CN201275381Y - 一种用于消防的高倍数泡沫灭火设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高倍数泡沫灭火设备，包括一个压缩气罐或恒定压力气源，压缩气罐上方有压力控制阀，压缩气罐通过管路与一个承压水罐相连通，压缩气罐与承压水罐之间的管路上依次连接有第一电磁阀、减压阀、第四电磁阀、浓缩液罐、单向阀；承压水罐通过管路上连接的第五电磁阀至少连接一个泡沫发生器。本实用新型的高倍数泡沫灭火设备，由于使用了高倍数泡沫，能够将可燃物与氧气隔离开来，大量的高倍数泡沫以密集状态封闭了火灾区域，阻止新鲜空气流入，使可燃物、火焰及空气三者隔离，有效的将火焰扑灭，非常适用于办公场所、火车、汽车、飞机等交通工具。可有效保护火灾地区人员的生命安全。

Description

一种用于消防的高倍数泡沫灭火设备

技术领域

本实用新型涉及一种灭火设备，特别是一种用于消防的高倍数泡沫灭火设备。

背景技术

在日常生活中，火灾的发生无处不在，给人们生活带来许多麻烦，火灾发生原因很多，火灾发生的除了客观原因很多都是主观因素所造成的。目前我国的消防设施也在不断的发展，无论从地面上还是运输上以及海上都有许多消防设备出现，常见的类型有灭火器、灭火箱、泡沫液、消防水枪、室内消火栓及消火栓箱等，还有一些专业用途的消防设备，对于火灾的防范起到了积极的作用，但是，随着社会的发展，消防设备还是无法满足突发的火灾现象，例如，交通工具的消防设施的研究与发展，申请人曾对汽车的消防现状作了长期的研究，发现我国的汽车消防出现的问题很多，汽车消防的现状不容忽视。

一、汽车消防的现状

汽车作为现代社会的主要交通工具，其消防的重要程度不言而喻。随着经济的发展，各种车辆越来越多，同时汽车火灾现象也越来越多。每年各中等以上城市发生的汽车火灾都在几十起以上，而在高速公路等火灾消防困难地段发生火灾次数则更多，并且汽车火灾80％以上都造成车辆报废，甚至是车毁人亡。

造成汽车火灾一方面是由于汽车自身技术水平参差不齐，另一方面汽车本身所使用材料中有一部分为易燃材料，更主要的是所有车辆所用燃料均为易燃品，而汽车发动机等处既有油路，又有电路，且发动机过热，油路老化或漏油等极易引发火灾。但是，由于汽车等运输工具是以发生位移工作的，大多在路途中工作，消防困难，除在城市等路段行驶有可用消防设施外，在路途中大多只能靠车上自备灭火器来满足消防灭火。目前，车上所配消防器材一般为手提式灭火器，主要有卤代烷、干粉或二氧化碳等，这些灭火装置一般置于车辆内某一部位，发生火灾后再由人员手持起动后实施灭火。对车内发生火灾，且发生较小火灾，这些灭火装置较为有效，但对于发动机等处所易发生较大火灾时，这些车内所配灭火装置作用不大，不能保证有效灭火，尤其是在发生车辆碰撞事故后，造成车内人员无法再使用灭火器对发动机等部位实施灭火。2003年12月3日下午在山西省昔阳县城内一桑塔纳轿车发动机发生火灾，在未打开发动机罩之前车上人员用车内所配灭火器对准发动机罩所有缝隙喷灭火剂，而对发动机内火势根本没起多大作用，没几下灭火剂用完，后又打开机盖灭火，但火势更猛，立即用周围车辆上的灭火器灭火但火灾已不能控制，吓得周围人员四处躲避，后消防车赶到车辆已被烧毁。2006年2月8日下午，陕西省西安市东大街的一酒店前的停车场上，一辆旅游车突然起火，待消防员灭火后，里面的发动机已被烧毁。各种关于汽车自燃的报道屡见不鲜，从西安市公安局消防支队平时出警的结果来看，汽车自燃、起火的情况不在少数，而且一直呈上升趋势。因此说，目前车辆上所配灭火装置不能全面有效地控制汽车火灾，因此，安装汽车固定消防装置为解决汽车火灾问题是一种非常好的途径。

二、汽车火灾发生的部位、原因及安装固定消防装置的必要性

1)燃油系统故障引起火灾

燃油系统火灾主要在发动机部位，在油箱等部位也有发生火灾的可能。一些普通化油器式汽车，汽油滤清器多安装于发动机舱内，而且距离发动机缸体以及分电器很近，因为受热变形，很容易出现燃油泄漏情况，自燃事故就不可避免了。

2)电路故障引起火灾

车辆的电路系统一般包括蓄电池、点火线圈、发动机和高低压线路等，电路故障、短路或违章操作等均可引起火灾。由于排气管工作异常，温度过高或者隔热不良，加速周围线路绝缘胶皮老化，造成电线短路或胶皮起火。车主私自加装大功率音响或大瓦数灯泡、添加空调、改造功能等，就可能导致原车配置线路负荷过大发热，引起短路起火。另外，高压点火导线的绝缘层老化、裂损，产生高压电漏电，均可导致汽车火灾。

3)车上装运易燃易爆品或人为不注意等原因引起火灾

有些特殊用于运输易燃易爆品的车辆，这些车辆上的货物如果起火造成的后果是相当严重的，目前的措施只是是对车辆进行加固，加装特殊的标记，还没有有效的消防措施。此外有些运输车辆存在的人为不注意等因素造成的火灾也不在少数，如果在车辆上有固定的消防装置，可以提高自救能力，减少火灾带来的损失。

通过上述对目前汽车等交通工具火灾情况原因分析，申请人认为，汽车火灾以发动机部位火灾最多，汽车安装固定消防装置以提高自救能力，在发动机及其它部位设置消防装置是极为必要且可行的。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种高倍数泡沫灭火设备，该设备能够在消防时喷射泡沫，从而可以迅速充满燃烧空间，将火焰扑灭，以提高司乘人员的自救能力。

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种高倍数泡沫灭火设备，其特征在于，包括一个压缩气罐或恒定压力气源，压缩气罐上方有压力控制阀，压缩气罐或恒定压力气源通过管路与一个承压水罐相连通，压缩气罐与承压水罐之间的管路上依次连接有第一电磁阀、减压阀、第四电磁阀、浓缩液罐、单向阀；承压水罐通过管路上连接的第五电磁阀至少连接一个泡沫发生器。

本实用新型的高倍数泡沫灭火设备，由于使用了高倍数泡沫，能够将可燃物与氧气隔离开来，大量的高倍数泡沫以密集状态封闭了火灾区域，阻止新鲜空气流入，使可燃物、火焰及空气三者隔离，有效的将火焰扑灭。该高倍数泡沫灭火设备在交通工具上安装后，其灭火迅速，完全能满足消防需要；高倍泡沫灭火剂用量少，占用空间小，非常适用于办公场所、火车、汽车、飞机等交通工具。在消防时，产生的泡沫会在火源区域形成堆积，杜绝火源与空气、可燃物的接触，从而隔断火势向无火区域蔓延，有效地保护了火灾地区人员的生命安全。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理图；

图2是本体为直管的泡沫发生器结构示意图；

图3是本体为弯管的泡沫发生器结构示意图；

图4是控制系统的软件流程框图；

图5是控制系统控制输出流程框图。

以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施方式

参见图1，本实用新型的高倍数泡沫灭火设备，包括一个压缩气罐1或恒定压力气源，压缩气罐1上方有压力控制阀3，压缩气罐1或恒定压力气源通过管路与一个承压水罐2相连通，压缩气罐1与承压水罐2之间的管路上依次连接有第一电磁阀5、减压阀4、第四电磁阀8、浓缩液罐6、单向阀7；承压水罐2通过管路上连接的第五电磁阀12至少连接一个泡沫发生器13。

压缩气罐1上设有排气管17和压力表16，压力表16位于压缩气罐1上方，排气管17位于压缩气罐1下方。

承压水罐2上方设有第三电磁阀9，该第三电磁阀9用于承压水罐2的排气。承压水罐2还设有进水阀10和排水阀11，进水阀10位于承压水罐2上方，排水阀11位于承压水罐2下方。

减压阀4与承压水罐2上方设置的第三电磁阀9之间还有第二电磁阀18，该第二电磁阀18与第三电磁阀9连通。

压缩气罐1顶部还有第一压力变送器20，承压水罐2顶部还有第二压力变送器21。

在实施过程中，可将浓缩液罐6、单向阀7置于承压水罐2之内。

或者在承压水罐2内留出一定空间，将浓缩液放置在该空间中，第四电磁阀8、单向阀7依次与空间留出的管件相连，这样可以省去浓缩液罐6。

在承压水罐2的底部还可以放置一个篦子19，使混合液产生的泡沫均匀从篦子19的网孔中分布到承压水罐2的上部。

参见图2、图3，泡沫发生器13包括本体24，本体24的一端安装有轴流风机25，本体24中心有喷管21，喷管21的出口上安装有喷头22，本体另一端安装有网罩23。

本体24为直管(图2)或弯管(图3)，如果采用弯管(图3)结构，则弯管与水平面形成的角度为α，本实施例采用的α角度为45°。当然也可以根据实际情况将α角度为30°、60°、90°即可。

本实用新型的工作原理如下：

1、根据GB 50196-93规定，高倍数泡沫的定义是浓缩液和水混合的后产生的泡沫与混合液体积之比，高倍数泡沫是混合液体积的201～1000倍。

本实用新型的浓缩液采用3％型高倍数泡沫灭火剂，灭火时的倍数一般在600倍左右为宜。3％型高倍数泡沫灭火剂的腐蚀率很低，不会危害生命，它属于环保型产品，完全可以100％的生物降解。对于产品的发泡倍数，有时受发泡机的风速或风量的影响，有时也受喷嘴流量的影响，在使用过程中，用于油类火灾的明火，一般用600倍左右高倍数泡沫灭火剂就可以满足要求，如果用于封闭有限空间可以选择900倍左右泡沫灭火剂。

2、高倍数泡沫的性能、使用特点及灭火机理

高倍数泡沫是一种机械空气泡沫，它是将水和高倍数泡沫灭火剂通过一定的方式按设定的容积比例均匀混合，然后利用发生器鼓入大量空气发泡而成的。高倍数泡沫灭火剂主要性能表如下表1：

表1：高倍数泡沫灭火剂主要性能表

续表1

注：*均为海水型，既适用于海水，也适用于淡水。

3、使用特点：

1)发泡量大

其泡沫的气泡直径一般在10m以上，发泡倍数一般在400倍～800倍之间。凭借发泡量大这一优势，尽管高倍数泡沫的热稳定性稍差，泡沫易遭火焰破坏和受室外自然风的影响，但单位时间内泡沫生成量远远大于泡沫破坏量，从而可以迅速充满燃烧空间，将火焰扑灭。

2)易于流动

由于高倍数泡沫密度小，又有很好的流动性，因而产生的泡沫容易填充着火空间。

3)良好的隔热作用

灭火时，大量的泡沫不仅会把燃烧物与空气隔开来，而且也会淹没火场中处于火焰威胁下的人员和设备，使之免受火焰热辐射的危险。因为泡沫中含有大量的空气，泡沫本身又是无毒的，所以不会造成被淹人员的窒息或其它伤害。

4)水渍损失小

高倍数泡沫中水的含量约为1kg/m³～5kg/m³，比低倍数泡沫少得多，因而灭火后的水渍损失小，残留于火场中的水量少，便于迅速消除。

5)易于清除

高倍数泡沫灭火后极易清除，人工清除时可用排风扇、开花水枪等人力直接消泡。当时间允许时，也可采用自然消泡的方式，开启门窗及通风孔，泡沫自行消除的速度约为0.7m/h，且消后不留痕迹。

6)成本低

高倍数泡沫灭火技术在发达国家之所以能普遍推广，其灭火的成本低廉是一个重要因素。在灭火时，因发泡倍数高，发泡量大，充满同等容积保护区所需的混合液量就比中、低倍数泡沫少得多，且常用的混合比为1％～5％，即高倍数泡沫灭火剂占混合液的1％～5％(容积比)，因而高倍数泡沫灭火剂耗量就更少了。

4、高倍数泡沫灭火机理

1)封闭效应

将可燃物与氧气隔离开来，燃烧反应就会中止。大量的高倍数泡沫以密集状态封闭了火灾区域，阻止新鲜空气流入，使可燃物、火焰及空气三者隔离，火焰失去了燃料、氧气来源，就会熄灭。

2)蒸气效应

火焰的辐射热使到达其表面的高倍数泡沫中的水份蒸发为水蒸气，不仅大量吸收火场的燃烧热量，而且使蒸气与空气混合体中的含氧量降低7.5％左右。该数值大大低于维持燃烧所需氧的含量，起到一定的窒息作用，燃烧即可停止。

3)冷却效应

燃烧物附近的高倍数泡沫破裂后的水溶液汇集滴落到该物燥热的表面上，因这种水溶液的表面张力相当低，使它对燃烧物的冷却深度远远超过同等体积的作用，把温度降低到自燃点或闪点以下，不再放出维持燃烧的气体或蒸气，达到灭火的目的。

本实用新型的高倍数泡沫灭火设备是一种高新技术消防产品，采用高倍数泡沫灭火设备在办公或娱乐场所或火车、汽车、飞机等交通工具上安装后，其灭火迅速，完全能满足汽车消防需要；高倍泡沫灭火剂用量少，占用空间小，非常适用于办公或娱乐场所，以及火车、汽车、飞机等交通工具。在消防时，产生的泡沫会在火源区域形成堆积，杜绝火源与空气的接触，从而隔断火势向无火区域蔓延，有效地保护了火灾地区人员的生命安全。

5、灭火方法

以下给出一些灭火的实例：

1)对于轿车、微型面包车、大型轿车的灭火：

轿车、微型面包车发动机四周距地面较低，空间容积1M³-4M³，大型轿车内空间容积约60M³，可以安装该高倍数泡沫灭火设备，如果轿车、微型面包车出现着火，高倍数泡沫灭火设备可在车四周内距地面空间，喷射高倍数泡沫灭火剂4M³予以填充，使火源窒息；如果大型轿车着火，高倍数泡沫灭火设备可在车内空间喷射高倍数泡沫灭火剂50M³予以填充，即可杜绝火源与空气的接触，使火源窒息。

2)产生泡沫量值

产生泡沫量值的发泡倍数按400倍计算：

4M³＝4000L/400＝10L、50M³＝50000L/400＝125L(稀释后的高倍数泡沫灭火液量)。

10L×3％＝0.3L、125L×3％＝3.75L(需3型高倍数泡沫浓缩液量)

3)高倍数泡沫灭火设备灭火动作简述：

控制系统发现火情时，命令电磁阀首先切断汽车供路系统，使得燃油不再给发动机供油，然后本实用新型的高倍数泡沫灭火设备进入自动工作状态，参见图4，此时，控制系统进入主程序后首先调用初始化子程序，对控制系统硬件和定义的全局变量进行初始化，中断时间到来时，进入主循环体。

首先采集开关信号，等待系统启动，然后启动4路A/D转换采集两路压力，温度及气味信息，接着控制输出，然后显示输出。

控制系统控制输出流程框图参见图5，进入输出控制后，首先判断温度是否到达设定值，若已经到达设定值，当压力小于0.25MPa打开压缩气罐1上的压力控制阀3，当压力大于0.4MPa，关闭压力控制阀3。

当承压水罐2上压力大于0.15MPa打开电磁阀10，承压水罐2上压力小于0.08MPa关闭电磁阀10。

控制器同时打开压缩气罐1后的第一电磁阀5、第四电磁阀8和承压水罐2的，当时间等于8s时，关闭第一电磁阀5，当时间等于15s时，关闭第三电磁阀9和第四电磁阀8，并开启第二电磁阀18、第五电磁阀12，结束过程，如果没有到达预定时间，则分别判断压缩气罐1和承压水罐2上的压力控制阀3、电磁阀10的输出，至过程结束。其工作过程为：压缩气罐1的压缩空气经减压阀4减压后进入浓缩液罐6(或者在恒定压力气源使用方便的话，通过恒定压力气源直接经减压阀4减压后进入浓缩液罐6)后，再通过单向阀7进入承压水罐2，浓缩液罐6内的高倍数泡沫灭火剂在压缩空气的作用下，通过气流搅拌，高倍数泡沫灭火剂与承压水罐2内的水混合均匀，成为混合液，其中高倍数泡沫灭火剂占混合液的1％～5％(容积比，即高倍数泡沫灭火剂与水的比例为1∶100～5∶100)，并由第三电磁阀9给承压水罐2排气；压缩空气经第一电磁阀5、减压阀4、第二电磁阀18进入承压水罐2、此时第四电磁阀8仍然有部分气流通过浓缩液罐6、单向阀7进入承压水罐2，使承压水罐2内的混合液再充分发泡，经第五电磁阀12进入连接的所有泡沫发生器13，从泡沫发生器13的喷头22生成雾化液14，在轴流风机25产生的风流下，向网罩23流动，径网罩23生成高倍数气泡15，向着火空间喷射逸出；当车辆四周距地面空间用高倍数气泡15填满时，即可将空气与火源隔绝，使火窒息。

6、各部功能及要求：

1、压缩气罐1：工作压力0.25MPa～0.4MPa。控制器的第一压力变送器感受到0.4MPa压力时，控制第一电磁阀5关闭。感受到低于0.35MPa压力时，控制第一电磁阀5开启。

2、承压水罐2：工作压力0.08MPa～0.15MPa。

3、雾化发泡：第五电磁阀12、轴流风机13在第三电磁阀9关闭后打开，在设备关闭后关闭。

7、电器件相关参数：

1、电磁阀：

所有电磁阀的输入电压：直流12伏。功率4瓦。断电关闭，通电打开。

2、第一压力变送器20：

输入电压：直流12伏(红线)。输出电压：直流0-5伏(白线)。公共接地线(黑线)。

3、第二压力变送器21：

输入电压：直流12伏(红线)。输出电压：直流0-5伏(白线)。公共接地线(黑线)。

4、轴流风机25：

输入电压：直流12伏。功率15瓦。可以根据车辆的需求选用2个、3个、4个或者更多。

本实用新型的高倍数泡沫灭火设备，研发最初基于考虑汽车自燃问题，当汽车行驶在野外，如果发生碰撞着火，或者自燃起火，也许车辆刚起火而没有被车上人发现时，它就能通过控制系统进行自动检测，对着火部位实施灭火。

在研制试验过程中，申请人意外的发现，该高倍数泡沫灭火设备的体积小，安装方便，在人难以防范和难以作为的场合，它都能快速的工作，所以它能够用于更广泛的场合，起到非常好的灭火效果。例如：

1、在办公场所，不论有无人员，一旦发生火情，该高倍数泡沫灭火设备会在几分钟时间内喷出罐内容积500-1000倍的泡沫，去控制、压灭火源。这要比现有的喷淋装置来的安全可靠，并且对办公室的设施、以及资料损失较小。

2、火车、大型客车在运行期间如果发生火灾，通过在车厢内合理放置的高倍数泡沫灭火设备，在数分钟内对整个车厢就可达到消防目的。同时，该高倍数泡沫灭火设备在飞机，轮船等特别场所都可以使用，并且能得到最佳效果。

3、本实用新型的高倍数泡沫灭火设备还可以用于隧道，电缆通道，具有安全，经济，方便，快捷等特点。就拿电缆沟来说，现在使用的气体灭火器，其一，气体灭火器成本昂贵，其二，电缆沟盖板均预留缝隙，泄漏严重，会影响灭火效果，并且泄漏气体对环境有污染。

Claims (10)

1、一种高倍数泡沫灭火设备，其特征在于，包括一个压缩气罐(1)或恒定压力气源，压缩气罐(1)上方有压力控制阀(3)，压缩气罐(1)或恒定压力气源通过管路与一个承压水罐(2)相连通，压缩气罐(1)与承压水罐(2)之间的管路上依次连接有第一电磁阀(5)、减压阀(4)、第四电磁阀(8)、浓缩液罐(6)、单向阀(7)；承压水罐(2)通过管路上连接的第五电磁阀(12)至少连接一个泡沫发生器(13)。

2、如权利要求1所述的高倍数泡沫灭火设备，其特征在于，所述的压缩气罐(1)上设有排气管(17)和压力表(16)，压力表(16)位于压缩气罐(1)上方，排气管(17)位于压缩气罐(1)下方。

3、如权利要求1所述的高倍数泡沫灭火设备，其特征在于，所述的承压水罐(2)上方设有第三电磁阀(9)，该第三电磁阀(9)用于承压水罐(2)的排气。

4、如权利要求1所述的高倍数泡沫灭火设备，其特征在于，所述的承压水罐(2)设有进水阀(10)和排水阀(11)，进水阀(10)位于承压水罐(2)上方，排水阀(11)位于承压水罐(2)下方。

5、如权利要求3所述的高倍数泡沫灭火设备，其特征在于，所述的减压阀(4)与承压水罐(2)上方设置的第三电磁阀(9)之间还有第二电磁阀(18)，该第二电磁阀(18)与第三电磁阀(9)连通。

6、如权利要求1所述的高倍数泡沫灭火设备，其特征在于，所述的泡沫发生器(13)包括本体(24)，本体(24)的一端安装有轴流风机(25)，本体(24)中心安装有喷管(21)，喷管(21)的出口上安装有喷头(22)，本体(24)的另一端安装有网罩(23)。

7、如权利要求6所述的高倍数泡沫灭火设备，其特征在于，所述的本体(24)为直管或弯管，所述的弯管与水平面形成的角度为α。

8、如权利要求1所述的高倍数泡沫灭火设备，其特征在于，所述的压缩气罐(1)上还有第一压力变送器(20)。

9、如权利要求1所述的高倍数泡沫灭火设备，其特征在于，所述的承压水罐(2)上还有第二压力变送器(21)。

10、如权利要求1所述的高倍数泡沫灭火设备，其特征在于，所述的承压水罐2的底部还放置有篦子(19)。

Images