CN1406145A - 用于灭火器产生压缩气体泡沫的混合室 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于灭火器产生压缩气体泡沫的混合室，该混合室具有压缩空气入口、灭火剂入口、以及压缩空气泡沫出口，其特征在于，混合室的形状朝压缩空气泡沫出口处呈锥形。本发明还涉及一种灭火装置，该装置包含一个灭火剂容器、一个连接压缩空气源的连接装置以及如前所述的混合室。

Description

用于灭火器产生压缩气体泡沫的混合室

技术领域

本发明涉及用于灭火器产生压缩气体泡沫的混合室，该混合室具有压缩空气入口，灭火剂入口，以及压缩空气泡沫出口。

背景技术

灭火泡沫用以熄灭液体及固体物质燃烧引起的火灾。水和灭火剂通过压缩空气混合。已知的技术包括各种各样的系统。例如，由水和泡沫浓缩液组成的混合物通过旋转泵经由泡沫输出管输出，泡沫在泡沫输出管直接与周围的空气真空混合而产生。美国专利5,255,747号是有关压缩空气混合，而不是通过真空与周围空气混合。在此情况下，产生泡沫所需要的空气是通过空气压缩机来提供。这就大大提高了泡沫的质量，明显超过了DIN(德国产业标准)14272所规定的水的半生命期的要求，由压缩空气泡沫产生的灭火剂的喷射距离也得到了提高。

美国5,255,747号专利所提供的装置的缺陷是必须使用由电动机驱动的旋转泵及空气压缩机。

美国专利5,881,817号涉及一种抑制火灾的系统，其中没有压缩空气泡沫的机器传送装置，例如，通过旋转泵传送压缩空气泡沫。为此，空气供应系统所提供的压缩气流被分成两路，一路进入溶液罐，另一路进入混合室。溶液罐里装有水和灭火剂混合液，该混合液被一路半压缩的气流传送到混合室。第二路半压缩的气流直接进入混合室。空气和溶液的混合物产生所需的泡沫并膨胀。美国专利5,881,817号的混合室内部呈圆柱形，灭火剂和水的混合液从圆柱的一端流入圆柱空间里，而压缩空气流入的角度与圆柱中心轴线形成68度，形成泡沫的灭火剂从圆柱空间的另一端流出。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于灭火设备中能高效产生高质量压缩泡沫的混合室。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：构造一种用于灭火设备中产生压缩空气泡沫的混合室，该混合室具有压缩空气入口，灭火剂入口，以及压缩空气泡沫出口；所述混合室内部形状朝压缩空气泡沫出口处形成锥形。由泡沫剂和水组成的灭火剂通过上述灭火剂入口进入混合室。由压缩气源提供的压缩空气通过上述压缩空气入口进入混合室。水和泡沫剂在上述混合室里与压缩空气形成泡沫并以灭火泡沫的形态从上述压缩空气泡沫出口流出。由于混合室内部朝压缩空气泡沫出口形成锥形，所以，泡沫产生效果特别优良。根据本发明，混合室内的泡沫会产生很强的湍流，尤其是，其旋转促进混合过程。

本发明所产生的灭火泡沫质量相当于大型设备每分钟用1000升水，并使用昂贵的监控技术所产生的湿泡沫和干泡沫的质量。

由于本发明的混合室具有较高的产生泡沫效率，所以，可以用来生产特别精巧的灭火器。可以选用很小的压缩空气储存罐，或者使用现有的用于其它目的的移动或固定压缩空气装置。

在本发明的具体装置中，混合室的内部形态最好是圆锥形，压缩空气入口和灭火剂入口通往圆锥形的底部，压缩空气泡沫的出口位于圆锥形的顶部附近或顶端。混合室内部朝压缩空气泡沫出口处逐渐变窄的其它几何形状也可采用，比如，半球形。

压缩空气入口和灭火剂入口最好平行地通往混合室。换句话说，通往混合室的压缩空气和灭火剂输送管或导管至少在进入混合室之前相互平行。

压缩空气入口或相应的压缩空气导管的内径和灭火剂入口或相应的灭火剂导管的内径比最好是1比3。压缩空气泡沫出口的内径与灭火剂入口内径最好相同。

混合室最好采用塑料、黄铜或铝等抗腐蚀性材料制成以防止泡沫剂造成的腐蚀。

本发明的具体装置中，在上述压缩空气泡沫出口后面可以设置用于在压缩空气泡沫出口通道上选择性地提供干扰元件的泡沫控制器，该泡沫控制器可用于调节泡沫的质量。比如在露天灭火，当燃烧物表面整体燃烧时，需要含水量高的泡沫。由于水的缩合作用，燃烧反应的能量将会减弱。产生灭火效果之后，即火焰被熄灭之后，需要进行灭火后期处理。这就需要有带小孔，低含水量的奶油状的泡沫。这种泡沫具有较长的水半生命期，且能提高碳表面的湿气。低含水量进一步延长灭火剂容器的使用时间。与湿泡沫相比，能够输送至少两倍至五倍的灭火剂。

根据前述的本发明的具体装置，泡沫控制器可以简便地影响泡沫的质量。如果泡沫控制器调节到完全打开压缩空气泡沫出口的位置时，可喷出相对潮湿的泡沫，其水分含量相对较高，喷射范围更大(喷射距离更远)，尤其适用于扑灭较大，较强的火。如果灭火效果产生之后需要进行灭火后处理，就可通过操作泡沫控制器，将干扰元件移到压缩空气泡沫出口通道上，来调节压缩空气泡沫出口，产生低含水量的干泡沫。虽然此时的喷射范围变小，但是，由于泡沫的耐久力提高了，所以其渗透力得到了加强。灭火水的渗透力可阻止固体燃烧物的死灰复燃，并防止火势蔓延到尚未燃烧的固体物质上。低含水量所提供的延长了的灭火器使用时间，对灭火后期处理作业来说特别重要，因为该作业要比扑灭火焰范围更加广泛。

本发明的泡沫控制器可以用于任何其它混合室。

干扰元件最好是具有多通道的控制元件。在一项特别推荐的具体实施例中，干扰元件是由粉末金属制成的。粉末金属特别适于产生均匀的泡沫结构。表面张力小的液体经过粉末金属的小孔形成非常小的泡沫。泡沫越小，同样液体所形成的泡沫的表面积就越大。由此所获得的水的数量与泡沫表面积之间的最佳比例提高了喷雾效率并改善了灭火能力。

在本发明中，混合室的设计能够使灭火器的容量和重量实现最优化，却不需要任何机械传送方式，而且可以设计成多种应用设备的更新解决方案。可能的应用领域特别包括卡车及运货车，轮船，潜水艇，以及车间，工厂等。运输车辆可能会发生火灾。而当这种火灾发生在隧道里面时就特别危险。而上述车辆上通常使用的小型灭火器所主要使用的粉末灭火剂是无法扑灭较大的火。灭火粉无法进行充分的降温，比如轮胎上的火，灭火粉就无法熄灭。而本发明所提供的灭火装置也可以扑灭较大的火灾。卡车上配有压缩气体制动系统。总重量可达到1.6吨的车辆的空气压缩机足以有效地操作本发明的混合室。本发明可进一步应用于危险物品的运输，尤其是通过隧道，军事护卫车辆以及装甲车。本发明还适用于建设施工现场，农场及矿山所用的车辆及设备。如果这些车辆和设备能够提供充足的空气压缩机的话，本发明的灭火装置可以有效地提供安全。

轮船和潜水艇上也配备了压缩系统。所以，这种水上交通工具上最好也配备小型而有效的灭火系统。根据本发明，可以随时更新灭火装置。

最后，很多商业性业务和工厂都有使用压缩空气的气控装置和用压缩空气操作的工具。通常，所用的压缩系统都具备充足的空气流量，足以用来操作本发明的灭火装置。具体地说，在加工塑料的业务和工厂里，进行热塑加工作业时可能发生的火灾只能用泡沫灭火方法来来火，本发明的灭火装置所提供的简便的灭火方法就可就用于此。

本发明的灭火装置体积小，可随时翻新，装配简便，由于只需提供灭火剂，所以重量也轻，尤其扑灭塑料或液体发生的火灾时，比水更有效并可防止因水造成的损坏。

下面，结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为根据本发明的灭火装置的一个具体实施例的示意图；

图2为本发明混合室的第一实施例，为带有泡沫控制器的混合室装置的透视图；

图3为本发明混合室的第二实施例，为带有泡沫控制器的混合室装置的剖面图；

图3a为本发明混合室的第三实施例，为带有泡沫控制器及一体化压缩空气流量分离器的的混合室装置的剖面图；

图4为图2中沿A-A线的剖面图；

图5为卡车上使用的新型固定灭火装置示意图。

具体实施方式

除非另行说明，图示中的相应元件采用同一参考号来表示。

图1示出了一种灭火装置，它具有灭火剂容器1，混合室10(参见图2)以及可控制的喷嘴20。灭火剂容器1用于容纳水和泡沫剂。灭火剂容器1通过一条灭火剂导管2与混合室10相连。该灭火剂导管2为可在市面上买到的，尺寸稳定的高压管，并通过灭火剂入口11与混合室10的内部相通。灭火剂容器1里的竖管或输入管(没有显示)的内径最好与灭火剂导管2的内径相同，而灭火剂导管2的内径又与灭火剂入口11的内径相同。

一个图中没有详细显示的压缩空气源30，比如装满压缩空气的槽罐或者由电动机驱动的压缩机通过第一压缩空气导管31与混合室10相连，而通过第二压缩空气导管32与灭火剂容器1相连。压缩空气导管31和32是可在市面上买到的、最好是尺寸稳定的高压管，可随时买来替换。第一压缩空气导管31通过压缩空气入口12与混合室10的内部相通。压缩空气导管31的内径最好与压缩空气导管32的内径相同。

喷嘴20可配备开/关控制阀，其内部表面最好光滑，因为在此位置上增加的干扰元件能够再次破坏泡沫的结构。该喷嘴通过一条常规管子33与混合室相连。管子33通过压缩空气泡沫出口13与混合室相通。

如图2所示的混合室第一实施例，混合室10具有半球形内部形态，而灭火剂入口11和压缩空气入口12位于该半球的平面边上，压缩空气泡沫出口13则位于该半球平面边的对面的顶点。

一个泡沫控制器40与混合室10整合在一起。图1中以箭头表示了灭火剂导管2中，由水和泡沫剂组成的灭火剂的流向及管子33中灭火泡沫的流向。泡沫控制器40的开关元件41可向垂直于流向的方向移动。

图3为混合室10的另一种结构的剖面图。在该方案中，混合室10的内部形态为圆锥形，而灭火剂入口11和压缩空气入口12设在圆锥体的底部平面，压缩空气泡沫出口13设在圆锥体的顶端。灭火剂入口11直接位于压缩空气泡沫出口的对面。压缩空气泡沫出口13的直径与灭火剂入口12的直径相同。压缩空气入口12和灭火剂入口11的导管前部相互平行伸出。灭火剂入口11的直径为压缩空气入口12的直径的三倍。

比如，如果灭火剂导管2和灭火剂入口11的直径为6毫米，第一压缩空气导管31和压缩空气入口12的直径则为2毫米。用卡车上的空气压缩机操作上述第一种灭火装置时，发现灭火剂导管2的内径和灭火剂入口11的内径设为12毫米，第一压缩空气导管31和压缩空气入口12的内径设为4毫米比较合适。

图3还显示了泡沫控制器40的开关元件41。

图4为泡沫控制器40及开关元件41的剖面图。在图3和图4所显示的位置中，开关元件41完全打开了压缩空气泡沫的出口通道。泡沫控制器处于这一位置时，灭火装置会产生相对潮湿的泡沫。因为含水量相对更大，该相对潮湿的泡沫喷射范围更大，即喷射距离更远，特别适合用于扑灭已燃烧一段时间的较大的火灾。如果把图3及图4中显示的开关元件41向左边移动，干扰元件42将进入压缩空气泡沫的出口通道。此时，如果操作灭火装置就会产生水分含量较低的相对干燥的泡沫，而该相对干燥泡沫适合进行灭火后期作业。

干扰元件42最好用粉末金属制造。开关元件41支撑在泡沫控制器40的相应的孔里，可以向垂直于灭火泡沫流向的方向移动，并可以具有上述两种确定的位置。

对灭火装置，混合室10及泡沫控制器40的功能和操作进行如下说明。

在图中没有具体显示的一个连接装置与压缩空气源30相连。该压缩空气源30所提供的部分压缩空气流通过第二压缩空气导管32流入灭火剂容器1，并将由水和泡沫剂组成的灭火剂通过灭火剂导管2及灭火剂入口11压进混合室10。压缩空气源30的剩余部分气流经过第一压缩空气导管31和压缩空气入口12进入混合室10，并由于旋转运动而引起漩涡并形成泡沫。形成泡沫的灭火剂流经压缩空气泡沫出口13，并以灭火泡沫的形态流出混合室。如果泡沫控制器40的开关元件41处于完全打开通道的潮湿泡沫位置，灭火剂就将经过管子33及喷嘴20喷出外面。

作为一种实施方式，压缩空气源30可以是市面上可买到的卡车空气压缩机，灭火剂导管2及压缩空气泡沫出口13的内径为12毫米，第一压缩空气导管31及压缩空气入口12的内径为4毫米，用10米长的管子喷射的距离可以达到大约12米。潮湿泡沫的含水量约为每分钟30升。通过使用最优化的喷嘴，每分钟水量为25升时，喷射距离可以达到16米。用于卡车灭火器的灭火枪被证明是特别有效的特制喷嘴，这种喷嘴可在德国，70734菲尔巴赫，欧赫勒公司的KaraetoArmaturenfabrik买到，其商品名称为“GieBbrause 521PL SB G3/4Zoll mit Vollstrahlduse520S AG3/4Zoll”。

本行业的内行人都知道孔的大小和压力比决定流量。如果使用压缩空气罐，压缩空气的量必须足以把灭火剂全部挤出去。如果使用压缩空气发生器，就可以持续不断地提供压缩空气。根据不同的用途，空气流量大约可在每秒6升，8至10个大气压。如果使用较小的灭火器，在同样的压力下可用更少的气流量。

有关灭火装置的操作所作的上述说明对扑灭大火特别有用。为了进行随后的灭火后期作业，移动泡沫控制器40的开关元件41以便干扰元件42进入压缩空气泡沫出口13后面的通道来调节泡沫质量、灭火剂的水分含量及泡沫剂供应时间。此时，可以产生奶油状的、带有小孔的、含水量低的泡沫。由于含水量低，灭火装置的操作时间可以得到延长。与产生潮湿泡沫时的位置相比，此时的灭火剂使用时间可以延长一倍，有时甚至延长五倍。

图3a为本发明混合室的一种具体装置的剖面图，该装置具有泡沫控制器和一体化的压缩空气流量分离装置。该装置特别适用于便携式灭火器。

为了方便操作，便携式灭火器的总重量受到了限制。比如在欧洲，便携式灭火器必须遵守灭火器的欧洲标准EN3。根据该标准，便携式灭火器的总重量限制在20公斤以下。泡沫灭火器的灭火剂容量限制为9升以下。因此，便携式灭火器的总容量和总重量尽可能要小。

图3a中所显示的本发明的混合室装置的相应部件可以用于市面上可买到的泡沫灭火器上，比如，灭火器的泡沫剂填料口可用混合室或用组成混合室的相应部件分别封闭。为了使系统变得简单而紧凑，可以把流入混合室里的第一部分气流和流入灭火剂容器1里的第二部分气流的压缩空气流量整合在混合室10或者组成混合室的相应部件里面。在图3a中可以看到，与压缩空气源30相连的压缩空气导管31可以引到安装在泡沫灭火器里的混合室10或者引到组成混合室的相应部件里。在这一部件里面，压缩空气流分成通往压缩空气入口12的第一部分和通过压缩空气导管32与泡沫灭火器的填料口相通的第二部分。在图3a中标有参考号32的压缩空气导管的内径最好与压缩空气入口12的内径相同。

如果使用市面上可买到的便携式泡沫灭火器，所需的压缩空气可用1升容量、压力为200巴的压缩空气罐来提供。这种便携式灭火器在潮湿模式下可工作40秒钟，喷射距离为10米。在干燥模式下，可工作80秒钟。

上述说明的图3a的装置具有一个泡沫控制器40。这种灭火器是为消防队的专业使用而设计的。上述欧洲标准EN3规定便携式灭火器的启动只允许按一次开关。因此，在这种应用中，泡沫控制器得被删除。

图5为配备本发明的混合室10的、新型的固定安装在卡车上的灭火装置的示意图。

尤其适用于危险品运输、燃烧的轮胎、引擎着火或因交通事故起火，比如撞车等会导致极大的危险的场合。如图5所示的灭火装置是有效的灭火方式，甚至可以用于灭火装置更新。

一个市面上可以买到的灭火剂容器1安装在一辆卡车上的合适的位置上，比如，在汽车底盘上(在此没有显示)。灭火剂容量最好在40升以上。在本实施例中，容量为4升、压力为200巴的压缩空气罐43提供压缩空气源30。混合室10，或者组成混合室10的相应部件直接安装在灭火剂容器1上面。连接压缩空气源30，即压缩空气罐43的压缩空气导管分叉以便压缩空气通过压缩空气导管31进入混合室10并通过压缩空气导管32进入灭火剂容器1。压缩空气导管31和32的内径最好相同。

混合室10通过一个传送管33与卷轴44相连。在该卷轴44上面有一条软管，软管上连接着泡沫枪20。软管长度可达20米。

上述灭火装置的工作时间为110秒，喷射距离为16米。如果有必要，可以安装更大的灭火剂容器和更大的压缩空气罐来延长灭火器的工作时间。如果用于消防队的专用灭火器，可以安装泡沫控制器。

Claims (19)

1、一种用于灭火器产生压缩气体泡沫的混合室，包括：一个压缩空气入口(12)；一个灭火剂入口(11)和一个压缩空气泡沫出口(13)；其特征在于，所述混合室(10)的内部形状呈锥体形，锥顶方向朝向压缩空气泡沫出口(13)。

2、根据权利要求1所述的混合室，其特征在于，所述混合室(10)的内部形状为圆锥体形，所述压缩空气入口(12)及灭火剂入口(11)通往所述圆锥体的底部，而所述压缩空气泡沫出口(13)则位于所述圆锥体的顶部附近。

3、根据权利要求1或2所述的混合室，其特征在于，所述压缩空气入口(12)及灭火剂入口(11)平行地通向所述混合室(10)。

4、根据权利要求1或2所述的混合室，其特征在于，所述压缩空气入口(12)的内径对灭火剂入口(11)的内径比率为1比3。

5、根据权利要求1或2所述的混合室，其特征在于，所述灭火剂入口(11)的内径与上述压缩空气泡沫出口(13)的内径相同。

6、根据权利要求1或2所述的混合室，其特征在于，所述混合室可由塑料、黄铜、铝制成。

7、根据权利要求1或2所述的混合室，其特征在于，在所述压缩空气泡沫出口(13)后面有一个泡沫控制器(40)，该泡沫控制器(40)用来给所述压缩空气泡沫出口通道选择性地提供一种干扰元件(42)。

8、根据权利要求7所述的混合室，其特征在于，所述的泡沫控制器(40)具有开关元件(41)，该开关元件能够相对于压缩空气泡沫的流动方向进行横向运动，并选择性地保持连接在上述压缩空气泡沫出口的导管通道畅通或把一个干扰元件(42)伸进上述导管的通道里。

9、根据权利要求7所述的混合室，其特征在于，所述干扰元件(42)是具有多个通道的干扰元件。

10、根据权利要求7所述的混合室，其特征在于，所述干扰元件(42)是由粉末金属制成的。

11、根据权利要求项7所述的混合室，其特征在于，所述泡沫控制器(40)与混合室(10)形成一个整体部件。

12、一种灭火装置，包括一个灭火剂容器(1)、一个连接压缩空气源(30)的连接件以及一个如权利要求项1至11中任何一项的混合室(10)。

13、根据权利要求12所述的灭火装置，其特征在于，从所述压缩空气源(30)处开始的一条连接导管分成连接上述混合室(10)的压缩空气导管(31)和连接上述灭火剂容器(1)的压缩空气导管(32)。

14、根据权利要求13所述的灭火装置，其特征在于，所述连接混合室(10)的压缩空气导管(31)和所述连接灭火剂容器(1)的压缩空气导管(32)具有相同的内径。

15、根据权利要求12、13或14所述的灭火装置，其特征在于，所述灭火剂容器(1)包含一个竖管，该竖管通过一个灭火剂导管(2)连接到所述混合室(10)，而所述竖管的内径与所述灭火剂导管(2)和灭火剂入口(11)的内径相同。

16、根据权利要求12、13或14所述的灭火装置，其特征在于，包含所述混合室(10)的部件直接安装在所述灭火剂容器(1)上面。

17、根据权利要求16所述的灭火装置，其特征在于，包含所述混合室(10)的所述部件用一个单独的高压管与所述压缩空气源(30)相连，而连接所述混合室(10)的压缩空气导管(31)和连接所述灭火剂容器(1)的压缩空气导管(32)的压缩气流分流管道是由包含所述混合室(10)的部件里的孔来提供的。

18、根据权利要求项12、13或14所述的灭火装置，其特征在于，所述灭火装置为便携式灭火装置，其总重量不超过20公斤，而所述灭火剂容器(1)的容量不超过9升，并且所述压缩空气源(30)为一个压缩空气罐，其容量为1升，充气压力为200巴。

19、根据权利要求12、13或14所述的灭火装置，其特征在于，所述灭火装置为可以改装的固定式灭火装置，而所述灭火剂容器(1)的容量至少为40升，所述压缩空气源(30)为压缩空气罐，其容量至少为4升，充气压力至少为200巴。

Images