CN217535515U - 一种制造亚稳状态活性水的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制造亚稳状态活性水的装置，包括水箱、加热锅炉以及柴油燃烧器，所述水箱的进水口连接有进水管线、出水口连接有通向所述加热锅炉进水口的冷水供水管线，所述冷水供水管线中设置有泵组；所述加热锅炉由所述柴油燃烧器加热，所述加热锅炉的出水口连接有4兆帕压力水供水管线和10兆帕压力水供水管线；所述4兆帕压力水供水管线上还设置有一预热水回水管线，所述预热水回水管线连通至所述水箱的回水口。本实用新型的优点是：水进入水管直流加热锅炉，在加热锅炉中的高温加热之下，它在泵所产生的压力下，被加热到低于饱和曲线上的温度，以获得亚稳状态活性水。

Description

一种制造亚稳状态活性水的装置

技术领域

本实用新型涉及灭火技术领域，具体涉及一种制造亚稳状态活性水的装置。

背景技术

消防装备中现有的大量技术装备（消防和救援）的使用是低功率低效的，需要大规模大量调集消防部门装备库中现有的技术装备：

1、消除火灾和突发事件的作业总能耗；

2、集中技术装备的时间；

3. 中断作业的风险 ，因布置技术装备的复杂性提高（特别是在特大城市的有限区域）以及共同作战的问题。

为了减少消防和紧急情况清理所涉及的装备数量，有些国家30多年前就开始发展使用温度活性水灭火的理论和实践。自2008年以来，已成为新的救援和消防技术发展方向。

温度活性水 (TAV) 是一种蒸汽水滴混合物，它是由于加热不足水到沸水的瞬间（在 10^-9- 10^-4 秒内）转变而获得的，由于高压，水不会沸腾，进入亚稳态及随后的爆沸而形成。

温度活性水的成分是欠热蒸汽和水滴，大小为0.01-10.0微米。大多数水滴的直径为0.01- 10.0微米，因此 温度活性水喷射流悬浮在空中，长时间（20-40 分钟）不会沉降，绕过障碍物也不会沉降，不会在垂直和水平面上沉降，甚至当向水平表面喷射时，射流会极力地向上。

处于亚稳态的水介质是一种蒸汽水滴混合物，它是加热不足水到沸水的瞬间（在10^-9 - 10^-4 秒内）转变而获得的。

温度活性水射流可用于扑灭几乎所有类型的不与水发生化学反应并释放大量热量或可燃气体的可燃物质火灾。

目前，本领域的技术人员已经研制出温度活性水装置消防救援车，温度活性水装置的喷射枪头（喷嘴）所达到的最大温度和压力值决定了爆沸效果，但是最大温度和压力值在研发时受到了制造材料的限制。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种制造亚稳状态活性水的装置，该装置通过将水箱、加热锅炉、柴油燃烧器等设备进行组合，从而实现对水的加压和加热，以制备获得亚稳状态活性水。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种制造亚稳状态活性水的装置，其特征在于所述装置包括水箱、加热锅炉以及柴油燃烧器，所述水箱的进水口连接有进水管线、出水口连接有通向所述加热锅炉进水口的冷水供水管线，所述冷水供水管线中设置有泵组；所述加热锅炉由所述柴油燃烧器加热，所述加热锅炉的出水口连接有4兆帕压力水供水管线和10兆帕压力水供水管线；所述4兆帕压力水供水管线上还设置有一预热水回水管线，所述预热水回水管线连通至所述水箱的回水口。

所述水箱上还设置有水位传感器以及通向大气环境的释放喷射口。

所述进水管线包括与所述水箱进水口相连的进水主管以及自所述进水主管外端口分叉的两条进水管线路和一条出水管线路，其中一条所述进水管线路上设置有电动潜水泵、另一条所述进水管线路上连接有消防水龙头，所述出水管线路上设置有第十电动球阀，所述进水主管上设置有第一电动球阀。

所述冷水供水管线包括依次设置的第四电动球阀、第一温度表、过滤器、泵组、第二过剩压力传感器以及电磁流量表；其中，所述第四电动球阀与所述第一温度表之间的管路上分叉有一排水口，所述排水口上设置有第七电动球阀；所述泵组包括两条并联的泵路管线，每条泵路管线由依次设置的增压泵、电动泵以及止回阀组成，其中一条所述泵路管线的所述止回阀前方分叉设置有一供压缩空气通入的接口并在所述接口处设置第八电动球阀。

所述泵组与所述第二过剩压力传感器之间设置有一旁路，所述旁路中设置有第二电动球阀，所述旁路的前端分叉为两条管线，其中一条所述管线内设置有第一压力阀并与所述预热水回水管线相连通，另一条所述管线内依次设置有第六电动球阀、第三止回阀以及高压管卷盘。

所述柴油燃烧器接通所述加热锅炉，所述柴油燃烧器上设置有燃料进口、空气进口以及燃料产品出口。

所述加热锅炉的出水口连接有一供水主管，所述供水主管的端口分叉为所述4兆帕压力水供水管线和10兆帕压力水供水管线；所述供水主管上设置有排水支管且在所述排水支管上设置有第十二电动球阀，所述供水主管上设置有第三温度表和通向大气环境的释放喷射口并由第二安全阀控制通断。

所述4兆帕压力水供水管线包括依次设置的第十一电动球阀、第二温度表、第四过剩压力传感器、第二压力阀、第三过剩压力传感器、第四止回阀，所述第四止回阀处的管路分叉为所述预热水回水管线和供水管路，所述供水管路内设置有第十三电动球阀，所述第十三电动球阀处分为两个供活性水口，其中一个所述供活性水口由第十五电动球阀控制通断并与高压管卷盘连接，另一个所述供活性水口由第十六电动球阀控制通断；在所述第十三电动球阀与所述第四止回阀之间设置有一通向大气环境的释放喷射口并由第十四电动球阀控制通断。

所述10兆帕压力水供水管线包括依次设置的第六过剩压力传感器、第四温度表、第三压力阀、第五过剩压力传感器、第五止回阀，所述第五止回阀处的所述10兆帕压力水供水管线端头分叉为两个端口，其中一个所述端口为供活性水口并由第十七电动球阀控制通断，另一个所述端口为通向大气环境的释放喷射口并由第十八电动球阀控制通断。

所述第二温度表处设置有一通向大气环境的释放喷射口并由第一安全阀控制通断。

本实用新型的优点是：水进入水管直流加热锅炉，在加热锅炉中的高温加热之下，它在泵所产生的压力下，被加热到低于饱和曲线上的温度，以获得亚稳状态活性水。

附图说明

图1为本实用新型中制造亚稳状态活性水的装置示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1所示，图中各标记分别为：安全阀КП1、安全阀КП2、过剩压力传感器MH2、过剩压力传感器MH3、过剩压力传感器MH4、过剩压力传感器MH5、过剩压力传感器MH6、水位传感器ДУ1、电动泵H1、增压泵H2、电动泵H3、增压泵H4、电动潜水泵H5、电磁流量表PX、温度表T1、温度表T2、温度表T3、温度表T4、过滤器Ф1、加热锅炉ВК、高压管卷盘БК1、高压管卷盘БК2、压力阀BH1、压力阀BH2、压力阀BH3、消防水龙头ГП、柴油燃烧器ГУ、水箱E1、电动球阀KД1、电动球阀KД2、电动球阀KД4、电动球阀KД5、电动球阀KД6、电动球阀KД7、电动球阀KД8、电动球阀KД10、电动球阀KД11、电动球阀KД12、电动球阀KД13、电动球阀KД14、电动球阀KД15、电动球阀KД16、电动球阀KД17、电动球阀KД18、止回阀K01、止回阀K02、止回阀K03、止回阀K04、止回阀K05。

实施例：如图1所示，本实施例具体涉及一种制造亚稳状态活性水的装置，该装置主要包括水箱E1、加热锅炉ВК以及柴油燃烧器ГУ，通过将冷水抽入至水箱E1中并向加热锅炉ВК进行增压泵送，在加热锅炉ВК的高温加热之下，并在泵所产生的压力下，被加热到低于饱和曲线上的温度，以获得亚稳状态活性水。

如图1所示，水箱E1为容积3000升的金属水箱，水箱E1内设置有水位传感器ДУ1用于进行水箱E1内的水位监控；水箱E1上设置有通向大气环境的释放喷射口，以同大气保持连接状态。

如图1所示，水箱E1的进水口连接有进水管线，进水管线包括与水箱E1进水口相连的进水主管，进水主管上设置有用于控制管路通断的电动球阀KД1，进水主管的的外端口分叉出两条进水管线路和出水管线路，其中一条进水管线路设置有消防水龙头ГП以同消火栓软管相连获得水源，另一条进水管线路上设置有电动潜水泵H5以获得外部水源，而出水管线路则设置有电动球阀KД10以控制是否向外进行排水。当水箱E1通过进水管线由外部水源进行供水并注满3000升水时，电动球阀KД1自动关闭；而当水箱E1内的水少于3000升时，电动球阀KД1将打开以向水箱E1进行补充供水；当水箱E1内的水少于200升时，柴油燃烧器ГУ将会关断停止工作。

如图1所示，水箱E1的出水口连接有通向加热锅炉ВК的冷水供水管线，该冷水供水管线包括依次设置的电动球阀KД4、温度表T1、过滤器Ф1、泵组、过剩压力传感器MH2以及电磁流量表PX；其中，电动球阀KД4与温度表T1之间的管路上设置有一排水口并由电动球阀KД7控制通断；泵组包括两条并联的泵路管线，第一条泵路管线由依次设置的增压泵H2、电动泵H1以及止回阀K01组成，第二条泵路管线由由依次设置的增压泵H4、电动泵H3以及止回阀K02组成，且在第二条泵路管线的止回阀K02前方还设置有一供压缩空气通入用于吹干的接口，该接口由电动球阀KД8控制通断，压缩空气由压缩机提供，压缩机是用于将所有水管及供水管线的水挤出去，目的只有一个，将水由水管和管线及泵中挤出去。过剩压力传感器MH2用来监控泵组的工作。此外，在前述的泵组与过剩压力传感器MH2之间还设置有一旁路，旁路内设置有电动球阀KД2用于控制通断，而在该电动球阀KД2的前端分叉为两条管线，其中一条管线内设置有压力阀BH1并经预热水回水管线回流至水箱E1内，另一条管线内则依次设置有电动球阀KД6、止回阀K03以及高压管卷盘БК1，通过该高压管卷盘БК1可向高压水枪供水。在冷水供应过程中，保持高压水枪的持续打开，通过泵组以及电动球阀KД2所在的旁路调节，使加热锅炉ВК进水口的水的过剩压力在4.0-4.5兆帕之间，过剩压力由前述的过剩压力传感器MH2监控。在冷水供水管线中的泵组工作时，当温度表T1检测到所在管路中水温达到30℃时，打开电动球阀KД2和电动球阀KД6，并关闭电动球阀KД8。

如图1所示，加热锅炉ВК与柴油燃烧器ГУ设置在一起，且加热锅炉ВК由柴油燃烧器ГУ进行加热，加热锅炉ВК下方设有排水管用于从加热锅炉ВК空间放出水和冷凝水；柴油燃烧器ГУ上设置有燃料进口、空气进口以及燃料产品出口。前述的冷水供水管线将水箱E1内的冷水输送入加热锅炉ВК的进水口内并由柴油燃烧器ГУ进行加热，将水加热至100℃，加热升温后的热水经加热锅炉ВК的出水口向外输出，加热锅炉ВК的出水口连接有一供水主管，供水主管上设置有排水支管且在该排水支管上设置了电动球阀KД12进行通断控制，与此同时，在供水主管上还设置有温度表T3以及通向大气环境的释放喷射口，该释放喷射口由安全阀КП2控制通断。进一步的，该供水主管的端口分叉为所述4兆帕压力水供水管线和10兆帕压力水供水管线。需要说明的是，用过剩压力传感器MH2和电磁流量表PX监控加热锅炉ВК的进水口水压和流量并将数据显示在控制面板上，当进入加热锅炉ВК的压力降低至小于最低值时，停止向柴油燃烧器ГУ的燃料进口提供燃料，燃料供应的停止独立于活性水装置的工作模式。

如图1所示，该4兆帕压力水供水管线包括依次设置的电动球阀KД11、温度表T2、过剩压力传感器MH4、压力阀BH2、第三过剩压力传感器MH3、止回阀K04，在止回阀K04处的管路分叉为预热水回水管线和供水管路，此处的预热水回水管线连通至水箱E1的回水口，通过该预热水回水管路可实现加热锅炉ВК内的水与水箱E1内的水循环，直至当水箱E1内的水达到80℃；供水管路内设置有电动球阀KД13，在电动球阀KД13处分为两个供温度活性水的端口，其中一个端口由电动球阀KД15控制通断并连接高压管卷盘БК2，以便于连接高压水枪为其供水；另一个端口由电动球阀KД16控制通断；还需要说明的是，在电动球阀KД13与止回阀K04之间的管路开设有一通向大气环境的释放喷射口，该释放喷射口由电动球阀KД14控制通断。在使用该4兆帕压力水供水管线工作时，打开电动球阀KД11，电动球阀KД13，电动球阀KД15或者电动球阀KД16，并关闭10兆帕压力水供水管线中的压力阀BH3，与此同时开启压力阀BH1和压力阀BH2，以实现4兆帕温度活性水的供水。

如图1所示，该10兆帕压力水供水管线包括依次设置的过剩压力传感器MH6、温度表T4、压力阀BH3、过剩压力传感器MH5、止回阀K05，止回阀K05处的10兆帕压力水供水管线端头分叉为两个端口，其中一个端口为供活性水口并由电动球阀KД17控制通断，另一个端口为通向大气环境的释放喷射口并由电动球阀KД18控制通断。在使用该10兆帕压力水供水管线工作时，打开压力阀BH3，打开电动球阀KД17或者电动球阀KД18，关闭电动球阀KД2和电动球阀KД11，以实现10兆帕温度活性水的供水。

需要说明的是，本实施例中各阀门的开关可统一由一控制面板实现自动控制，且整套装置的供电可由一柴油发电机提供。

如图1所示，本实施例中制造亚稳态活性水装置的工作方法主要包括以下步骤：

（1）将该装置接通电力设备以获得电力供应。

（2）向水箱E1内进行注水操作并注满，水箱E1的进水口设置有两条进水管线路，其中，一条进水管线路设置有消防水龙头ГП以同消火栓软管相连获得水源，另一条进水管线路上设置有电动潜水泵H5以获得外部水源，进水管线路可根据实际情况进行选择。

（3）水箱E1通过冷水供水管线向加热锅炉ВК进行冷水供应，在冷水供应过程中，保持高压水枪的持续打开，通过泵组以及电动球阀KД2所在的旁路调节，使加热锅炉ВК进水口的水的过剩压力在4.0-4.5兆帕之间，过剩压力由过剩压力传感器MH2监控。

（4）通过加热锅炉ВК将所获得的冷水进行加热并进行水循环，即，前述的冷水供水管线将水箱E1内的冷水输送入加热锅炉ВК的进水口内并由柴油燃烧器ГУ进行加热，将水加热至100℃，加热升温后的热水经加热锅炉ВК的出水口向外输出，并经预热水回水管线回流至水箱E1内，实现加热锅炉ВК与水箱E1之间的水循环，当水箱E1内的水温达到80℃时，停止该水循环操作。

（5）选择获得温度活性水的模式，即4兆帕压力水供水管线或10兆帕压力水供水管线：

A）在进行4兆帕压力温度活性水供水时，将带快速拆卸接头的软管同高压管卷盘БК2进行连接，并安装上水枪；在步骤（4）实现水箱E1内水预热至80℃的基础上，通过柴油燃烧器ГУ将加热锅炉ВК内的水加热至175℃；在使用该4兆帕压力水供水管线工作时，打开电动球阀KД11，电动球阀KД13，电动球阀KД15或者电动球阀KД16，并关闭10兆帕压力水供水管线中的压力阀BH3，与此同时开启压力阀BH1和压力阀BH2，以实现4兆帕温度活性水的供水。

B）在进行10兆帕压力温度活性水供水时，将带球形接头的软管同电动球阀KД17的端口进行连接并安装水枪；在步骤（4）实现水箱E1内水预热至80℃的基础上，将加热锅炉ВК内的水加热到260℃，在使用该10兆帕压力水供水管线工作时，打开压力阀BH3，打开电动球阀KД17或者电动球阀KД18，关闭电动球阀KД2和电动球阀KД11，以实现10兆帕温度活性水的供水。

本实施例的有益效果在于：水进入水管直流加热锅炉，在加热锅炉中的高温加热之下，它在泵所产生的压力下，被加热到低于饱和曲线上的温度，以获得亚稳状态活性水。

Claims (10)

1.一种制造亚稳状态活性水的装置，其特征在于所述装置包括水箱、加热锅炉以及柴油燃烧器，所述水箱的进水口连接有进水管线、出水口连接有通向所述加热锅炉进水口的冷水供水管线，所述冷水供水管线中设置有泵组；所述加热锅炉由所述柴油燃烧器加热，所述加热锅炉的出水口连接有4兆帕压力水供水管线和10兆帕压力水供水管线；所述4兆帕压力水供水管线上还设置有一预热水回水管线，所述预热水回水管线连通至所述水箱的回水口。

2.根据权利要求1所述的一种制造亚稳状态活性水的装置，其特征在于所述水箱上还设置有水位传感器以及通向大气环境的释放喷射口。

3.根据权利要求1所述的一种制造亚稳状态活性水的装置，其特征在于所述进水管线包括与所述水箱进水口相连的进水主管以及自所述进水主管外端口分叉的两条进水管线路和一条出水管线路，其中一条所述进水管线路上设置有电动潜水泵、另一条所述进水管线路上连接有消防水龙头，所述出水管线路上设置有第十电动球阀，所述进水主管上设置有第一电动球阀。

4.根据权利要求1所述的一种制造亚稳状态活性水的装置，其特征在于所述冷水供水管线包括依次设置的第四电动球阀、第一温度表、过滤器、泵组、第二过剩压力传感器以及电磁流量表；其中，所述第四电动球阀与所述第一温度表之间的管路上分叉有一排水口，所述排水口上设置有第七电动球阀；所述泵组包括两条并联的泵路管线，每条泵路管线由依次设置的增压泵、电动泵以及止回阀组成，其中一条所述泵路管线的所述止回阀前方分叉设置有一供压缩空气通入的接口并在所述接口处设置第八电动球阀。

5.根据权利要求4所述的一种制造亚稳状态活性水的装置，其特征在于所述泵组与所述第二过剩压力传感器之间设置有一旁路，所述旁路中设置有第二电动球阀，所述旁路的前端分叉为两条管线，其中一条所述管线内设置有第一压力阀并与所述预热水回水管线相连通，另一条所述管线内依次设置有第六电动球阀、第三止回阀以及高压管卷盘。

6.根据权利要求1所述的一种制造亚稳状态活性水的装置，其特征在于所述柴油燃烧器接通所述加热锅炉，所述柴油燃烧器上设置有燃料进口、空气进口以及燃料产品出口。

7.根据权利要求6所述的一种制造亚稳状态活性水的装置，其特征在于所述加热锅炉的出水口连接有一供水主管，所述供水主管的端口分叉为所述4兆帕压力水供水管线和10兆帕压力水供水管线；所述供水主管上设置有排水支管且在所述排水支管上设置有第十二电动球阀，所述供水主管上设置有第三温度表和通向大气环境的释放喷射口并由第二安全阀控制通断。

8.根据权利要求7所述的一种制造亚稳状态活性水的装置，其特征在于所述4兆帕压力水供水管线包括依次设置的第十一电动球阀、第二温度表、第四过剩压力传感器、第二压力阀、第三过剩压力传感器、第四止回阀，所述第四止回阀处的管路分叉为所述预热水回水管线和供水管路，所述供水管路内设置有第十三电动球阀，所述第十三电动球阀处分为两个供活性水口，其中一个所述供活性水口由第十五电动球阀控制通断并与高压管卷盘连接，另一个所述供活性水口由第十六电动球阀控制通断；在所述第十三电动球阀与所述第四止回阀之间设置有一通向大气环境的释放喷射口并由第十四电动球阀控制通断。

9.根据权利要求7所述的一种制造亚稳状态活性水的装置，其特征在于所述10兆帕压力水供水管线包括依次设置的第六过剩压力传感器、第四温度表、第三压力阀、第五过剩压力传感器、第五止回阀，所述第五止回阀处的所述10兆帕压力水供水管线端头分叉为两个端口，其中一个所述端口为供活性水口并由第十七电动球阀控制通断，另一个所述端口为通向大气环境的释放喷射口并由第十八电动球阀控制通断。

10.根据权利要求8所述的一种制造亚稳状态活性水的装置，其特征在于所述第二温度表处设置有一通向大气环境的释放喷射口并由第一安全阀控制通断。

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