CN115212497B - 用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓，包括：仓体，该仓体包括形成混合室的圆筒形部分、圆台形部分和端盖，圆台形部分的小头端限定混合室的压缩空气泡沫出口；与压缩空气泡沫出口相连的出口管；设置在端盖上的泡沫混合液进口，泡沫混合液进口与进口管相连；至少两个与压缩空气进口管相连的压缩空气进口，至少两个压缩空气进口设置成：位于圆筒形部分的周向侧壁上、轴向位置相同而处于同一圆周面上并沿周向间隔开，每个压缩空气进口管的中心线与半径连线存在一夹角，使得喷出的压缩空气射流与混合室内壁呈切向地进入混合室，从压缩空气进口管喷出的压缩空气射流在混合室中产生同向的涡旋转动。

Description

用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓

技术领域

本发明涉及压缩空气泡沫灭火技术领域，特别是涉及一种用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓。

背景技术

传统的液体灭火技术包括水喷雾灭火技术、细水雾灭火技术、泡沫喷雾灭火技术等。

水喷雾灭火系统是将原自动喷水灭火系统的水滴分解为更小的水雾滴进行灭火，增大与着火区域的接触面积，遇到火后大量汽化，带走大量热量，进行有效降温。但分解后的水雾滴的动能远远小于水流的动能，所以对于水雾喷头的安装位置有一定的限制，必须在保证安全的条件下尽可能的靠近被保护区域。碰到油火燃爆的不可控性，若被保护区域发生爆炸有很大几率会把水雾喷头一起炸掉，使保护系统失效。

高压细水雾灭火系统灭火的形式是介于水喷雾和气体灭火之间的一种灭火系统，其喷射出的细水雾滴极易飘散，因此，对与其相关的设计与施工要求比较严格，若在设计或者施工方面出现不足，其可以发挥出来的灭火效能会大大受到影响。

泡沫喷雾灭火系统是使用泡沫混合液或者泡沫预混液在管网中传输，在经过管道末端时，经过专用喷头在出口处雾化成泡沫，形成空气泡沫，喷射到被保护的危险区域进而实施灭火。泡沫混合液在管道末端与吸入的空气会消耗一部分能量来进行混合，而且由于混合时间的限制，最终混合的效果不理想，泡沫颗粒大。泡沫喷头需要安装与靠近被保护的危险区附近，极易受到被保护危险区的影响。当泡沫喷头一旦受到损坏，泡沫混合液与空气混合失效，灭火效能大大减小。

鉴于上述传统灭火技术存在的各种缺陷，近些年来出现了压缩空气泡沫灭火系统。作为一个新型高效、环保的灭火系统，压缩空气泡沫灭火系统是利用泵组将泡沫液和水按设定比例混合，再通过空压机等产气装置产出压缩空气后主动注入泡沫混合液，精确控制其混合比例及气液融合度，让其发泡成均匀细腻、稳定的泡沫灭火剂。该系统相较于一般常见技术用水量小，灭火性能高，降温效果显著，能有效防止复燃，可靠性高，是目前室外变压器最有效的灭火设施。

然而，现有的压缩空气泡沫发生装置由于结构上不够完善，产生的泡沫均匀度以及细腻度不够理想，泡沫质量欠佳，而泡沫质量直接影响这灭火效果。因此，业内存在对结构性能进一步改善的压缩空气泡沫产生装置的需求。

发明内容

本发明旨在克服传统技术存在的缺陷，充分利用流体力学的原理，其目的是提供一种压缩空气泡沫发生仓，其结构相对简单，且能够提高所产生的泡沫的均匀度和细腻度，进而提高所形成的压缩空气泡沫质量。

为实现上述目的，根据本发明，提供了一种用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓，该压缩空气泡沫发生仓包括：

仓体，该仓体包括圆筒形部分、圆台形部分以及端盖，所述圆筒形部分的出口端与所述圆台形部分的大头端连接，所述圆筒形部分的入口端由所述端盖封闭，所述圆筒形部分、圆台形部分以及端盖形成混合室，所述圆台形部分的小头端限定混合室的压缩空气泡沫出口；

与所述压缩空气泡沫出口相连的压缩空气泡沫出口管，该压缩空气泡沫出口管用以连接后续的压缩空气泡沫输出管道；

设置在所述端盖上的泡沫混合液进口，该泡沫混合液进口与泡沫混合液进口管相连，所述泡沫混合液进口管与所述发生仓同轴设置并用以与泡沫混合液供给管道相连；

至少两个压缩空气进口，每个压缩空气进口与对应的压缩空气进口管相连，所述压缩空气进口管用以与压缩空气供给管道相连，其中所述至少两个压缩空气进口以下述设置方式中的一种方式设置：

设置方式一：所述至少两个压缩空气进口设置在所述圆筒形部分的周向侧壁上，所述至少两个压缩空气进口的轴向位置相同而处于所述圆筒形部分的同一圆周面上并沿所述圆筒形部分的周向间隔开设置，每个压缩空气进口管的中心线与连接所述圆筒形部分的轴心和压缩空气进口的中心的半径连线存在一夹角，使得从压缩空气进口管喷出的压缩空气射流基本上与混合室内壁呈切向地进入混合室，且从所述至少两个压缩空气进口管喷出的压缩空气射流在混合室中产生同向的涡旋转动；

设置方式二：所述至少两个压缩空气进口设置在所述端盖上，所述至少两个压缩空气进口围绕所述泡沫混合液进口对称地设置，每个所述压缩空气进口管设置成与所述泡沫混合液进口管平行或者设置成与所述泡沫混合液进口管存在一夹角。

采用本发明技术方案，通过在注入的泡沫混合液外围即至少两侧引入压缩空气，并借助于在混合室中产生的压缩空气涡流或者利用压缩空气从至少两侧朝向泡沫混合液的扩散作用，实现了泡沫混合液与压缩空气的充分混合，提高了所产生的泡沫的均匀度和细腻度，进而提高了所形成的压缩空气泡沫质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是主视图，图示了根据本发明第一实施例的用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓的主体结构；

图2是沿图1中A-A线截取的剖面视图，图示了压缩空气进口管的设置结构；

图3是主视图，图示了根据本发明第二实施例的用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓的主体结构；

图4是沿图3中A-A线截取的剖面视图，图示了压缩空气进口的设置结构以及设置在混合室内壁面上的凸棱。

图5是主视图，图示了根据本发明第三实施例的用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓的主体结构；

图6是沿图5中A-A线截取的剖面视图，图示了压缩空气进口的设置结构；

图7是主视图，图示了根据本发明第四实施例的用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓的主体结构；以及

图8是沿图7中A-A线截取的剖面视图，图示了压缩空气进口的设置结构以及设置在泡沫混合液进口管内端处的旋流片。

具体实施方式

下面对本发明的用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓进行详细的说明。在此，应当指出，本发明的实施例仅仅是例示性的，其仅用于说明本发明的原理而非限制本发明。

首先参见图1，其图示了根据本发明第一实施例的用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓的总体结构。如图1所示，压缩空气泡沫发生仓1包括仓体10，该仓体10包括圆筒形部分11、圆台形部分12以及端盖8。所述圆筒形部分11的出口端与所述圆台形部分12的大头端连接，所述圆筒形部分的入口端由所述端盖8封闭，所圆筒形部分11、圆台形部分12以及端盖8共同限定一混合室，所述圆台形部分的小头端限定混合室的压缩空气泡沫出口19。考虑到泡沫液有腐蚀性，发生仓宜用抗腐蚀性材料比如不锈钢制成。

发生仓的端盖8上设置有泡沫混合液进口5，泡沫混合液进口5与泡沫混合液进口管13相连，而泡沫混合液进口管13与泡沫混合液供给管道相连，由泡沫混合液供给管道供送的泡沫混合液经由泡沫混合液进口5供入混合室。作为一种优选的方案，如图1所示，泡沫混合液进口5从而泡沫混合液进口管13与仓体10同轴设置。这里需要指出的是，虽然泡沫混合液进口管13与仓体同轴设置是一种优选的方案，但采用其它方案也是可行的，比如泡沫混合液进口管13相对于仓体轴线偏心设置。

圆筒形部分11的周向侧壁上设置有压缩空气进口6，压缩空气进口6与压缩空气进口管14相连，而压缩空气进口管14与压缩空气供给管道相连，由压缩空气供给管道供送的压缩空气经由压缩空气进口6供入混合室。作为一种优选的方案，如图1和2所示，圆筒形部分11的周向侧壁上设置有两个压缩空气进口6以及相对应的两个压缩空气进口管14，两个压缩空气进口沿上下方向径向相对设置。如图2所示，作为一种优选的方案，每个压缩空气进口管14的延伸方向与连接仓体轴心和压缩空气进口6中心所形成的半径连线存在一夹角β，使得从压缩空气进口管14喷出的压缩空气射流基本上与混合室内壁呈切向地进入混合室，且从两个压缩空气进口管14喷出的压缩空气射流在混合室中产生同向的涡旋转动。通过以上述方式设置两个压缩空气进口管14，从两个进口管14喷出的压缩空气射流相互协同，形成沿一个圆周方向回旋的压缩空气涡流，得以充分地搅动泡沫混合液从而与之充分混合，大大提高了压缩空气与泡沫混合液的混合效果与发泡效果。

在所示实施例中，压缩空气进口6以及相应地压缩空气进口管14的数量为两个，但本发明不限于此，压缩空气进口6以及相应地压缩空气进口管14的数量可以为多个，在设置多个压缩空气进口的情况下，各压缩空气进口优选地沿圆筒形部分11周向等间隔设置。另外，在所示实施例中，两个压缩空气进口6沿上下方向径向相对设置，但本发明不限于此，两个压缩空气进口6可以沿其它方向径向相对设置，亦或是两个压缩空气进口可以设置成不沿径向彼此相对。

作为一种优选的方案，压缩空气进口6沿圆筒形部分11轴向的位置设置成靠近仓体端盖一侧，但本发明不局限于此，也可以根据具体使用条件设置在圆筒形部分11的其它轴向位置。另外，在所示实施例中，两个压缩空气进口6的轴向位置基本相同而处于同一圆周面上，但本发明不限于此，两个或多个压缩空气进口沿轴向错位设置也是可行的。

继续参见图1，圆台形部分12形成有压缩空气泡沫出口19。压缩空气泡沫出口19连接有压缩空气泡沫出口管15，该出口管用以连接后续的压缩空气泡沫输出管道。

工作时，压缩空气源，比如空压机或压力空气瓶，提供的压缩空气从压缩空气进口6进入混合室，而提前混合好的泡沫混合液(水+泡沫液)从泡沫混合液进口5进入混合室，泡沫液可使用各种市场在售的泡沫液，比如1％水成膜泡沫液、3％水成膜泡沫液等，即1％AFFF、3％AFFF。进入混合室的压缩空气与泡沫混合液在混合室中混合形成压缩空气泡沫，形成的压缩空气泡沫从压缩空气泡沫出口19流出，并经由压缩空气泡沫出口管15流向压缩空气泡沫输出管道。

为了进一步细化混合室内形成的压缩空气泡沫，作为一种优选的方案，如图1所示，压缩空气泡沫出口管15的出口端处设置有呈圆盘状的丝网16，丝网可用例如不锈钢制成。从出口管15流出的压缩空气泡沫首先流经该丝网16，丝网16对压缩空气泡沫进一步细化，之后流向压缩空气泡沫输出管道。丝网16设置在出口管15的出口端与压缩空气泡沫输出管道的进口端之间，丝网的目数可以根据特定要求进行选定。

为了提高发泡效果，泡沫混合液中水与发泡液的混合比例宜控制在一定的范围内，具体的混合比例与使用的发泡液有关，以水成膜泡沫液为例，若采用1％水成膜泡沫液，则水与发泡液的比例为99∶1，若采用3％水成膜泡沫液，则水与发泡液的比例为97∶3。

压缩空气是在某一压力下被注入混合室中的，类似地，泡沫混合液也是在某一压力下被注入混合室。为了实现良好的发泡效果，宜对空气压力与泡沫混合液压力以及两者之间的压力比予以控制。空气的密度比泡沫混合液的密度小，相对于泡沫混合液压力宜采用相对大的压力。对于具体的压力值，可以根据特定的使用场景要求等进行确定。例如，出口可以设定在0.6MPa-1.2MPa之间，泡沫混合液进口压力可以选定为略大于出口压力，而压缩空气的压力大于泡沫混合液压力。

压缩空气的量、泡沫混合液的量以及两者之间的体积比对形成的压缩空气泡沫液的质量也是影响因素，因此，需要在设计时加以考虑。试验数据表明，将压缩空气的量与泡沫混合液的量之间的体积比控制在4∶1～10∶1之间，可以取得较好的技术效果。

本发明用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓的操作过程如下。

泡沫液和水利用泵组按设定比例混合成泡沫混合液，并从泡沫混合液进口注入混合室；同时，使用空压机或压力空气瓶等压缩空气源将压缩空气从压缩空气进口注入混合室；沿混合室内壁面切向方向进入的压缩空气在混合室中产生压缩空气涡流，扰动的涡旋裹卷着泡沫混合液沿周向运动并与之充分混合进而形成压缩空气泡沫，形成的压缩空气泡沫朝向压缩空气泡沫出口流动，并流经压缩空气泡沫出口管15，位于出口管15出口端的丝网16使压缩空气泡沫进一步细化，之后压缩空气泡沫流向位于出口管15下游的压缩空气泡沫输出管道。

下面结合附图3和附图4说明根据本发明第二实施例的用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓，与第一实施例相同的部件采用相同的附图标记，且与第一实施例相同的结构将省略其说明。

如图3和4所示，为了提高发生仓内泡沫混合液的发泡效果，可以在混合室的内壁面上设置沿周向间隔开均匀布置的凸棱17，凸棱17设置成从混合室的内壁面凸起并顺沿混合室的内壁面沿轴向延伸。通过设置凸棱，有助于扰动混合室内的压缩空气以及/或者泡沫混合液，从而利于泡沫的产生并使得产生的泡沫细腻均匀。凸棱的截面形状不做特别限定，比如截面可以呈半球形、三角形、梯形等等。此外，凸棱可以是连续的凸棱，也可以是断续的凸棱；凸棱可以是线性延伸的凸棱，也可以采用呈螺旋延伸的凸棱。另外，在图3和图4所示的实施例中，凸棱设置在圆筒形部分11上，但本发明不限于此，凸棱可以仅设置在圆台形部分12上，或者凸棱可以设置在圆筒形部分11和圆台形部分12两者上。再有，替代凸棱，也可以采用布置在混合室的内壁面上的凸起阵列的形式。凸棱自混合室内壁面凸起的高度也会对泡沫的形成产生影响，高度宜选定在几个毫米的量级，比如可以选定在1mm左右的高度。

下面结合附图5和附图6说明根据本发明第三实施例的用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓，与第一实施例相同的部件采用相同的附图标记，且与第一实施例相同的结构将省略其说明。

如图5所示，在本发明第三实施例的用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓1中，压缩空气进口6设置在端盖8上，两个压缩空气进口沿径向位于泡沫混合液进口5的两侧，压缩空气进口6与压缩空气进口管14相连，压缩空气进口管14设置成与泡沫混合液进口管13平行。

在第三实施例的压缩空气泡沫发生仓1中，丝网16呈圆锥筒形，设置在压缩空气泡沫出口管15中，圆锥筒形丝网的筒底朝向压缩空气泡沫输出管道一侧，而圆锥筒形丝网的的筒尖朝向混合室。

本发明第三实施例的压缩空气泡沫发生仓其它结构与第一实施例的相同，简明起见，在此省略其描述。

根据本发明第三实施例的压缩空气泡沫发生仓，两个压缩空气进口管14设置在泡沫混合液进口管13的径向两侧，并与之平行。操作中，泡沫混合液经由泡沫混合液进口管13注入混合室，而压缩空气经由压缩空气进口管14注入混合室。通过将压缩空气进口管14设置在泡沫混合液进口管13的径向两侧，经由压缩空气进口管14注入的压缩空气进入混合室后，沿径向两侧向内朝向泡沫混合液扩散，从而与之充分且均匀地混合，提高了压缩空气泡沫的质量。

在第三实施例中，压缩空气进口以及相应地压缩空气进口管14的数量为两个，但本发明不限于此，压缩空气进口以及相应地压缩空气进口管14的数量可以为多个，在设置多个压缩空气进口的情况下，各压缩空气进口优选地围绕泡沫混合液进口沿周向等间隔设置。另外，在第三实施例中，两个压缩空气进口沿上下方向径向相对设置，但本发明不限于此，两个压缩空气进口可以沿其它方向径向相对设置，亦或是两个压缩空气进口可以设置成不沿径向彼此相对。在上面描述的第三实施例中，两个压缩空气进口管14与泡沫混合液进口管13平行设置，作为该种实施例的一种改型，两个压缩空气进口管可以设置成与所述泡沫混合液进口管存在一夹角，使得从两个压缩空气进口管喷出的压缩空气射流交会在圆筒形部分11的轴线上。

下面结合附图7和附图8说明根据本发明第四实施例的用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓，与第三实施例相同的部件采用相同的附图标记，且与第三实施例相同的结构将省略其说明。

如图7和图8所示，为了提高发生仓内泡沫混合液与压缩空气的混合效果和发泡效果，可以在泡沫混合液进口管13的与混合室相邻的内端处设置一旋流片25。该旋流片固定地安装在进口管13的内端，具体固定方式比如，旋流片包括若干周向均匀间隔开设置的叶片27，各个叶片的径向内端固定于中心轴26，而各个叶片的径向外端固定于泡沫混合液进口管13的内壁上。通过设置旋流片，可以对泡沫混合液进行导流从而改变泡沫混合液的流动方向。在从泡沫混合液进口管13流入的泡沫混合液流经旋流片时，泡沫混合液在旋流片的作用下改变流动方向从而产生回旋流动，能够与进入混合室的压缩空气更好地混合，进一步提高发泡效果。

上面结合各优选实施例对本发明进行了说明，但需要指出的是，本发明不限于所图示的特定实施例，而是可以在本发明的精神范围内做出种种改进，而这些改进的方案也在本发明的保护范围之内。比如，第一实施例的圆盘形丝网可以用于第三和第四实施例，同样，第三实施例的圆锥筒形丝网也可以用于第一和第二实施例。在上述第一和第二实施例中，压缩空气进口设置在圆筒形部分11的周向侧壁上，而在第三和第四实施例中，压缩空气进口设置在端盖上；作为以上两种实施例的改型，也可以采用这样的结构：圆筒形部分的周向侧壁上可以设置一个、两个或多个压缩空气进口，同时端盖上设置预期数量的压缩空气进口。再比如，第三和第四实施例的压缩空气泡沫发生仓可以配设结合第二实施例所述的凸棱，以及结合第四实施例所描述的旋流片也可以用于第一和第二实施例。

上面参照附图结合具体实施例对本发明进行了描述，但这仅仅是为了说明的目的，而本发明并不局限于此。因此，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在本发明的技术精神和范围内进行各种变化和修改，而这些变化和修改也应理解为属于本发明范畴，本发明的范围由要求保护的技术方案及其等同方案予以限定。

Claims (5)

1.一种用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓，该压缩空气泡沫发生仓包括：

仓体，该仓体包括圆筒形部分、圆台形部分以及端盖，所述圆筒形部分的出口端与所述圆台形部分的大头端连接，所述圆筒形部分的入口端由所述端盖封闭，所述圆筒形部分、圆台形部分以及端盖形成混合室，所述圆台形部分的小头端限定混合室的压缩空气泡沫出口；

与所述压缩空气泡沫出口相连的压缩空气泡沫出口管，该压缩空气泡沫出口管用以连接后续的压缩空气泡沫输出管道；

设置在所述端盖上的泡沫混合液进口，该泡沫混合液进口与泡沫混合液进口管相连，所述泡沫混合液进口管与所述发生仓同轴设置并用以与泡沫混合液供给管道相连；

至少两个压缩空气进口，每个压缩空气进口与对应的压缩空气进口管相连，所述压缩空气进口管用以与压缩空气供给管道相连；

所述至少两个压缩空气进口设置在所述圆筒形部分的周向侧壁上，所述至少两个压缩空气进口的轴向位置相同而处于所述圆筒形部分的同一圆周面上并沿所述圆筒形部分的周向间隔开设置，所述至少两个压缩空气进口沿所述圆筒形部分的轴向设置在靠近所述端盖一侧，每个压缩空气进口管的中心线与连接所述圆筒形部分的轴心和压缩空气进口的中心的半径连线存在一夹角，使得从压缩空气进口管喷出的压缩空气射流基本上与混合室内壁呈切向地进入混合室，且从所述至少两个压缩空气进口管喷出的压缩空气射流在混合室中产生同向的涡旋转动；

所述压缩空气泡沫出口管的出口端处设置有丝网，所述丝网呈圆锥筒形，该圆锥筒形丝网的筒底朝向所述压缩空气泡沫输出管道，而该圆锥筒形丝网的筒尖朝向所述混合室；所述混合室内壁面上设置有沿周向间隔布置的凸棱；所述泡沫混合液进口管的与所述混合室相邻的内端处固定地设置有旋流片，所述旋流片包括若干周向均匀间隔开设置的叶片，各个叶片的径向内端固定于中心轴，而各个叶片的径向外端固定于所述泡沫混合液进口管的内壁上；

压缩空气注入混合室时的压力大于泡沫混合液注入混合室时的压力；进入混合室中的压缩空气的量与泡沫混合液的量之间的体积比为4:1～10:1。

2.如权利要求1所述的用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓，其特征在于，所述圆筒形部分的周向侧壁上设置有两个压缩空气进口，两个压缩空气进口沿上下方向径向相对设置。

3.如权利要求1所述的用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓，其特征在于，所述凸棱是沿所述仓体轴向线性延伸的凸棱。

4.如权利要求1所述的用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓，其特征在于，所述凸棱是呈螺旋式延伸的凸棱。

5.如权利要求1所述的用于灭火系统的压缩空气泡沫发生仓，其特征在于，所述凸棱设置在圆筒形部分和圆台形部分两者中的至少一个上。