CN117750998A - 设置有改进的混合系统的压缩空气泡沫系统 - Google Patents

Abstract

一种压缩空气泡沫系统、CAFS(1)包括：水的源(2)；空气管理系统(3)，该空气管理系统(3)用于提供压缩空气流；溶液配量模块(4)，该溶液配量模块(4)用于提供添加剂溶液；以及混合室模块(5)，该混合室模块(5)构造成向输出装置(6)提供空气溶液混合物，混合模块(5)包括流体连接至所述输出装置(6)的出口导管(8)以及流体连接至所述源(2)的入口导管(7)，混合模块(5)包括在入口导管(7)与出口导管(8)之间的多个旁通导管(9a、9b、9c、9d、9e)，旁通导管(9a、9b、9c、9d、9e)具有彼此不同的水力直径以及带有相关的不同压力开启的可能的阀(10)。

Description

设置有改进的混合系统的压缩空气泡沫系统

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2021年4月23日提交的意大利专利申请No.102021000010364的优先权，上述申请的全部公开内容通过参引并入本文。

技术领域

本发明涉及用于消防车辆或装置的灭火系统，特别是设置有改进的混合系统的压缩空气泡沫系统(CAFS)。

背景技术

消防系统、例如消防车辆或装置设置有灭火系统，该灭火系统配置成供应朝向火引导的灭火化合物以便导致对火的抑制。

特别地，压缩空气泡沫系统(CAFS)在本领域中是众所周知的并且涉及使用预设百分比的压缩空气和水/泡沫剂溶液的混合物。

更详细地，水/泡沫剂溶液包括溶解在大量水中的泡沫剂添加剂，即0.5％至3％或至8％体积的添加剂。压缩空气在混合室模块中与这种溶液混合。

这种空气-溶液混合物处于相对于大气压更高的压力下并且通过指向火的管道的出口喷出，该空气-溶液混合物膨胀，从而形成具有灭火性能的泡沫。特别地，泡沫的空气量可以被调节为假定空气相对于液体溶液的值包括在3体积份至20体积份之间。如标准DINEN 16327中所定义的，这种包括在3与10之间的空气/溶液比被定义为“湿泡沫”，而包括在11与20之间的空气/溶液比被定义为“干泡沫”。

根据上述，与CAFS系统相关的一个问题是保证水与水/泡沫溶液之间的正确混合，以提供合适的空气/溶液混合物。

然而，空气流和水流可能连续变化，因为操作者可以根据火灾的情况连续改变流或空气/溶液混合物。水流中的这种振荡可能导致水、空气与泡沫剂之间的混合不令人满意。

事实上，水通常由在压缩空气泡沫系统接合时通常关闭的蝶形阀调节，该蝶形阀不能提供良好的水流速度来保证水、泡沫剂与空气之间的正确混合。如果所需的水流量低，这个缺点尤其明显。

因此，需要提供可以根据使用者的需要在水、泡沫剂与空气之间提供良好混合的CAFS系统。

本发明的目的是以成本有效和优化的方式满足上述需求。

发明内容

前述目的通过如所附权利要求中所要求的压缩空气泡沫系统来实现。

附图说明

为了更好地理解本发明，下面参照随附附图通过非限制性示例来描述优选实施方式，图1示出了包括根据本发明的混合模块的压缩空气泡沫系统的示意图。

具体实施方式

图1公开了用于未示出的消防设施例如车辆的压缩空气泡沫系统CAFS1的总体示意图。CAFS1主要包括水的源2、空气管理系统3、溶液配量系统4和混合室5。混合室5接收来自源2的水、来自空气管理系统3的受控且限定的空气流、来自溶液配量系统4的添加剂，例如泡沫剂，并且构造成将这些元素混合在一起，以在出口装置6处提供合适的消防空气/溶液混合物的流，该出口装置6可以连接至消防员使用的管道。

空气管理系统3可以以不同的方式实现，例如根据国际专利申请PCTIB2020061830中描述的系统的方式实现，并且因此为了简洁起见在本文中不再进一步描述。

溶液配量系统4也可以以不同的已知方式实现。溶液配量系统4和空气管理系统3均配置成分别向泡沫溶液和压缩空气的混合室5中提供相应的加压流体流。

水的源2可以是如本领域已知的不同的类型，比如水泵、消防栓。

优选地，混合室5限定有：与源2流体连接的第一入口5a、与配量系统4的输出部4a流体连接的第二入口5b、与空气管理系统3的输出部3a流体连接的第三入口5c以及与出口装置6流体连接的出口5d。

根据所描述的实施方式，混合室5包括入口导管7、出口导管8和多个旁通导管9a、9b、9c、9d，旁通导管9a、9b、9c、9d流体并联地置于入口导管7与出口导管8之间。

在下文中，术语“上游”和“下游”用于指从源2到出口装置6的水路径。

入口导管7从一侧流体连接至源2并连接至源2下游的旁通导管9a、9b、9c、9d、9e，而出口导管8从一侧流体连接至出口装置8并连接至出口装置6上游的旁通导管9a、9b、9c、9d、9e。

详细地，第一旁通导管9a在第二旁通导管9b的上游，第二旁通导管9b在第三旁通导管9c的上游，第三旁通导管9c在第四旁通导管9d的上游，第四旁通导管9d在第五旁通导管的上游，第五旁通导管仅在源2的下游。换句话说，从出口装置6的角度来看，第一旁通导管9a在第二旁通导管9b的上游，第二旁通导管9b在第三旁通导管9c的上游，第三旁通导管9c在第四旁通导管9d的上游，第四旁通导管9d在第五旁通导管的上游，第五旁通导管仅在出口装置6的上游。

特别地，配量系统4的输出部4a和空气管理系统3的输出部3a均仅流体连接至第一旁通导管9a，即相对于源2最下游的旁通。更优选地，空气管理系统3的输出部3a在出口导管8的上游和配量模块4的输出部4a的下游流体连接至第一旁通导管9a。配量模块输出部4a在入口导管7的下游流体连接至第一旁通导管9a。

有利地，旁通导管9a、9b、9c、9d、9e的数目为N，并且第(M)个旁通导管9a、9b、9c、9d、9e的水力直径相对于第(M+1)个旁通导管9a、9b、9c、9d、9e更小，其中N和M是整数，并且M小于N。

根据所述实施方式，第一导管9a的水力直径相对于第二导管9b更小，第二导管9b的水力直径相对于第三导管9c更小，第三导管9c的水力直径相对于第四导管9d更小，第四导管9d的水力直径相对于第五导管9e更小。优选地，入口和出口导管7具有与第五导管9e基本相同或更大的水力直径。

更优选地，出口导管8在导管9a与导管9e之间具有可变直径。特别地，出口导管8在第(M)个导管与第(M+1)个导管之间的部段具有与第(M)个导管基本相同的直径。

因此，出口导管8在导管9a与导管9b之间的部段具有与导管9a基本相同的直径，出口导管8在导管9b与导管9c之间的部段具有与导管9b基本相同的直径，出口导管8在导管9c与导管9d之间的部段具有与导管9c基本相同的直径，出口导管8在导管9d与导管9e之间的部段具有与导管9d基本相同的直径，并且然后最后部段具有与导管9e相同的直径，即具有输入导管7的直径。

有利地，旁通导管9a、9b、9c、9d、9e中的至少一些旁通导管设置有阀装置10，该阀装置10构造成允许流体仅从入口导管7朝向出口导管8通过相应的旁通导管。特别地，这种阀装置包括不同的压力控制开口，从而允许水根据入口导管7中的水的压力在相应的旁通导管上流动。

特别地，在公开的示例中，第一旁通导管9a即直接流体连接至空气管理系统3和配量模块4的旁通导管是自由的，即总是允许流体从入口导管7朝向出口导管8的通过。换句话说，第一旁通导管9a没有设置上述阀装置。

有利地，设置有止回阀10的其他旁通导管9b、9c、9d具有不同的开启压力，即，相应的止回阀10定尺寸成由此在不同的压力水平下允许流体通过。

详细地，第二旁通导管9b上的止回阀10a的开启压力水平相对于第三旁通导管9c上的止回阀10b更低，第三旁通导管9c上的止回阀10b的开启压力水平相对于第四旁通导管9d上的止回阀10c更低。

有利地，旁通导管9a、9b、9c、9d、9e中的一个旁通导管设置有阀装置11，该阀装置11构造成被主动控制以允许流体从所述入口导管7通向所述出口导管8。

特别地，第五旁通导管9e设置有电致动阀11，比如开关阀，其构造成允许或拒绝流体从入口导管7朝向出口导管8的通过。

根据本发明和如上所述的CAFS1的操作如下。

总体来说，由源2提供的水流向入口导管7，并流到第一旁通导管9a。在这种具有最小水力直径的导管中，增加了水的速度，水首先与来自开口4a的泡沫剂混合，并且然后与来自开口3a的压缩空气混合。然后，水通过到出口导管，该出口导管具有更大的直径，并且允许处于高速且与泡沫剂预混合的水与压缩空气进行良好混合。然后混合溶液流向出口装置6。

如果水压增加，则第二旁通弹簧的止回阀10a打开，并且允许水直接通入第二旁通导管9b下游的出口导管8。以这种方式，溶液在通入出口装置6之前进一步混合。如果水压进一步增加，从而允许第三旁通导管9c和第四旁通导管9d的止回阀10b、10c打开，则也会发生类似的情况。

如果使用者只需要水，而不需要泡沫溶液和空气，那么阀11可以被控制打开，从而允许水流主要在第五旁通导管9e中直接通到输出装置6。事实上，只有少量的水流动通过导管7、9a和8以再次混合进入输出导管8中；然而，由于直径差异，水的主要部分直接通过导管9e。

鉴于前述内容，根据本发明的压缩空气泡沫系统CAFS1的优点是明显的。

由于所提出的混合模块，能够以非常有效的方式将水与泡沫溶液和空气混合，从而避免出口装置处的劣质泡沫溶液。

此外，混合模块特别紧凑并且具有成本效益。

此外，混合模块在非常宽的水压范围内操作，并产生相同质量的泡沫混合物。

此外，通过改变旁通导管的数目，能够改变水压范围。因此，所提出的混合模块是通用的，并且允许规模经济的生产。

特别地，所提出的混合系统的通用性是明显的。实际上，混合系统可以用于向输出装置提供没有空气的泡沫溶液、空气泡沫溶液或简单的水。因此，相对于已知系统，混合系统经由单个模块提供所有功能。

明显的是，可以对所描述的压缩空气泡沫系统CAFS1做出修改，这些修改不超出权利要求所限定的保护范围。

作为示例，旁通导管的数目可以变化。类似地，阀装置10、11可以由具有相同开启特性的不同类型的阀代替。

Claims (11)

1.一种压缩空气泡沫系统、CAFS(1)，包括：水的源(2)；空气管理系统(3)，所述空气管理系统(3)用于提供压缩空气流；溶液配量模块(4)，所述溶液配量模块(4)用于提供添加剂溶液；以及混合室模块(5)，所述混合室模块(5)构造成向输出装置(6)提供空气溶液混合物，

所述混合模块(5)包括流体连接至所述输出装置(6)的出口导管(8)以及流体连接至所述源(2)的入口导管(7)，

所述混合模块(5)包括在所述入口导管(7)与所述出口导管(8)之间的多个旁通导管(9a、9b、9c、9d、9e)，所述旁通导管(9a、9b、9c、9d、9e)中的每个旁通导管具有彼此不同的水力直径，

所述空气管理系统(3)和所述配量模块(4)流体连接至所述旁通导管(9a、9b、9c、9d、9e)中的至少一个旁通导管，

所述空气溶液混合物能够在所述出口导管(8)中由所述压缩空气、所述水和所述添加剂溶液获得。

2.根据权利要求1所述的压缩空气泡沫系统，其中，所述旁通导管(9a、9b、9c、9d、9e)的数目为N，并且第(M)个所述旁通导管(9a、9b、9c、9d、9e)的水力直径大于第(M-1)个所述旁通导管(9a、9b、9c、9d、9e)的水力直径，其中，M小于或等于N。

3.根据权利要求1或2所述的压缩空气泡沫系统，其中，一个旁通导管(9e)具有等于或大于所述入口导管(7)的直径的水力直径。

4.根据权利要求1至3所述的压缩空气泡沫系统，其中，所述出口导管(8)在所述旁通导管(9a、9b、9c、9d、9e)之间具有可变直径，其中，所述出口导管(8)在第(M)个导管(9a、9b、9c、9d、9e)与第(M-1)个导管(9a、9b、9c、9d、9e)之间的部段的直径等于第(M-1)个导管(9a、9b、9c、9d、9e)的直径，其中，N是旁通导管(9a、9b、9c、9d、9e)的数目，并且M是小于或等于N的数目。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的压缩空气泡沫系统，其中，所述空气管理系统(3)和所述配量模块(4)均流体连接至同一所述旁通导管(9a)。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的压缩空气泡沫系统，其中，所述空气管理系统(3)流体连接至所述配量模块(4)的根据水流方向的下游。

7.根据权利要求1至5中的任一项所述的压缩空气泡沫系统，其中，所述旁通导管(9a、9b、9c、9d、9e)中的至少一个旁通导管包括阀装置(10、11)，所述阀装置(10、11)构造成调节水朝向所述出口导管(8)的通过。

8.根据权利要求7所述的压缩空气泡沫系统，其中，所述阀装置包括止回阀(10a、10b、10c)，所述止回阀(10a、10b、10c)构造成仅在所述入口导管(7)中的水的压力超过预定值时，才允许流体仅从所述入口导管(7)到所述出口导管(8)的通过。

9.根据权利要求8所述的压缩空气泡沫系统，其中，设置在所述旁通导管(9b、9c、9d)中的所述止回阀(10a、10b、10c)的开启压力彼此不同。

10.根据权利要求7至9中的任一项所述的压缩空气泡沫系统，其中，所述阀装置包括阀(11)，所述阀(11)构造成被主动控制以允许或拒绝流体穿过所述旁通导管(9e)中的一者的通过。

11.一种消防车，包括根据前述权利要求中的任一项所述的压缩空气泡沫系统。