直表面上后，能够覆盖在物体表面不下落，形成足够的附着厚度，能够有效提高对火场内未燃烧物体的防火有效性。

4、高吸水树脂系高分子粉未，在贮藏、运输等方面安全，贮存(密闭防吸水)稳定性达二年以上，无毒性；在强火中，受热失水后树脂燃烧变成二氧化碳和水，对人、畜无毒；火扑灭后，火场残留树脂会在数月内自然降解，对人和环境无毒无污染，绿色环保。

5、高吸水树脂粉末比重轻，吸水能力极强，可以在极短的时间吸收自身重量300倍以上的水，在整个吸水凝胶中的树脂粉末含量一般是水重量的0.05～0.5％之间。一般在0.1％左右，只需很少的高吸水树脂粉末就可以形成大量的灭火凝胶，灭火防火效果极佳，并且可以持续吸收水分，避免多余水量四处流淌带来的二次破坏，具有节水作用。

6、吸水凝胶呈弱酸性、弱碱性或中性，不腐蚀消防设备。

现有技术中，存在采用丙烯酸聚合物制备凝胶灭火的技术，比如中国专利CN107497088A中公开了一种水凝胶灭火剂及其实施方法，所述的水凝胶灭火剂的使用方法是将水凝胶灭火剂溶于水中，搅拌时间不大于1分钟，制成质量浓度为3～5‰的溶液，即可用于灭火使用；CN107789085A中公开了一种新型高分子凝胶水系灭火剂，在使用时，取新型环保高分子凝胶水系灭火剂加入600～1000倍质量的水中，搅拌3～5分钟后即可形成高分子凝胶用作灭火；CN207101696U中公开了一种新型环保消防车，首先将物料放进高分子灭火料储箱中，使灭火料进入消防炮管路中，水从水箱中出来通过消防泵进水口进入消防炮管路中，在旋转混合装置的作用下让水和高分子材料在螺旋管道内充分混合，之后在从消防水炮中发出；CN100444912C中公开了一种高吸水性树脂吸水凝胶灭火剂的应用，将合成系树脂聚丙烯酸钠与1000倍的水混合，在半小时生成吸水凝胶，该凝胶可以用水枪喷向火中，将聚丙烯酸钠细粉与1000倍的水混合，一起从喷枪喷向着火部位，在15秒～60秒时间内，生成凝胶起到灭火作用。

但是，这些高吸水性树脂灭火剂的使用方式，都存在重大缺陷。经本发明人长期试验，高吸水性树脂粉末吸水后迅速膨胀，并且随着吸水量的加大，粘度变的越来越大，直至最终接近凝固状态，搅拌后的树脂十分粘稠并且很容易凝固，很难找到合适的方式将这些接近固态的凝胶状吸水树脂发射出去，准确的说是喷洒出去而不是使用人力或者机器一团一团地扔出去。进一步的，树脂在膨胀过程中，会严重阻塞消防设备的管道，导致喷射不能持续，甚至由于水流不畅和管路封闭而导致设备损坏。而一味地降低高吸水性树脂粉末的含量，则很难达到优秀的灭火效果，因为树脂含量太少无法形成有效的凝胶状树脂隔离层。所以，上述灭火方式的使用场合受到很大限制。尤其是在顶固式喷淋消防系统中，大量使用了各种管道，这种预混的灭火方式完全行不通。

有鉴于此，市场上需要这样一种喷淋消防系统，既能够使用高吸水性树脂粉末和水作为灭火剂又不会堵塞喷嘴，能够将混合后的凝胶溶液持续稳定地喷洒到室内空间内或者建筑物外表面的绝大部分位置，并在物体表面形成稳定防火层，起到灭火或者防火的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种喷淋消防系统，既能够使用高吸水性树脂粉末和水作为灭火剂又不会堵塞喷嘴，能够将混合后的凝胶溶液持续稳定地喷洒到空间内或者物体表面的全部位置。

本发明的技术方案是一种喷淋消防系统，包括设置于需要灭火防火的空间或表面上部的喷淋水嘴和喷粉嘴，喷淋水嘴与消防输水管道连接，喷粉嘴与输粉管连接，喷粉嘴内喷出的灭火剂粉末的方向被配置为与喷淋水嘴内喷出的水流或者水雾在空中混合。

进一步的，灭火剂粉末高吸水性树脂粉末，尤其是聚丙烯酸钠树脂粉末。

进一步的，若干个喷淋水嘴在顶部组成喷洒节点，喷淋水嘴喷出的水流或者水雾，能够覆盖下方需要进行灭火或者防火处理的区域。

进一步的，若干个喷粉嘴设置在喷洒节点正上方、节点中间或者节点中间上方。

进一步的，喷粉嘴设置于喷淋水嘴的上方和/或侧方，喷粉嘴被配置为喷出的灭火剂粉末的方向从上方和/或侧面与喷淋水嘴内喷出的水流或者水雾在空中混合。

进一步的，喷粉嘴设置于喷淋水嘴的下方，喷粉嘴的上方设置有一个挡水罩，喷粉方向被配置为向四周喷出。

进一步的，消防系统安装在储罐顶部上方和/或侧上方，并且喷淋水嘴配置为喷出的水流或者水雾可以基本覆盖储罐的顶部和侧壁。

进一步的，喷淋水嘴喷出的水流或者水雾的方向，被配置为不会直接覆盖喷粉嘴。

进一步的，喷淋水嘴和喷粉嘴为一体化设置。

进一步的，喷粉管与储粉罐连接，储粉罐与高压气源连接；储粉罐和高压气源可与多根独立的喷粉管连接以保护多个待保护物体或空间。

此外，本发明还提供了一种粉末灭火剂与喷淋水流的混合方法，喷粉嘴和喷淋水嘴设置于室内空间或者建筑物顶面的上部，喷粉嘴内喷出的灭火剂粉末向下喷出，并与喷淋水嘴内喷出的水流或者水雾在空中混合形成凝胶状物质，覆盖下方需要进行灭火或者防火处理的区域，粉末灭火剂是高吸水性树脂粉末，尤其是聚丙烯酸钠树脂粉末。

进一步的，喷粉嘴设置于喷淋水嘴的上方、侧上方或者侧方，喷粉嘴被配置为喷出的灭火剂粉末的方向从上方和/或侧面与喷淋水嘴内喷出的水流或者水雾在空中混合。

与现有技术相比，本发明的优点体现在：

1、创造性地提出了在喷淋系统中加入高吸水性树脂粉末灭火剂，并且灭火剂粉末由外部，包括下方、侧面或者上方直接喷入水雾或者水流的思路，避免了管路堵塞。现有技术中，粉末状灭火剂通常需要和水流充分混合才能溶解并发挥出最佳灭火效果，所以设计人员通常会想到提前将灭火剂粉末在管道内混合然后再喷出，这样就可以让粉末和水流更好地混合在一起，并利用水流的力量将粉末输送的更远，不会出现粉末泄露。此类灭火剂要么不溶于水，要么溶于水，但无论使用哪种灭火剂都不会在吸附到一些水后就变成高粘度凝胶。但是，在使用高吸水性树脂粉末作为灭火剂时，这样的混合方式就会让直接导致高吸水性树脂粉末吸水后快速膨胀并变为凝胶封死管道。因此，我公司创造性地提出了将喷粉嘴从喷淋水嘴之中分离出来的技术方案。这种分离设计，最大限度的利用了高吸水性树脂，尤其是聚丙烯酸钠树脂的物理性质，让高吸水量和高吸水速率，不再成为使用聚丙烯酸钠作为灭火剂的障碍，而是变成了一种优势。实验证明，这种结构的消防系统可以连续工作而不发生堵塞。这种方案下，喷粉嘴多数情况下会设置在喷淋水嘴的上面或者侧上面，喷淋水嘴喷出的水雾，会在其下侧方形成一个水雾区域，然后，喷粉嘴喷出的树脂粉末从上方或侧面喷入或者喷洒进水雾当中，基本杜绝了喷粉嘴沾水的可能性。另一方面，喷粉嘴也可以设置在喷淋水嘴下方，但是这种设计要特别注意被喷淋水流直接覆盖喷粉嘴，所以通常要加上一个挡水罩，并且还要对喷嘴进行一定的设计，高吸水性树脂粉末最好向四周喷出，而不是直接向正下方喷出，那样，粉末会过度集中于某些区域，造成对火源或者罐体遮盖程度的下降，影响灭火和防火效果。基本杜绝了灭火剂粉末直接进入喷水口附近区域的机会，可以最大限度的发挥高吸水性树脂的优势，减少其劣势。

2、改变了消防领域以前利用高吸水性树脂作为灭火剂的使用方式，树脂粉末和水流无需在任何封闭或者半封闭的空间内进行混合，从以前的预先混合之后再使用，变成了直接在空中进行混合，即喷即用，大大提高了灭火效率；也不需要额外的搅拌设备，相当于没有改变传统的喷淋灭火方式，只是在喷淋水嘴上方或侧面加了一组粉末喷射装置，形成了将粉末喷射在喷出水雾上的新灭火方式，水和粉末边下降边混合吸收，并且在达到着火点的几秒钟内完成充分吸水混合，水雾达到着火点时，灭火凝胶也正好形成。实际上，这也是采用聚丙烯酸钠这类高吸水性树脂作为灭火剂所独有的灭火方式，一般的粉末灭火剂，使用本发明这种灭火方式，混合程度以及混合效果完全达不到现有技术中的效果。

3、在传统的灭火操作之外，我们创造性的利用聚丙烯酸钠粉末和水混合产生凝胶状物质的特性，把这种凝胶状物质直接喷射在建筑物或者储罐的表面，并且堆积形成一定厚度附着在其表面，达到极好的隔绝火源和隔热的效果。这一点对于重工业发达的我国特别重要，因为石油、化工、冶炼等重化行业，通常都会存储大量的易燃易爆物质，并且储存量大储存地集中，非常容易造成恶劣的连锁反应，给人民的生命财产造成严重威胁。本发明的喷淋系统安装在每一个储罐的上方，一旦发生火情，立即就可以将水流喷向储罐表面，与此同时，大量的聚丙烯酸钠粉末被喷射到水流中，短时间内形成大量凝胶，并最终利用其粘性在储罐表面形成具有一定厚度的隔热层，可以保证上千度的高温也不能穿透隔热层，相比于目前采用的向储罐上喷洒泡沫或者直接用水降温，效果提升巨大，可以有效保护没有起火的储罐不被旁边着火的储罐所点燃。避免了危险化工品储罐连锁爆炸造成的重大危险。

4、本发明喷粉嘴和喷淋水嘴各自独立设置或者一体化设置，结构简单，并且可以利用固定装置将若干喷头组合成一个整体，喷头位置可以按照需要设置，能够做到空间内的全面覆盖，喷粉嘴的位置也可以灵活设置，可以设置在喷淋水嘴之间，灭火效果好。安装及拆卸更方便快捷，维修或者替换部件十分简单，易于操作。

5、生产、改造成本低。按照我们的方案，现有的顶部喷淋消防系统是可以继续使用的，只是在外部增加了一套喷粉系统。对管道喷粉系统的生产厂家来讲，本发明涉及的单独喷粉系统并没有设置特别复杂的部件，无需对现有的装备做实质性改动即可完成生产。对用户来讲，现有消防系统也无需做大的改动，在追求成本平衡的情况下，要达到本发明的技术效果，可以直接利用原有的喷淋水嘴，单独加装喷粉装置即可，极大地降低了改造成本。

附图说明

图1是现有技术中喷淋设备结构示意图；

图2是现有技术中喷淋设备结构示意图；

图3是现有技术中喷淋设备结构示意图；

图4是本发明消防系统一个实施例结构示意图；

图5是本发明消防系统一个实施例俯视结构示意图；

图6是本发明消防系统一个实施例结构示意图；

图7是本发明消防系统一个实施例结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，下述实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

参考图4-7，本发明涉及消防设备技术领域，提供一种喷淋消防系统，包括设置于需要灭火防火的空间或表面上部(包括设置于室内空间顶部，或者室外建筑物、储罐、房屋建筑、大型生产设备等外表面上部)的喷淋水嘴1和喷粉嘴2，喷淋水嘴1与消防输水管道3连接，喷粉嘴2与输粉管6连接，喷粉嘴2内喷出的灭火剂粉末的方向被配置为与喷淋水嘴1内喷出的水流或者水雾在空中混合。

本发明人已经进行了较长一段时间的试验，主要是围绕现有技术中喷淋设备进行的，因为现有技术中已经存在灭火剂和水雾一起喷出灭火的顶固式喷淋消防设备，省去了开发成本，试验成本很低。但是经过一系列的测试都不能达到很好的混合效果。主要的问题是现有的两相混合喷射消防装备，都是喷水口和喷粉口互相嵌套的，喷水和喷粉同时进行，水和粉末互相包裹着喷出，由于高压水雾压力大，水线之间的碰撞比较激烈，溅射起来的水花和水雾非常容易进入喷粉口的周围。如果改换使用高吸水性树脂，其相比于现有的粉末灭火剂最大的不同就是既不溶于水，也不疏水，遇水后急速膨胀并且粘度迅速增大变为凝胶状，逐渐变为固态的凝胶封住喷粉口4的周围内壁，最终会彻底封闭喷粉口4，造成作为灭火剂的树脂不能喷出。

针对此问题，我们创造性地将喷粉嘴2独立于喷淋水嘴1之外设置，让高吸水性树脂粉末尤其是聚丙烯酸钠树脂粉末，可以从喷水嘴上方直接喷射到四面散开的水流或者水雾上，并且由于聚丙烯酸钠树脂粉末优秀的吸水速率，可以迅速吸附水雾，并随着水雾一起向下飞向着火点，树脂粉末在压缩气体和重力作用下并不会四处飘散，绝大部分会喷射或者下降到水雾中，可以较好地应对火场气流不稳的问题。如果仅从两种物质混合的角度来讲，本发明的消防系统混合效果不一定优于现有套管式混合射流系统，但是本发明解决了使用新灭火剂粉末带来的新问题，在使用高吸水性树脂粉末尤其是聚丙烯酸钠树脂粉末作为灭火剂时产生了很好的技术效果，充分发挥了聚丙烯酸钠树脂粉末的特性，即使一开始混合的不是很好，但是在水柱到达着火点的过程中，聚丙烯酸钠依然会大量吸收水流中的水分子，在附着到着火物体之后仍然会继续吸收水分子，直到吸收300-500倍体积以上。相比较而言，如果在本发明的消防系统中使用干粉作为灭火剂，则混合灭火效果会远远差于套管式混合射流系统。

喷粉嘴2设置于喷淋水嘴1的上方和/或侧方，喷粉嘴2被配置为喷出的灭火剂粉末的方向从上方和/或侧面与喷淋水嘴1内喷出的水流或者水雾在空中混合。参考图4可以看出，喷粉嘴2是设置于喷淋水嘴1上方或者斜上方的，实际上也就是为了让喷粉口4喷出的树脂粉末可以从上方直接喷射到高压水雾液面上。通常情况下，传统喷淋水嘴1喷出的区域会覆盖整个消防空间的区域，我们需要做一个喷粉嘴2位置的规划，让喷粉嘴2喷出的树脂粉末，可以比较均匀的喷撒在下方的水雾液面上。当然，这种规划在使用传统喷淋水嘴的时候更加重要，因为传统喷淋水嘴的特点是水流量比较大，但是水的压力只是一般水管的压力，依靠物理手段让水流向四周流出，而且水流的分布集中于喷水嘴周围较小范围内。这时，漫无目的的均匀喷粉就会有点得不偿失，因为大量的灭火剂粉末会很久不能和水流接触，造成生成凝胶物质的延迟，影响灭火效果。所以，我们会设计喷粉嘴2喷出的粉末从侧面直接喷射进入喷淋水嘴1喷出的水流中，这种情况下通常使得喷粉嘴2喷出的粉末90％以上进入喷淋水嘴1喷出的水流中，并在下降过程中形成凝胶状物质。

灭火剂粉末是聚丙烯酸钠树脂粉末。经我公司试验，并不是所有的高吸水性树脂粉末都能够达到最优的灭火效果，各种高吸水性树脂粉末之间的吸水混合以及状态转变的效果有明显不同，将吸了水之后的高吸水性树脂粉末喷射到着火点，灭火效果有区别。聚丙烯酸钠树脂粉末的吸水速率、吸水倍数、粘度、密度等指标与本发明的消防系统和混合方法非常契合，其形成凝胶状态的条件非常容易达成，可以达到优秀的灭火效果。

喷淋水嘴1和喷粉嘴2可分体独立设置或者一体化设置。参考图4和7，在分离模式下，喷粉嘴2独立于喷淋水嘴1之外设置，两者喷口之间高度上存在一段距离，并且喷淋水嘴1在下，其喷出的水流或水雾向下方移动，可以避免绝大部分溅射起来的水珠喷洒到喷粉口4，解决了凝胶堵塞喷粉口的问题。并且分离式的结构，各自独立成一个系统，制造简单，维护简单，更换部件更简单。在一体模式下(未图示)，喷粉嘴2直接设置在喷淋水嘴1的正上方，并且可以通过一个固定机构与喷淋水嘴1形成一个整体，系统结构非常简洁，体积缩小，外观漂亮，设备在训练、搬运及灭火使用过程中，不容易出现损坏等情况。

若干个喷淋水嘴1在封闭空间或者储罐顶部组成网格状或其他适于喷洒水流的喷洒节点，喷淋水嘴1喷出的水流或者水雾，能够覆盖下方需要进行灭火或者防火处理的区域。在这种设计下，喷淋水嘴1的喷水方向位于水平方向下方，并且至少有部分水雾向四周喷出。可以根据喷淋水嘴1的工作状况确定其排布位置，一般来讲，喷淋水嘴1喷出的水雾或者水流大致呈一个圆形向四周扩散，网格状喷洒节点是一种最简单直接的保证喷洒覆盖空间内全部范围的方式。只需经过简单的计算，就可以完成喷淋水嘴1的布置，即使各个喷嘴之间的覆盖面积有所重叠，但是也不会对喷淋效果产生重大影响。同时，喷淋水嘴1的位置确定以后，就可以根据下方喷淋水嘴1喷出水雾的流量图大致估算和设计出喷粉嘴2的位置，这样可以使得喷粉量和喷水量有一个基本对应的关系，以免某个区域喷粉量太少或者太多。优选的，若干个喷粉嘴2设置在喷洒节点正上方、节点中间或者节点中间上方。参考图6，喷粉嘴2就设置在喷淋水嘴中间，参考图5，喷粉嘴2就大致设置在喷淋水嘴中间的上方。

喷粉嘴2设置于喷淋水嘴1的下方，喷粉嘴2的上方设置有一个挡水罩9，喷粉方向被配置为向四周喷出。因为喷淋水嘴1是从喷粉嘴2上方喷射水流或者水雾，并且通常是散布式的喷射，不会刻意被设计为避开某一区域，而喷粉嘴2虽然是向下喷射粉末，喷粉口4一般不会持续沾到水，但是还是会存在各种各样的因素，不可避免会在喷粉口4附近产生水雾与树脂粉末的接触，一旦接触，树脂就会迅速吸水变为凝胶，进而堵塞喷粉口4，但是如果设置一个可以防止水流落在喷粉口4附近的部件，比如挡水罩9，就可以简单的解决这个问题，并且效果很好，成本很低。即使落在挡水罩上有高吸水性树脂粉末吸水变为凝胶，也不会堵塞喷粉口4。

喷淋水嘴1属于传统喷淋消防系统的一部分，与消防输水管道3相连，可以喷出高压水流或者水雾，覆盖封闭空间内的所有区域。参考图4和5可以看出，本发明的消防系统实际上可以从绝大多数现有消防装置改造而来，无论原来是什么样的喷淋消防系统，都可以增加一体式或者分离式喷粉系统，从而得到本专利的消防系统。这也是本发明的一大贡献，并不是简简单单的将两个现有的设备摆在了一起，而是针对灭火剂的特点，在现有消防装置中选择了最佳的组合配置方式，将喷粉装置从套管式混合射流装备中分离出来，并设置在最佳的位置，使得在使用聚丙烯酸钠树脂粉末作为灭火剂的情况下，发挥出了其最大的效能，并且最大限度的降低了整套系统的成本。

参考图4，喷粉管6与储粉罐7连接，储粉罐7与高压气源8连接；储粉罐7和高压气源8可与多根独立的喷粉管6连接以保护多个待保护物体或空间。喷粉嘴2与喷粉管6连接，这也是常规喷粉装置的配置，只是本发明的一个实施例将这部分独立设置于喷水装置之外，结构简单，维修拆解容易。当然，直接与其他类型的供粉装置连接，也不影响本发明的效果。核心还是喷粉装置喷出的灭火剂可以从侧面和/或上方喷向下落的水流液面，至于具体使用何种喷粉方式，本领域技术人员可以根据实际需要选择。

参考图6，是本发明的又一个实施例，喷淋水嘴1和喷粉嘴2可以设置在同一个平面内。这种结构加工简单，体积可以控制的很小，喷洒面积又可以得到很好保证。只是喷淋水嘴1和喷粉嘴2距离相对较近，又没有高度差，所以，优选喷淋水嘴1喷出的水流或者水雾的方向，被配置为不会直接覆盖喷粉嘴2。

参考附图7，消防系统安装在储罐10顶部上方和/或侧上方，并且喷淋水嘴1配置为喷出的水流或者水雾可以基本覆盖储罐10的顶部和侧壁。在本发明的防火用途中，核心是在储罐10还没有着火的情况下，把大量的水和聚丙烯酸钠粉末一起喷到储罐顶部和侧壁的表面，由于两者产生的凝胶物质具有非常好的黏性，不会像用水降温一样，需要持续不断的把水喷在罐体表面，而仅仅需要几分钟时间，把水流喷满罐体表面即可。并且，粘附在罐体表面的凝胶层会将所有热量隔绝在罐体之外，从而让罐内的温度保持低水平。实验中，500度炉温的炉子表面涂覆了水和聚丙烯酸钠粉末的混合物后，隔热层外的温度仅有不到40度。可以非常好的保护罐内的易燃易爆物质，并且挂壁效果可以持续3天以上。

此外，本发明还提供了一种粉末灭火剂与喷淋水流的混合方法，喷粉嘴2和喷淋水嘴1设置于室内空间或者建筑物的上部，喷粉嘴2内喷出的灭火剂粉末向下喷出，并与喷淋水嘴1内喷出的水流或者水雾在空中混合，粉末灭火剂是聚丙烯酸钠树脂粉末。

喷粉嘴2设置于喷淋水嘴1的上方、侧上方或者侧方，喷粉嘴2被配置为喷出的灭火剂粉末的方向从上方和/或侧面与喷淋水嘴1内喷出的水流或者水雾在空中混合。

若干个喷淋水嘴1和喷粉嘴2在封闭空间顶部下方或者储罐顶部上方组成网格状喷洒节点，喷淋水嘴1喷出的水流或者水雾与粉末灭火剂混合后形成凝胶状物质，覆盖下方需要进行灭火或者防火处理的区域。

本发明有益之处在于：解决了现有技术中使用聚丙烯酸钠树脂粉末作为灭火剂的技术瓶颈，让聚丙烯酸钠树脂粉末可以顺利持续的喷射到火场内，不堵塞喷水口和喷粉口。提出了一种革命性的灭火方法，打破了灭火剂和水需要提前混合的常规做法，让高黏性和高吸水性的树脂粉末成为优良灭火剂成为可能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种喷淋消防系统，包括设置于需要灭火、防火的空间或表面上部的喷淋水嘴(1)和喷粉嘴(2)，所述喷淋水嘴(1)与消防输水管道(3)连接，所述喷粉嘴(2)与输粉管(6)连接，所述喷粉嘴(2)内喷出的灭火剂粉末的方向被配置为与所述喷淋水嘴(1)内喷出的水流或者水雾在空中混合。

2.根据权利要求1所述的消防系统，其特征在于，所述灭火剂粉末是高吸水性树脂粉末，尤其是聚丙烯酸钠树脂粉末。

3.根据权利要求1所述的消防系统，其特征在于，若干个所述喷淋水嘴(1)在顶部组成喷洒节点，所述喷淋水嘴(1)喷出的水流或者水雾，能够基本覆盖下方需要进行灭火或者防火处理的区域。

4.根据权利要求3所述的消防系统，其特征在于，若干个所述喷粉嘴(2)设置在所述喷洒节点正上方、节点中间或者节点中间上方。

5.根据权利要求1所述的消防系统，其特征在于，所述喷粉嘴(2)设置于喷淋水嘴(1)的上方和/或侧方，所述喷粉嘴(2)被配置为喷出的灭火剂粉末的方向从上方和/或侧面与所述喷淋水嘴(1)内喷出的水流或者水雾在空中混合。

6.根据权利要求1所述的消防系统，其特征在于，所述喷粉嘴(2)设置于喷淋水嘴(1)的下方，所述喷粉嘴(2)的上方设置有一个挡水罩(9)，喷粉方向被配置为向四周喷出。

7.根据权利要求1所述的消防系统，其特征在于，所述消防系统安装在储罐(10)顶部上方和/或侧上方，并且所述喷淋水嘴(1)配置为喷出的水流或者水雾可以基本覆盖所述储罐(10)的顶部和侧壁。

8.根据权利要求1所述的消防系统，其特征在于，所述喷淋水嘴(1)喷出的水流或者水雾的方向，被配置为不会直接覆盖所述喷粉嘴(2)。

9.根据权利要求1所述的消防系统，其特征在于，所述喷淋水嘴(1)和喷粉嘴(2)为一体化设置。

10.根据权利要求1所述的消防系统，其特征在于，所述喷粉管(6)与储粉罐(7)连接，所述储粉罐(7)与高压气源(8)连接；所述储粉罐(7)和高压气源(8)可与多根独立的所述喷粉管(6)连接以保护多个待保护物体或空间。

11.一种粉末灭火剂与喷淋水流的混合方法，其特征在于，喷粉嘴(2)和喷淋水嘴(1)设置于室内空间或者建筑物顶面的上部，喷粉嘴(2)内喷出的灭火剂粉末向下喷出，并与喷淋水嘴(1)内喷出的水流或者水雾在空中混合形成凝胶状物质，覆盖下方需要进行灭火或者防火处理的区域，所述粉末灭火剂是高吸水性树脂粉末，尤其是聚丙烯酸钠树脂粉末。

12.根据权利要求11所述的混合方法，其特征在于，所述喷粉嘴(2)设置于所述喷淋水嘴(1)的上方和/或侧方，所述喷粉嘴(2)被配置为喷出的灭火剂粉末的方向从上方和/或侧面与所述喷淋水嘴(1)内喷出的水流或者水雾在空中混合。

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