CN217511033U - 一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置及灭火系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置及灭火系统，包括气瓶组、泡沫液罐、气动水泵和比例混合器；所述气瓶组用于对所述泡沫液罐和所述气动水泵提供压缩氮气；所述泡沫液罐存储有泡沫原液，所述压缩氮气能够驱动所述泡沫原液进入所述比例混合器；所述气动水泵连接有供水端，所述压缩氮气能够驱动所述气动水泵从所述供水端抽水输入所述比例混合器，同时，所述气动水泵排出剩余压缩氮气进入所述比例混合器；所述比例混合器用于将进入其的泡沫原液、水和压缩氮气按所需比例进行混合后输出。本实用新型在非预混合模式下，无需外部动力源，自行驱动介质混合，且持续效果好，适用极限应用环境。

Description

一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置及灭火系统

技术领域

本实用新型涉及消防设备技术领域，具体涉及一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置及系统。

背景技术

压缩空气泡沫灭火系统(Compressed Air Foam fire-extinguishing Systems，缩写CAFS)，是指由压缩空气泡沫产生装置、压缩空气泡沫释放装置和一系列阀门、管道、控制装置组成的，能在发生火灾时向防护区域施放压缩空气泡沫的灭火系统。压缩空气泡沫，是由水、泡沫液与空气(或氮气)在一定压力下充分混合产生均质泡沫，广泛适用于有液态火灾危险的石油、石化、化工、变电等场所。

其中，压缩空气泡沫产生装置一般工作方式是由动力源(电动机，柴油发动机等)提供动力，通过电机、同步轮和传动轴等方式将动力传递到气泵、泡沫泵和水泵上，再由各个泵抽取各个介质，通过管路输送进比例混合器中完成混合，最终输送进喷头喷射灭火。目前大部分装置采用预混合式，即泡沫和水是预混合后储备在泡沫混合液罐中，一般泡沫水混合液的混合比是3％或6％，因此预混合的罐体体积内绝大部分是水，这样将大量占用罐体体积，限制了整套系统的喷射时间，持续性差；如果采用非预混合式产生泡沫混合液则必须提供动力源对介质进行抽取，如外接电源，电动机或柴油发动机，系统复杂且成本高，带有传动特性和电特性，同步带轮和传动轴等传动容错率低，无法满足一些特殊环境下的灭火要求，如隔爆、绝缘、粉尘、可燃气体等。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置及灭火系统，在非预混合模式下，无需外部动力源，自行驱动介质混合，且持续效果好，适用极限应用环境。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置，包括气瓶组、泡沫液罐、气动水泵和比例混合器；

所述气瓶组用于对所述泡沫液罐和所述气动水泵提供压缩氮气；

所述泡沫液罐存储有泡沫原液，所述压缩氮气能够驱动所述泡沫原液进入所述比例混合器；

所述气动水泵连接有供水端，所述压缩氮气能够驱动所述气动水泵从所述供水端抽水输入所述比例混合器，同时，所述气动水泵排出剩余压缩氮气进入所述比例混合器；

所述比例混合器用于将进入其的泡沫原液、水和压缩氮气按所需比例进行混合后输出。

作为本发明的进一步改进，所述气瓶组包括主动瓶和若干从动瓶；

所述主动瓶上安装有电磁启动器，所述从动瓶上安装有气动启动器，所述主动瓶通过启动管路与所述气动启动器连接，当所述电磁启动器打开时，所述主动瓶内的压缩氮气进入启动管路打开所述气动启动器；

所述气瓶组通过一集流管连接所述泡沫液罐和所述气动水泵。

作为本发明的进一步改进，所述主动瓶和所述从动瓶分别通过释放软管连接所述集流管，所述主动瓶和所述从动瓶与释放软管的连接处均设置有减压器，所述释放软管上均安装有单向阀，所述启动管路的出气端口上设置有低泄高封阀，所述集流管上安装有压力开关。

作为本发明的进一步改进，所述泡沫液罐通过第一进气管与所述集流管连接，所述第一进气管上设置有泡沫液罐进气控制阀，所述泡沫液罐与所述比例混合器之间通过泡沫液管连接。

作为本发明的进一步改进，所述气动水泵通过第二进气管与所述集流管连接，所述第二进气管上设置有气泵进气控制阀，所述气动水泵通过出水管与所述比例混合器连接，所述气动水泵还连接有排气管路，所述排气管路与所述比例混合器连接，所述排气管路上设置有混气控制阀。

作为本发明的进一步改进，还包括控制器，所述控制器用于控制所述气瓶组、泡沫液罐、气动水泵和比例混合器的启停。

作为本发明的进一步改进，所述控制器连接有启停信号源和反馈信号源，所述反馈信号源用于反馈所述泡沫液罐和所述气动水泵通入压缩氮气的压力值。

作为本发明的进一步改进，所述启停信号源包括声光报警器、紧急启停按钮、手动状态切换按钮、火焰探测器和感温探测器。

一种非预混自驱动压缩空气泡沫灭火系统，包括如上所述的一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置。

作为本发明的进一步改进，所述比例混合器连接的输送管道末端安装有喷头。

本实用新型的有益效果：

1、本装置取消了传统压缩空气泡沫灭火装置中的动力源，转而用高压氮气自身做为动力源，因此，装置不需要配备空气压缩机和泡沫泵，仅使用气动水泵，通过高压氮气驱动气动水泵，可自行抽取外部水源(如水箱、水井或预埋蓄水池等)，不需考虑水源是否压力足够，无需外界持续供水供电，适应高寒或少水等恶劣环境使用；

2、由于采用的气动水泵是高压氮气驱动，动能(压力)损失后的氮气继续作为混合介质进入比例混合器，因此气动水泵除了抽水外，还兼顾了减压功能，传统压缩空气泡沫灭火产生装置是需要减压器来对高压氮气进行减压后再混合，因此结构组成进一步减少，成本进一步降低；

3、本装置采用非预混合式泡沫液的设计，加上高压氮气的可压缩性，相对体积较小的整套系统，可以完成较长时间的灭火；

4、本装置因为无外接电源、电动机或柴油发动机，可以适应更特殊的场所，如隔爆、绝缘、粉尘、可燃气体等场所的灭火(加油站，油库)；

5、灭火系统采用本泡沫产生装置，可配合喷头设备、探测设备等，实现全自动模式下多级探测覆盖型喷射灭火，自启动响应速度快，在火情初级阶段即可灭火。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的气动水泵侧结构示意图；

图3是本实用新型的气瓶组侧结构示意图；

图4是本实用新型的泡沫液罐侧结构示意图；

图5是本实用新型撬装结构示意图；

图6是本实用新型柜装结构示意图；

图7是本实用新型系统工作流程示意图；

图中标号说明：1、压缩空气泡沫产生装置；2、气瓶组；21、主动瓶；22、从动瓶；3、电磁启动器；4、气动启动器；5、低泄高封阀；6、减压器；7、释放软管；8、启动管路；9、单向阀；10、压力开关；11、泡沫液管；12、泡沫液罐进气控制阀；13、混气控制阀；14、比例混合器；15、气动水泵；16、气泵进气控制阀；17、集流管；18、控制器；19、备用电源；20、喷头；30、撬装框架；40、机柜；41、进水端；42、混合液出口；43、急停按钮；A、声光报警器；B、紧急启动按钮；C、紧急停止按钮；D、手/自动状态切换按钮；E、火焰探测器；F、感温探测器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本发明提供一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置，包括气瓶组2、泡沫液罐11、气动水泵15和比例混合器14；

气瓶组2用于对泡沫液罐11和气动水泵15提供压缩氮气；

泡沫液罐11存储有泡沫原液，压缩氮气能够驱动泡沫原液进入比例混合器14；

气动水泵15连接有供水端，压缩氮气能够驱动气动水泵15从供水端抽水输入比例混合器14，同时，气动水泵15排出剩余压缩氮气进入比例混合器14；

比例混合器14用于将进入其的泡沫液、水和压缩氮气按所需比例进行混合后输出。

本装置设计原理：无需外部提供压力供水，以压缩氮气为动力源，驱动气动水泵15抽取水进入比例混合器14，驱动泡沫液罐11中泡沫进入比例混合器14，驱动气动水泵15后的低压氮气再进入比例混合器14，最终自主完成氮气、水、泡沫混合后，输出混合气液泡沫用于灭火。

具体的，气瓶组2直接采用压缩氮气作为高压动力源，由于传统空气内含有氧气，纯氮气较之能更好隔绝空气灭火，氮气如果采用制氮设备，产生达到满足混合比要求的氮气体积(一般为泡沫混合液体积的6-7倍)需要一定的时间，且成本高，如果将氮气压缩到气瓶中，体积比压缩率极高，因此高压氮气瓶组并不会占用较大系统体积且能迅速提供大量的氮气；泡沫液采用非预混合，可以提供更多的混合液介质；通常低倍数泡沫系统的泡沫混合比为3％或6％，而压缩空气泡沫产生装置1的泡沫混合比为0.1％～1％，用水量至少减少近70％，为水源条件有限的区域提供了泡沫系统的使用可能，水源选择消防供水或其他持续性水源(水箱、水井、预埋蓄水池)更好，可以延长喷射时间；且压缩空气泡沫产生装置1是将泡沫液、水和带压空气三者混合，较之传统的低倍数泡沫，引入带压空气，能使泡沫液混合更均匀，发泡更充分，泡沫更为细密，可更为均匀、稳定，可紧密地渗透燃烧物的表面，隔绝空气、充分吸热，实现快速降温，高效灭火。本装置在非预混合的模式下，不需外部动力源(不接外接电源或者电动、柴油发动机等)，自行完成驱动三种介质的混合，传动复杂度低，故障率小，结构组成简单，在电网故障或者水路缺水时，系统依然能够持续工作，且对水源做保暖储存措施将更能够适应高寒地区或者少水地区的灭火需求。

实施例一

如图1-图4所示，本实施例提供一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置，基于上述具体实施方式进行具体结构设计，气瓶组2包括主动瓶21和若干从动瓶22；

主动瓶22上安装有电磁启动器3，从动瓶22上安装有气动启动器4，主动瓶22通过启动管路8与气动启动器4连接，当电磁启动器3打开时，主动瓶22内的压缩氮气进入启动管路8打开气动启动器4；

气瓶组2通过一集流管17连接泡沫液罐11和气动水泵15。

气瓶组2基本工作过程：电磁启动器3接收启动信号，开启气瓶瓶头阀，也可手动启动，压下电磁启动器顶部的手柄，打开阀门；气动启动器4平时常压，电磁启动器3启动后，启动管路8中带压的启动气体将推动气动启动器4活塞，使其动作，开启相应的从动瓶22瓶头阀，开启后，集流管17汇集驱动氮气流向泡沫液罐11和气动水泵15。

进一步地，主动瓶21和从动瓶22分别通过释放软管7连接集流管17，将瓶组内的氮气输送至集流管17；主动瓶21和从动瓶22与释放软管7的连接处均设置有减压器6，将氮气压力减压至所需的设定压力，通常为0.1～0.5MPa，平时常压，不动作，气瓶瓶头阀动作开启后，将20MPa的高压氮气减压至设定压力；释放软管7上均安装有单向阀9，用于保证灭火介质(氮气、泡沫液等)的流向；启动管路8的出气端口上设置有低泄高封阀5，防止因气瓶瓶头阀微泄漏造成的启动管路压力集聚而导致的阀门误动作，平时常压，当有少量泄漏气体进入启动管路8时，可自动排出，装置动作时，大量压力启动气体进入启动管路8，低泄高封阀5关闭；集流管17上安装有压力开关10，用于向控制系统反馈启动信号，平时常压，不动作，当其安装的管路中有压力介质通过时，触发微动开关，发出反馈信号。

泡沫液罐11通过第一进气管与集流管17连接，第一进气管上设置有泡沫液罐进气控制阀12，泡沫液罐11与比例混合器14之间通过泡沫液管连接，当装置动作后，压缩氮气输入，在氮气的推动下，输出泡沫原液到比例混合器14，泡沫液罐进气控制阀12用于实时控制进入泡沫液罐11的气体流量。

气动水泵15通过第二进气管与集流管17连接，第二进气管上设置有气泵进气控制阀16，气动水泵15通过出水管与比例混合器14连接，气动水泵15还连接有排气管路，排气管路与比例混合器14连接，排气管路上设置有混气控制阀13，气动水泵15当有压力气体输入时，泵体工作，吸入常压水，输出压力水，并排出剩余的压力气体到比例混合器14，气泵进气控制阀16用于控制进入气动水泵15的气体压力和流量，混气控制阀13用于实时控制进入比例混合器14的气量大小。

比例混合器14用于实现泡沫原液、水、空气三者按一定比例混合，当有水、泡沫原液、氮气进入时实施混合，泡沫混合比为1％左右，气液混合比为1:7左右。

整体工作流程：电磁启动器3接受启动信号，开启高压氮气主动瓶21瓶头阀门，主动瓶21气体开始释放，其启动气体推动相应从动瓶22气动启动器4活塞，从动瓶22气体开始释放；高压氮气经过瓶头阀门释放，通过减压器6将20MPa高压氮气减压至0.1～0.5MPa，再经过释放软管7流通入气集流管17中；一路氮气通过管路、单向阀9和各路控制阀，进入到泡沫液罐11中，推动一定流量的泡沫原液流出进入比例混合器14；与此同时，另一路氮气通过管路和气泵进气控制阀16，进入到气动水泵15中，泵体开始工作吸入常压水，输出压力水，并排出损失动能(压力)的氮气，通过管路和混气控制阀13，进入比例混合器14中；在比例混合器14中实现泡沫原液、水、氮气按一定比例的混合，其中，泡沫混合比为1％左右，气液混合比为1:7左右，再通过管路输送，最终可通过喷头20喷射氮气泡沫混合液对火情进行精准灭火。

进一步地，如图5所示，为方便压缩空气泡沫产生装置1的应用，该装置呈撬装布置，整套装置集成在撬装框架30中，各瓶体可通过钢瓶抱箍进行固定。

实施例二

如图1所示，本实施例提供一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置，还包括控制器18，控制器18用于控制气瓶组2、泡沫液罐11、气动水泵15和比例混合器14的启停。控制器18连接有启停信号源和反馈信号源，反馈信号源用于反馈泡沫液罐11和气动水泵15通入压缩氮气的压力值。启停信号源包括声光报警器A、紧急启动按钮B、紧急停止按钮C、手/自动状态切换按钮D、火焰探测器E和感温探测器F。控制器18接收来自火灾探测器或现场人员手动发出的火灾信号，向压缩空气泡沫产生装置1发出动作信号，启动压缩空气泡沫产生装置1各部件，产生灭火混合液，用于灭火，并接受来自压缩空气泡沫产生装置1的动作反馈。平时伺应状态，与火焰探测器E形成探测回路，巡检火灾报警信号，收到报警信号发出报警，确认火灾后，发出灭火装置的启动信号，启动灭火装置，实施灭火。

进一步地，如图6所示，压缩空气泡沫产生装置1通过机柜40收纳集成，机柜40上设有声光报警器A、急停按钮43(即紧急启动按钮B与紧急停止按钮C一体)、控制器18、压力表、备用电源19等。机柜40还设有进水端41和混合液出口42，进水端41用于连接外部水源接水箱或供水管，当采用2吨水箱供水时，喷射时间超过3min，要更长的喷射时间，可增加水箱容量或者由消防供水管道供水；混合液出口42用于连接喷头20，进行混合液喷射。备用电源19在系统断电时，能向控制器18持续供电，满足整套装置8小时的工作所需电量。

实施例三

如图1所示，本实施例提供一种非预混自驱动压缩空气泡沫灭火系统，包括上述具体实施方式中的一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置，比例混合器14连接的输送管道末端安装有喷头20，压缩空气泡沫产生装置1产生的混合液通过喷头20进行喷射，完成灭火。

进一步地，压缩空气泡沫产生装置1采用实施例二中的控制器18，与现场的探测器形成一整套火灾探测、控制、灭火系统，使整套装置集现场火灾探测、报警、喷射控制、信号反馈于一体，使用方便，尤其适用于对现有场所进行改造，工程量小，安装方便。因为该泡沫产生装置配置了气动水泵，所以在不具备供水管网和供电系统的场所，可采用水箱、水井或预埋蓄水池供水，由气驱动水泵输出所需压力水，实现系统的喷放。

进一步地，装置与整套灭火系统连通，系统设计有喷头20、一级探测、二级探测和视频联动设备等，可实现全自动模式下多级探测覆盖型喷射灭火，在火情初级阶段即可灭火。如图7所示，火情发生时，首先火焰探测器(一级探测)通过三波段视频感知探测方式侦测到火情，火焰视频联动终端启动并联动监控室视频信号，监控屏对应区域闪烁红色报警。随后感温探测器(二级探测)再启动，信号传至火灾控制盘，声光报警触发警报，延时5-30s后喷头喷射。此过程中可以随时手动中断或提前启动灭火。同理，整套系统还可完成手动模式(视火情按下控制器18上的手动灭火按钮，开启泡沫产生装置，进行喷射)、远程模式(火焰探测器E和手机APP端联动报警，远程启动泡沫产生装置)。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置，其特征在于，包括气瓶组、泡沫液罐、气动水泵和比例混合器；

所述气瓶组用于对所述泡沫液罐和所述气动水泵提供压缩氮气；

所述泡沫液罐存储有泡沫原液，所述压缩氮气能够驱动所述泡沫原液进入所述比例混合器；

所述气动水泵连接有供水端，所述压缩氮气能够驱动所述气动水泵从所述供水端抽水输入所述比例混合器，同时，所述气动水泵排出剩余压缩氮气进入所述比例混合器；

所述比例混合器用于将进入其的泡沫原液、水和压缩氮气按所需比例进行混合后输出。

2.如权利要求1所述的一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置，其特征在于，所述气瓶组包括主动瓶和若干从动瓶；

所述主动瓶上安装有电磁启动器，所述从动瓶上安装有气动启动器，所述主动瓶通过启动管路与所述气动启动器连接，当所述电磁启动器打开时，所述主动瓶内的压缩氮气进入启动管路打开所述气动启动器；

所述气瓶组通过一集流管连接所述泡沫液罐和所述气动水泵。

3.如权利要求2所述的一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置，其特征在于，所述主动瓶和所述从动瓶分别通过释放软管连接所述集流管，所述主动瓶和所述从动瓶与释放软管的连接处均设置有减压器，所述释放软管上均安装有单向阀，所述启动管路的出气端口上设置有低泄高封阀，所述集流管上安装有压力开关。

4.如权利要求2所述的一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置，其特征在于，所述泡沫液罐通过第一进气管与所述集流管连接，所述第一进气管上设置有泡沫液罐进气控制阀，所述泡沫液罐与所述比例混合器之间通过泡沫液管连接。

5.如权利要求2所述的一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置，其特征在于，所述气动水泵通过第二进气管与所述集流管连接，所述第二进气管上设置有气泵进气控制阀，所述气动水泵通过出水管与所述比例混合器连接，所述气动水泵还连接有排气管路，所述排气管路与所述比例混合器连接，所述排气管路上设置有混气控制阀。

6.如权利要求1-5中任一项所述的一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器用于控制所述气瓶组、泡沫液罐、气动水泵和比例混合器的启停。

7.如权利要求6所述的一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置，其特征在于，所述控制器连接有启停信号源和反馈信号源，所述反馈信号源用于反馈所述泡沫液罐和所述气动水泵通入压缩氮气的压力值。

8.如权利要求7所述的一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置，其特征在于，所述启停信号源包括声光报警器、紧急启停按钮、手动状态切换按钮、火焰探测器和感温探测器。

9.一种非预混自驱动压缩空气泡沫灭火系统，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的一种非预混自驱动压缩空气泡沫产生装置。

10.如权利要求9所述的一种非预混自驱动压缩空气泡沫灭火系统，其特征在于，所述比例混合器连接的输送管道末端安装有喷头。

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