ТРУБА ДЛЯ ОДНОРОДНОГО СМЕШИВАНИЯ ПЕНЫ, СИСТЕМА ПЕНОСМЕШИВАНИЯ ДЛЯ ПОЖАРОТУШЕНИЯ И СПОСОБ ЕЕ УПРАВЛЕНИЯ, А ТАКЖЕ ПОЖАРНАЯ МАШИНА Российский патент 2023 года по МПК A62C5/02 A62C31/12 B05B7/00 A62C27/00 

Ссылка на родственные заявки

[0001] Представленное раскрытие и испрашиваемый приоритет основаны на заявке на выдачу патента Китая № 201911301215.6, поданной 17 декабря 2019 г., которая полностью включена в данный документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится настоящее изобретение

[0002] Представленное раскрытие относится к области техники пожаротушения, а конкретно к трубе для однородного смешивания пены, к системе пеносмешивания для пожаротушения и способу ее управления, и к пожарной машине.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

[0003] Когда в пожарной машине пенного тушения для тушения пожара используют смешанную с пеной жидкость, исходный раствор пены нужно полностью смешать с водой в определенном соотношении для образования смешанной с пеной жидкости, которую затем вспенивают для тушения пожара. Смешанную с пеной жидкость вспенивают двумя путями: один состоит во вспенивании путем всасывания внешнего воздуха за счет разрежения во время процесса выброса; а другой состоит в инжекции сжатого газа в качестве вспенивающей среды для пенообразования. Испытания и исследования проиллюстрировали, что по сравнению с обычной системой пенообразования, которая всасывает внешний воздух, система смешивания пены, которая инжектирует сжатый газ для пенообразования, не только экономит исходный раствор пены, но также обеспечивает повышенное использование воды, и кроме того, имеет исключительные преимущества при пожаротушении, борьбе с огнем, противопожарной защите и при конкретных пожарах.

[0004] Для обеспечения эффективности пожаротушения особенно важна однородность смешивания сжатого газа и смешанной с пеной жидкости, и известные автору изобретения трубы для однородного смешивания пены все же имеют дефект неоднородного смешивания.

[0005] Например, в документе CN105126277B описана труба для однородного смешивания пены, в центре одного конца цилиндрической смесительной камеры расположено сопло для смешивания пены, вокруг сопла для смешивания пены равномерно расположено множество впускных воздуховодов, в смесительной камере на расстоянии от сопла для смешивания пены расположен конический прерыватель потока, внутренняя стенка смесительной камеры снабжена множеством выступов, сжатый газ и пенная смесь смешиваются и попадают на конический прерыватель потока, и жидкость преломляется между коническим прерывателем потока и внутренней боковой стенкой смесительной камеры для образования пены жидкости. С помощью такой структуры сложно добиться равномерного смешивания, поскольку сопло для смешивания пены и впускная труба распыляют жидкость в одном направлении.

Сущность настоящего изобретения

[0006] Путем проведения исследований автор изобретения обнаружил, что в предшествующем уровне техники трубы для смешивания пены все же имеют дефект неоднородного смешивания, который влияет на эффективность пожаротушения.

[0007] Ввиду вышеуказанной проблемы в вариантах осуществления настоящего раскрытия представлена труба для однородного смешивания пены, система пеносмешивания для пожаротушения и способ ее управления, и пожарная машина, чтобы вспенивающую среду можно было однородно смешивать со смешанной с пеной жидкостью для образования пены, улучшая за счет этого эффективность пожаротушения.

[0008] В аспекте настоящего раскрытия представлена труба для однородного смешивания пены, содержащая:

[0009] главную трубу для однородного смешивания, выполненную с возможностью смешивания смешанной с пеной жидкости F и вспенивающей среды с образованием пены F’; и

[0010] трубу для инжекции вспенивающей среды, выполненную с возможностью инжекции вспенивающей среды в главную трубу для однородного смешивания, причем труба для инжекции вспенивающей среды имеет выпускную секцию, проникающую во внутреннюю полость главной трубы для однородного смешивания и проходящую в направлении протяжения главной трубы для однородного смешивания, причем выпускная секция имеет закрытую концевую часть и боковую стенку, снабженную выпускным отверстием для вспенивающей среды.

[0011] В некоторых вариантах осуществления выпускное отверстие для вспенивающей среды перпендикулярно направлению протяжения главной трубы для однородного смешивания.

[0012] В некоторых вариантах осуществления множество выпускных отверстий для вспенивающей среды равномерно расположены вдоль направления по окружности и направления протяжения выпускной секции трубы для инжекции вспенивающей среды.

[0013] В некоторых вариантах осуществления осевая линия выпускной секции трубы для инжекции вспенивающей среды совпадает с осевой линией главной трубы для однородного смешивания.

[0014] В некоторых вариантах осуществления ориентация концевой части выпускной секции трубы для инжекции вспенивающей среды соответствует направлению потока смешанной с пеной жидкости F.

[0015] В некоторых вариантах осуществления труба для инжекции вспенивающей среды имеет форму L, а выпускная секция трубы для инжекции вспенивающей среды изогнута относительно ее входной секции.

[0016] В некоторых вариантах осуществления труба для инжекции вспенивающей среды содержит трубу для инжекции сжатого воздуха и трубу для инжекции жидкой вспенивающей среды, а выпускное отверстие для вспенивающей среды содержит выпускное отверстие для воздуха, расположенное в выпускной секции трубы для инжекции сжатого воздуха и выпускное отверстие для жидкости, расположенное в выпускной секции трубы для инжекции жидкой вспенивающей среды.

[0017] В некоторых вариантах осуществления главная труба для однородного смешивания имеет форму L, выпускная секция главной трубы для однородного смешивания изогнута относительно ее входной секции, выпускная секция трубы для инжекции сжатого воздуха проникает во входную секцию главной трубы для однородного смешивания, а выпускная секция трубы для инжекции жидкой вспенивающей среды проникает в выпускную секцию главной трубы для однородного смешивания.

[0018] В некоторых вариантах осуществления размер D внутренней стенки главной трубы для однородного смешивания составляет от 125 мм до 200 мм, размер D1 внутренней стенки трубы для инжекции сжатого воздуха составляет от 25 мм до 40 мм, а размер D2 внутренней стенки трубы для инжекции жидкой вспенивающей среды составляет от 15 мм до 30 мм.

[0019] В аспекте настоящего раскрытия представлена система пеносмешивания для пожаротушения, содержащая вышеупомянутую трубу для однородного смешивания пены.

[0020] В некоторых вариантах осуществления система пеносмешивания для пожаротушения дополнительно содержит:

[0021] устройство подачи воды, имеющее выпуск для воды, сообщающийся со впуском главной трубы для однородного смешивания;

[0022] устройство подачи исходного раствора пены, имеющее выпуск для жидкости, сообщающийся со впуском главной трубы для однородного смешивания;

[0023] пожарный ствол, имеющий впуск, сообщающийся с выпуском главной трубы для однородного смешивания; и

[0024] устройство подачи вспенивающей среды, имеющее выпуск, сообщающийся со впуском трубы для инжекции вспенивающей среды.

[0025] В некоторых вариантах осуществления устройство подачи вспенивающей среды содержит резервуар для хранения жидкой среды и насос для подачи жидкой среды, резервуар для хранения жидкой среды выполнен с возможностью хранения жидкой вспенивающей среды; а труба для инжекции вспенивающей среды содержит трубу для инжекции жидкой вспенивающей среды, причем резервуар для хранения жидкой среды подает жидкость в трубу для инжекции жидкой вспенивающей среды с помощью насоса для подачи жидкой среды.

[0026] В некоторых вариантах осуществления система пеносмешивания для пожаротушения дополнительно содержит:

[0027] расходомер смешанной с пеной жидкости, выполненный с возможностью определения расхода смешанной с пеной жидкости, создаваемой путем смешивания пены и воды; и

[0028] контроллер, выполненный с возможностью управления числом оборотов насоса для подачи жидкой среды в соответствии с расходом смешанной с пеной жидкости, определенным расходомером смешанной с пеной жидкости.

[0029] В некоторых вариантах осуществления насос для подачи жидкой среды имеет подпорное давление от 2,5 МПа до 3,5 МПа и выходной поток от 80 л/мин до 200 л/мин.

[0030] В некоторых вариантах осуществления резервуар для хранения жидкой среды имеет рабочее давление от 0,4 МПа до 0,8 МПа.

[0031] В некоторых вариантах осуществления насос для подачи жидкой среды представляет собой шестеренный насос, лопастной насос или плунжерный насос.

[0032] В некоторых вариантах осуществления система пеносмешивания для пожаротушения дополнительно содержит контроллер, причем устройство подачи вспенивающей среды дополнительно содержит продувочный клапан, и первый датчик температуры, и клапан управления подачей жидкости, расположенный в канале подачи жидкости насоса для подачи жидкой среды, впуск продувочного клапана сообщается с выпуском насоса для подачи жидкой среды, а контроллер выполнен с возможностью управления состояниями включения-выключения продувочного клапана и состояниями включения-выключения клапана управления подачей жидкости в соответствии с температурой подачи жидкости, обнаруженной первым датчиком температуры.

[0033] В некоторых вариантах осуществления система пеносмешивания для пожаротушения дополнительно содержит:

[0034] линейный нагреватель, расположенный в канале слияния для выпускного канала для жидкости устройства подачи исходного раствора пены и выпускного канала для воды устройства подачи воды;

[0035] второй датчик температуры, расположенный в выпускном канале для жидкости трубы для однородного смешивания пены; и

[0036] контроллер, выполненный с возможностью управления состояниями включения-выключения линейного нагревателя в соответствии с температурой подачи жидкости, обнаруженной вторым датчиком температуры.

[0037] В некоторых вариантах осуществления устройство подачи исходного раствора пены содержит резервуар для исходного раствора пены и насос для исходного раствора пены; выпуск для жидкости насоса для исходного раствора пены сообщается со впуском главной трубы для однородного смешивания; резервуар для исходного раствора пены содержит резервуар для исходного раствора пены класса А и резервуар для исходного раствора пены класса В, которые имеют общий насос для исходного раствора пены.

[0038] В некоторых вариантах осуществления устройство подачи вспенивающей среды дополнительно содержит воздушный компрессор, труба для инжекции вспенивающей среды содержит трубу для инжекции сжатого воздуха, и воздушный компрессор выполнен с возможностью подачи воздуха в трубу для инжекции сжатого воздуха.

[0039] В аспекте настоящего раскрытия представлен способ управления вышеупомянутой системой пеносмешивания для пожаротушения, включающий:

[0040] регулирование контроллером числа оборотов насоса для подачи жидкой среды путем вызова заданной команды программы в соответствии с расходом смешанной с пеной жидкости, определенным расходомером смешанной с пеной жидкости, и типом пенообразования, требуемым на месте.

[0041] В аспекте настоящего раскрытия представлен способ управления вышеупомянутой системой пеносмешивания для пожаротушения, включающий:

[0042] когда окружающая температура Ta не ниже 0°С, а температура T подачи жидкости, определенная вторым датчиком (18) температуры, не ниже 5°С, выключение контроллером (13) линейного нагревателя (16) и начало операции наполнения жидкой среды;

[0043] когда окружающая температура Ta не ниже 0°С, а температура T подачи жидкости, определенная вторым датчиком (18) температуры, ниже 5°С, запуск контроллером (13) линейного нагревателя (16) для поддержания температуры T подачи жидкости от 5°С до 10°С, а затем запуск операции наполнения жидкой среды;

[0044] когда окружающая температура Ta ниже 0°С, запуск контроллером (13) линейного нагревателя (16) для поддержания температуры T подачи жидкости, определенной вторым датчиком (18) температуры, от 30°С до 35°С, а затем запуск операции наполнения жидкой среды.

[0045] В аспекте настоящего раскрытия представлена пожарная машина, содержащая вышеупомянутую систему пеносмешивания для пожаротушения.

[0046] Следовательно, согласно вариантам осуществления представленного раскрытия выпускная секция трубы для инжекции вспенивающей среды проникает во внутреннюю полость главной трубы для однородного смешивания и соответствует направлению протяжения главной трубы для однородного смешивания, и выпускная секция имеет закрытую концевую часть и боковую стенку, снабженную выпускным отверстием для вспенивающей среды. Вспенивающая среда вытекает из выпускного отверстия для вспенивающей среды с полным смешиванием с протекающей смешанной с пеной жидкостью, и выпускное отверстие для вспенивающей среды на боковой стенке не параллельно направлению потока смешанной с пеной жидкости, избегая за счет этого протекания смешанной с пеной жидкости в выпускное отверстие для вспенивающей среды, и улучшая эффективность пенообразования и стабильность пенообразования.

Краткое описание чертежей

[0047] Чертежи, составляющие часть описания, иллюстрируют варианты осуществления представленного раскрытия и вместе с описанием объясняют принцип представленного раскрытия.

[0048] Представленное раскрытие может быть более ясно понято в соответствии со следующим подробным описанием со ссылкой на чертежи, на которых

[0049] на фиг. 1 представлен вид в поперечном разрезе некоторых вариантов осуществления трубы для однородного смешивания пены согласно представленному раскрытию;

[0050] на фиг. 2 и 3 представлен вид в поперечном разрезе трубы для инжекции жидкой вспенивающей среды и трубы для инжекции сжатого воздуха, соответственно, в некоторых вариантах осуществления трубы для однородного смешивания пены согласно представленному раскрытию;

[0051] на фиг. 4 представлено схематичное изображение гидравлической системы некоторых вариантов осуществления системы пеносмешивания для пожаротушения согласно представленному раскрытию;

[0052] на фиг. 5 представлена конструктивная схема некоторых вариантов осуществления пожарной машины согласно представленному раскрытию.

[0053] Ссылочные номера:

[0054] 1, резервуар для воды; 2, резервуар для исходного раствора пены; 2-1, резервуар для исходного раствора пены класса А; 2-2, резервуар для исходного раствора пены класса В; 3, водяной насос; 3-1, подающий клапан резервуара для воды; 3-2, инжекционный клапан резервуара для воды; 4, насос для исходного раствора пены; 4-1, подающий клапан резервуара для исходного раствора пены класса А; 4-2, клапан продувки линии смешанной с пеной жидкости; 4-3, подающий клапан резервуара для исходного раствора пены класса В; 5-1, верхний пожарный ствол резервуара; 5-2, пожарный ствол стрелы; 6, воздушный компрессор; 6-1, выпускной клапан для сжатого воздуха; 6-2, клапан выравнивания давления; 7, труба для однородного смешивания пены; 71, главная труба для однородного смешивания; 72, труба для инжекции сжатого воздуха; 73, труба для инжекции жидкой вспенивающей среды; 74, выпускное отверстие для жидкости; 75, выпускное отверстие для воздуха; 8, эксплуатационный клапан пожаротушения водой; 9, эксплуатационный клапан пожаротушения пеной; 10, подающий клапан пожарного гидранта верхней платформы; 11, клапан регулировки расхода смешанной с пеной жидкости; 12-1, расходомер смешанной с пеной жидкости; 12-2, расходомер исходного раствора пены; 13, контроллер; 14, резервуар для хранения жидкой среды; 14-1, подающий клапан резервуара для хранения жидкой среды; 14-2, эксплуатационный клапан самонаддува; 14-3, наполнительный клапан резервуара для хранения жидкой среды; 15, насос для подачи жидкой среды; 15-1, продувочный клапан; 15-2, клапан управления подачей жидкости; 15-3, предохранительный клапан высокого давления; 15-4, устройство импульсного подавления; 16, линейный нагреватель; 17, первый датчик температуры; 18, второй датчик температуры; 100, шасси; 200, передний стабилизатор; 300, первое устройство сопряжения; 400, подрамник; 500, второе первое устройство сопряжения; 600, задний стабилизатор; 700, центральный барабан; 800, поворотная платформа; 900, стрела.

Подробное описание

[0055] Далее со ссылкой на чертежи будут подробно описаны различные иллюстративные варианты осуществления представленного раскрытия. описание любого иллюстративного варианта осуществления является только иллюстративным и никоим образом не предназначено для ограничения представленного раскрытия, его применения или его использования. Представленное раскрытие может быть исполнено в виде множества разных форм, и его не следует ограничивать вариантами осуществления, изложенными в данном документе. Эти варианты осуществления представлены так, чтобы настоящее раскрытие могло быть исчерпывающим и полным, и для полной передачи объема представленного раскрытия специалистам в данной области. Следует отметить, что, если специально не указано иное, относительное расположение компонентов и стадий, составы материалов, числовые выражения и значения, изложенные в этих вариантах осуществления, следует интерпретировать только как иллюстративные, а не ограничивающие.

[0056] Термин «первый», «второй» и тому подобное, использованный в данном документе, не указывает на какую-либо последовательность, количество или важность, но скорее использован для проведения различия одной части от другой. Термин «включать», «включающий» и тому подобное означает, что элемент впереди термина охватывает элементы, перечисленные после термина, и не исключает возможности охвата других элементов. «Верхний», «нижний», «левый», «правый» и тому подобное использованы просто для обозначения относительного взаимного расположения, которое также может соответственно изменяться при изменении абсолютных положений описываемых объектов.

[0057] В представленном раскрытии, когда конкретное устройство описано как находящееся между первым устройством и вторым устройством, между конкретным устройством и первым устройством или вторым устройством может иметься или не иметься промежуточное устройство. Когда конкретное устройство описано как соединенное с другим устройством, конкретное устройство может быть прямо соединено с другим устройством без всякого промежуточного устройства, или непрямо соединено с другим устройством с помощью промежуточного устройства.

[0058] Если конкретно не указано иное, все термины (включая технические термины или научные термины), использованные в данном документе, имеют те же значения, которые обычно понятны рядовому специалисту в области, к которой относится представленное раскрытие. Кроме того, следует понимать, что термины, такие как те, которые определены в общих словарях, должны интерпретироваться как имеющие значения, соответствующие значениям в контексте соответствующей области техники, и не должны интерпретироваться в идеальном или чрезмерно формальном смысле, если только это явно не определено в настоящем документе.

[0059] Методы, способы и устройства, известные рядовому специалисту в предшествующем уровне техники, могут не обсуждаться подробно, но, при необходимости, их следует рассматривать как части описания.

[0060] В аспекте настоящего раскрытия представлена труба для однородного смешивания пены, а на фиг. 1 представлен вид в поперечном разрезе некоторых вариантов осуществления трубы для однородного смешивания пены согласно представленному раскрытию. Как показано на фиг. 1, труба 7 для однородного смешивания пены этого варианта осуществления содержит: главную трубу 71 для однородного смешивания выполненную с возможностью смешивания смешанной с пеной жидкости F со вспенивающей средой с образованием пены F′; и трубу для инжекции вспенивающей среды, выполненную с возможностью инжекции вспенивающей среды в главную трубу 71 для однородного смешивания, причем труба для инжекции вспенивающей среды имеет выпускную секцию, проникающую во внутреннюю полость главной трубы 71 для однородного смешивания и проходящую в направлении протяжения главной трубы 71 для однородного смешивания, причем выпускная секция имеет закрытую концевую часть и боковую стенку, снабженную выпускным отверстием для вспенивающей среды.

[0061] Как показано на фиг. 1, смешанную с пеной жидкость F, образованную путем смешивания воды и исходного раствора пены в определенном соотношении, подают из впуска главной трубы 71 для однородного смешивания. Вспенивающую среду инжектируют в главную трубу 71 для однородного смешивания по трубе для инжекции вспенивающей среды, полностью смешанной со смешанной с пеной жидкостью F, с образованием пены F′, а затем она вытекает из выпуска главной трубы 71 для однородного смешивания. Вспенивающая среда содержит сжатый воздух A и/или жидкую вспенивающую среду N, причем жидкой вспенивающей средой N может быть жидкий азот или любая другая подходящая жидкая среда при условии, что среда может быстро испаряться, пригодна для пенообразования, пригодна для пожаротушения, нетоксична и имеет коэффициент объема газа более 300.

[0062] Конкретно, как показано на фиг. 1, труба для инжекции вспенивающей среды содержит трубу 72 для инжекции сжатого воздуха, выполненную с возможностью инжекции сжатого воздуха A в главную трубу 71 для однородного смешивания, и/или трубу 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды, выполненную с возможностью инжекции жидкой вспенивающей среды N в главную трубу 71 для однородного смешивания. Как показано на фиг. 1-3, выпускное отверстие для вспенивающей среды содержит выпускное отверстие 75 для воздуха, расположенное в выпускной секции трубы 72 для инжекции сжатого воздуха, и/или выпускное отверстие 74 для жидкости, расположенное в выпускной секции трубы 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды. Сжатый воздух A поступает во внутреннюю полость главной трубы 71 для однородного смешивания через выпускное отверстие 75 для воздуха трубы 72 для инжекции сжатого воздуха, а жидкая вспенивающая среда N поступает во внутреннюю полость главной трубы 71 для однородного смешивания через выпускное отверстие 74 для жидкости трубы 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды.

[0063] Как показано на фиг. 1, выпускная секция трубы 72 для инжекции сжатого воздуха проникает во внутреннюю полость главной трубы 71 для однородного смешивания и проходит в направлении протяжения главной трубы 71 для однородного смешивания, и выпускная секция имеет закрытую концевую часть и боковую стенку, снабженную выпускным отверстием 75 для воздуха; выпускная секция трубы 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды проникает во внутреннюю полость главной трубы 71 для однородного смешивания и проходит в направлении протяжения главной трубы 71 для однородного смешивания, и выпускная секция имеет закрытую концевую часть и боковую стенку, снабженную выпускным отверстием 74 для жидкости; сжатый воздух A вытекает из выпускного отверстия 75 для воздуха с полным смешиванием с протекающей смешанной с пеной жидкостью F, жидкая вспенивающая среда N вытекает с полным смешиванием с протекающей смешанной с пеной жидкостью F, и направление потока сжатого воздуха A или жидкой вспенивающей среды N не параллельно направлению потока смешанной с пеной жидкости, избегая за счет этого протекания смешанной с пеной жидкости F в выпускное отверстие для вспенивающей среды, и улучшая эффективность пенообразования и стабильность пенообразования.

[0064] Для увеличения контактной площади смешивания в некоторых вариантах осуществления множество выпускных отверстий для вспенивающей среды равномерно расположены вдоль направления по окружности и направления протяжения выпускной секции трубы для инжекции вспенивающей среды. Как показано на фиг. 1-3, множество выпускных отверстий 75 для воздуха равномерно расположены вдоль направления по окружности и направления протяжения выпускной секции трубы 72 для инжекции сжатого воздуха, и множество жидких выпускных отверстий 74 расположены вдоль направления по окружности и направления протяжения выпускной секции трубы 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды.

[0065] Для дополнительного улучшения эффективности пенообразования и формирования стабильности в некоторых вариантах осуществления выпускное отверстие для вспенивающей среды перпендикулярно направлению протяжения главной трубы 71 для однородного смешивания. Как показано на фиг. 1, как выпускное отверстие 75 для воздуха, так и выпускное отверстие 74 для жидкости перпендикулярны направлению протяжения главной трубы 71 для однородного смешивания, избегая за счет этого протекания смешанной с пеной жидкости F в выпускное отверстие 75 для воздуха и выпускное отверстие 74 для жидкости в максимально возможной степени, и такая форма конструкции может дополнительно улучшить эффективность смешивания с пенообразованием.

[0066] В некоторых вариантах осуществления осевая линия выпускной секции трубы для инжекции вспенивающей среды совпадает с осевой линией главной трубы 71 для однородного смешивания. Как показано на фиг. 1, осевая линия выпускной секции трубы 72 для инжекции сжатого воздуха совпадает с осевой линией главной трубы 71 для однородного смешивания, осевая линия выпускной секции трубы 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды совпадает с осевой линией главной трубы 71 для однородного смешивания, и такая форма конструкции может увеличить площадь смешивания вспенивающей среды и смешанной с пеной жидкости F, улучшая за счет этого эффективность смешанной пены.

[0067] В некоторых вариантах осуществления ориентация концевой части выпускной секции трубы для инжекции вспенивающей среды соответствует направлению потока смешанной с пеной жидкости F. Как показано на фиг. 1, ориентация концевой части выпускной секции трубы 72 для инжекции сжатого воздуха соответствует направлению потока смешанной с пеной жидкости F, ориентация концевой части выпускной секции трубы 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды также соответствует направлению потока смешанной с пеной жидкости F, которая облегчает выпуск вспенивающей среды, в то время как конструкция является разумной с убедительной практичностью.

[0068] Для того чтобы выпускная секция трубы для инжекции вспенивающей среды соответствовала направлению протяжения главной трубы 71 для однородного смешивания, в некоторых вариантах осуществления труба для инжекции вспенивающей среды имеет форму L, а выпускная секция трубы для инжекции вспенивающей среды изогнута относительно ее входной секции, так что механическая обработка является легкой, а конструкция является разумной. Конкретно, как показано на фиг. 1, труба 72 для инжекции сжатого воздуха имеет форму L, выпускная секция трубы 72 для инжекции сжатого воздуха изогнута относительно ее входной секции; труба 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды имеет форму L, и выпускная секция трубы 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды изогнута относительно ее входной секции.

[0069] Учитывая, что сжатый воздух A труднее однородно смешивать для пенообразования чем жидкую вспенивающую среду N, в некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 1, главная труба 71 для однородного смешивания имеет форму L, выпускная секция главной трубы 71 для однородного смешивания изогнута относительно ее входной секции, выпускная секция трубы 72 для инжекции сжатого воздуха проникает во входную секцию главной трубы 71 для однородного смешивания, и выпускная секция трубы 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды проникает в выпускную секцию главной трубы 71 для однородного смешивания. Это обеспечивает импульсное взбалтывание смешанной с пеной жидкости F и сжатого воздуха A и повторное смешивание за счет удара по изогнутой поверхности колена главной трубы 71 для однородного смешивания, а L-образная главная труба 71 для однородного смешивания имеет компактную конструкцию, которая облегчает компоновку с небольшим сопротивлением потоку и высокой практичностью.

[0070] В некоторых вариантах осуществления размер D внутренней стенки главной трубы 71 для однородного смешивания составляет от 125 мм до 200 мм, размер D1 внутренней стенки трубы 72 для инжекции сжатого воздуха составляет от 25 мм до 40 мм, и размер D2 внутренней стенки трубы 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды составляет от 15 мм до 30 мм. Внутри вышеуказанного диапазона размеров труба 7 для однородного смешивания пены может обеспечивать хорошую эффективность пенообразования и стабильность пенообразования.

[0071] Вышеуказанные варианты осуществления трубы для однородного смешивания пены согласно представленному раскрытию можно применить к системе пеносмешивания для пожаротушения. Соответственно, в настоящем раскрытии представлена система пеносмешивания для пожаротушения, которая содержит любой из вышеуказанных вариантов осуществления трубы для однородного смешивания пены.

[0072] В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 4, система пеносмешивания для пожаротушения дополнительно содержит: устройство подачи воды, имеющее выпуск для воды, сообщающийся со впуском главной трубы 71 для однородного смешивания; устройство подачи исходного раствора пены, имеющее выпуск для жидкости, сообщающийся со впуском главной трубы 71 для однородного смешивания; пожарный ствол, имеющий впуск, сообщающийся с выпуском главной трубы 71 для однородного смешивания; и устройство подачи вспенивающей среды, имеющее выпуск, сообщающийся со впуском трубы для инжекции вспенивающей среды.

[0073] Конкретно, как показано на фиг. 1 и 4, устройство подачи воды содержит резервуар 1 для воды, подающий клапан 3-1 резервуара для воды, инжекционный клапан 3-2 резервуара для воды и водяной насос 3; устройство подачи исходного раствора пены содержит резервуар 2 для исходного раствора пены и насос 4 для исходного раствора пены, причем выпуск для жидкости насоса 4 для исходного раствора пены сообщается со впуском главной трубы 71 для однородного смешивания, резервуар 2 для исходного раствора пены содержит резервуар 2-1 для исходного раствора пены класса А, оборудованный подающим клапаном 4-1 резервуара для исходного раствора пены класса А, и резервуар 2-2 для исходного раствора пены класса В, оборудованный подающим клапаном 4-3 резервуара для исходного раствора пены класса В, и резервуар 2-1 для исходного раствора пены класса А и резервуар 2-2 для исходного раствора пены класса В имеют общий насос 4 для исходного раствора пены. В этом варианте осуществления в качестве исполнительного устройства эжекции среды для пожаротушения, пожарный ствол содержит верхний пожарный ствол 5-1 резервуара, расположенный на нижней платформе, пожарный ствол 5-2 стрелы, расположенный на верхней платформе, и подающий клапан 10 пожарного гидранта верхней платформы, причем впуски для подачи жидкости двух пожарных стволов расположены параллельно, они оба сообщаются с выпускной трубой для пены системы, и их можно переключать с помощью клапанов; устройство подачи вспенивающей среды содержит резервуар 14 для хранения жидкой среды, подающий клапан 14-1 резервуара для хранения жидкой среды, насос 15 для подачи жидкой среды, воздушный компрессор 6, и выпускной клапан 6-1 для сжатого воздуха, причем резервуар 14 для хранения жидкой среды выполнен с возможностью хранения жидкого азота или других жидких пенообразующих сред, воздушный компрессор 6 подает воздух в трубу 72 для инжекции сжатого воздуха, а резервуар 14 для хранения жидкой среды подает жидкость в трубу 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды с помощью насоса 15 для подачи жидкой среды.

[0074] Следует отметить, что основные функции и принципы, связанные с пропорциональным смешиванием смешанной с пеной жидкости в различных частях, изложенных выше, по существу такие же как в предшествующем уровне техники, и техническое решение для изменения типов пенообразующей среды и типа исходной жидкости для пены в разных сценариях пожаротушения описано ниже на примере, где вспенивающую среду, которая состоит из сжатого воздуха A и жидкого азота N, и исходный раствор пены, который состоит из исходного раствора пены класса А и исходного раствора пены класса B, применяют в пожарной машине с подъемной платформой, за счет этого смешивая и сочетая сжатый газ и смешанную с пеной жидкость, обеспечивая пенообразование.

[0075] (I) Для тушения пожара в здании, в котором находятся люди, предпочтителен режим пенного пожаротушения исходным раствором пены класса А+сжатый воздух A+вода.

[0076] Как показано на фиг. 4, при проведении пожаротушения водой, эксплуатационный клапан 8 пожаротушения водой открывают, а эксплуатационный клапан 9 пожаротушения пеной закрывают. Выпуск для жидкости водяного насоса 3 может сообщаться с верхним пожарным стволом 5-1 резервуара и пожарным стволом 5-2 стрелы через эксплуатационный клапан 8 пожаротушения водой. При выполнении пожаротушения пеной эксплуатационный клапан 8 пожаротушения водой закрывают, а эксплуатационный клапан 9 пожаротушения пеной открывают. Выпуск для жидкости водяного насоса 3 может сообщаться с верхним пожарным стволом 5-1 резервуара и пожарным стволом 5-2 стрелы по порядку через эксплуатационный клапан 9 пожаротушения пеной, расходомер 12-1 смешанной с пеной жидкости, клапан 11 регулировки расхода смешанной с пеной жидкости и трубу 7 для однородного смешивания пены.

[0077] Когда для смешивания пенообразователя предпочтителен исходный раствор пены класса А, подающий клапан 4-1 резервуара для исходного раствора пены класса А открывают, а подающий клапан 4-3 резервуара для исходного раствора пены класса В и клапан 4-2 продувки линии смешанной с пеной жидкости закрывают; насос 4 для исходного раствора пены всасывает исходный раствор пены класса А из резервуара 2-1 для исходного раствора пены класса А для повышения давления в линии нагнетания; после прохождения через расходомер 12-2 исходного раствора пены, находящийся под давлением исходный раствор пены соединяют и смешивают с находящейся под давлением водой из эксплуатационного клапана 9 пожаротушения пеной, а затем смесь протекает по порядку через расходомер 12-1 смешанной с пеной жидкости, клапан 11 регулировки расхода смешанной с пеной жидкости и линейный нагреватель 16, и ее нагнетают во впускной конец главной трубы 71 для однородного смешивания трубы 7 для однородного смешивания пены.

[0078] Следует отметить, что исходный раствор пены класса А в данном случае является предпочтительным, потому что средство пожаротушения из пены класса А является экологичным, в то время как генерируемая пена обладает сильной адгезией и хорошим эффектом теплоизоляции и предотвращения теплового излучения, что может эффективно бороться с повторным возгоранием твердых горючих материалов и подходит для сценариев пожаротушения класса А. Если для смешивания пенообразователя выбирают исходный раствор пены класса B, подающий клапан 4-1 резервуара для исходного раствора пены класса А и клапан 4-2 продувки линии смешанной с пеной жидкости закрывают, а подающий клапан 4-3 резервуара для исходного раствора пены класса В открывают; насос 4 для исходного раствора пены всасывает исходный раствор пены класса B из резервуара 2-2 для исходного раствора пены класса В для повышения давления в линии нагнетания; также как после прохождения через расходомер 12-2 исходного раствора пены находящийся под давлением исходный раствор пены соединяют и смешивают с находящейся под давлением водой из эксплуатационного клапана 9 пожаротушения пеной, а затем смесь протекает по порядку через расходомер 12-1 смешанной с пеной жидкости, клапан 11 регулировки расхода смешанной с пеной жидкости и линейный нагреватель 16, и ее нагнетают во впускной конец главной трубы 71 для однородного смешивания трубы 7 для однородного смешивания пены.

[0079] Для регулирования точного пропорционального соотношения между исходным раствором пены и водой в некоторых вариантах осуществления представленного раскрытия для регулирования потока исходного раствора пены используют обратную связь протекания, чтобы обеспечить пропорциональное смешивание. В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 4, система пеносмешивания для пожаротушения дополнительно содержит контроллер 13, расходомер 12-1 смешанной с пеной жидкости, выполненный с возможностью определения расхода смешанной воды и исходного раствора пены, и расходомер 12-2 исходного раствора пены, выполненный с возможностью определения расхода исходного раствора пены, причем контроллер 13 регулирует число оборотов насоса 4 для исходного раствора пены путем вызова заданной команды программы (то есть определения использования разных соотношений смешивания согласно разным описаниям средства пожаротушения пеной и разным типам пенообразования) согласно входным сигналам двух расходомеров, такой информации, как идентификация открытого состояния выпускного клапана резервуара для исходного раствора пены, и тип пенообразования, требуемый на месте, обеспечивая за счет этого получение точной пропорции исходного раствора пены и воды путем регулирования потока исходного раствора пены.

[0080] Кроме того, различные типы пенообразователей будут вызывать коррозию системы труб и связанных с ними элементов, а затем влиять на рабочую эффективность и срок службы системы. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления представленного раскрытия представлена функция промывки, чтобы избежать коррозии вследствие из-за длительного прилипания остаточного пенообразователя. Как показано на фиг. 4, клапан 4-2 продувки линии смешанной с пеной жидкости предоставлен на линии между выпуском эксплуатационного клапана 9 пожаротушения пеной и впуском насоса 4 для исходного раствора пены. В рабочем состоянии без промывки клапан 4-2 продувки линии смешанной с пеной жидкости всегда находится в закрытом состоянии, обеспечивая функцию смешанной с пеной жидкости. Только когда операция выброса пены завершена, каждый раз можно открывать клапан 4-2 продувки линии смешанной с пеной жидкости, и можно запускать насос 4 для исходного раствора пены для продувки системы пенопроводов после того как подающий клапан 4-1 резервуара для исходного раствора пены класса А и подающий клапан 4-3 резервуара для исходного раствора пены класса В закрывают.

[0081] В качестве движущего элемента, подающего сжатый воздух A, воздушный компрессор 6 подает сжатый воздух A в трубу 7 для однородного смешивания пены, конструкция которой показана на фиг. 1. В то время как смешанная с пеной жидкость после смешивания протекает во впускной конец главной трубы 71 для однородного смешивания, сжатый воздух A также инжектируют во впускной конец трубы 72 для инжекции сжатого воздуха. Следует отметить отсутствие жидкого азота, протекающего в трубу 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды, так что смешанная с пеной жидкость находится в достаточном контакте только с воздухом внутри главной трубы 71 для однородного смешивания для образования пены F’, и пена F’ после предварительного пенообразования протекает в выпускную трубу для пены системы через выпускной конец главной трубы 71 для однородного смешивания. Чтобы избежать взаимного влияния между линией нагнетания у сжатого воздуха и линией нагнетания жидкого азота, односторонние обратные клапаны, соответственно, предоставлены на инжекционных концах двух линий.

[0082] Как показано на фиг. 4, чтобы обеспечить плавную инжекцию сжатого воздуха, в некоторых вариантах осуществления система пеносмешивания для пожаротушения дополнительно содержит выпускной клапан 6-1 для сжатого воздуха и клапан 6-2 выравнивания давления, клапан 6-2 выравнивания давления выполнен с возможностью сравнения давления воды с давлением воздуха, и подачи сигнала регулировки давления для регулировки притока воздуха из воздушного компрессора 6, чтобы обеспечить сочетание давления. для регулирования получения точной пропорции соотношения между сжатым воздухом и смешанной с пеной жидкостью контроллер 13 регулирует число оборотов воздушного компрессора 6 путем вызова заданной команды программы (то есть определения использования разных соотношений смешивания согласно разным описаниям средства пожаротушения пеной и разным типам пенообразования) согласно входному сигналу расходомера 12-1 смешанной с пеной жидкости и типу пенообразования, требуемого на месте, обеспечивая за счет этого получение точной пропорции путем регулирования выходного потока воздушного компрессора 6. Кроме того, выпускной клапан 6-1 для сжатого воздуха выполнен с возможностью регулирования потока сжатого воздуха согласно таким факторам, как реальная динамика пожара, тип пены и так далее. Чтобы избежать обратного потока сжатого воздуха, на соответствующей линии предусмотрен односторонний обратный клапан.

[0083] Конечно, также нужно отметить, что в некоторых случаях также можно использовать фиксированный выходной поток воздушного компрессора для регулировки производительности пожарного насоса и насоса для пены, чтобы обеспечить пропорциональную смесь смешанной с пеной жидкости и сжатого воздуха.

[0084] Выпуск трубы 7 для однородного смешивания пены сообщается со впуском двух пожарных стволов через выпускную трубу для пены, чтобы полученную пену можно было еще более однородно смешивать в выпускной трубе перед выбрасыванием из эжектора. Чтобы избежать обратного потока пены, в выпускной трубе для пены предусмотрен односторонний обратный клапан.

[0085] (II) Для автоматически управляемого тушение промышленных пожаров предпочтителен режим пенного пожаротушения исходным раствором пены класса B+сжатый азот на основе наполнения жидкого азота+вода.

[0086] Когда для смешивания пенообразователя предпочтителен исходный раствор пены класса B, подающий клапан 4-1 резервуара для исходного раствора пены класса А и клапан 4-2 продувки линии смешанной с пеной жидкости закрывают, а подающий клапан 4-3 резервуара для исходного раствора пены класса В открывают; для повышения давления в линии нагнетания насос 4 для исходного раствора пены всасывает исходный раствор пены класса B из резервуара 2-2 для исходного раствора пены класса В. для принципа смешивания, образования и направления потока смешанной с пеной жидкости см. Предыдущее описание.

[0087] Следует отметить, что исходный раствор пены класса B предпочтителен потому что средство пожаротушения пеной класса B подходит для сценариев пожаротушения класса B, особенно для различных нефтепродуктов, воспламеняемых и горючих жидкостей и так далее при промышленных пожарах. средство пожаротушения пеной класса B можно классифицировать на нерастворимое в воде средство пожаротушения пеной (например, средство пожаротушения протеиновой пеной, средство пожаротушения фторпротеиновой пеной и средство пожаротушения водной пленкообразующей пеной), и нерастворимое средство пожаротушения пеной, и конкретное описание и модель средства пожаротушения пеной класса B следует определять согласно свойствам материала объекта спасения. Также, если для смешивания пенообразователя выбирают исходный раствор пены класса А, см. Предыдущее описание для манипуляций с подающим клапаном 4-1 резервуара для исходного раствора пены класса А, подающим клапаном 4-3 резервуара для исходного раствора пены класса В, клапаном 4-2 продувки линии смешанной с пеной жидкости и насосом 4 для исходного раствора пены, а также принцип смешивания, образования и направления потока смешанной с пеной жидкости.

[0088] Насос 15 для подачи жидкой среды представляет собой движущий элемент для всасывания и нагнетания жидкого азота в резервуар 14 для хранения жидкой среды, и выпуск жидкого азота в трубу 7 для однородного смешивания пены. Как показано на фиг. 1, в то время как смешанная с пеной жидкость после смешивания протекает во впускной конец главной трубы 71 для однородного смешивания, жидкий азот N также инжектируют во впускной конец трубы 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды. Следует отметить, что в это время воздушная компрессорная система является неактивной, и сжатый воздух не поступает в трубу 72 для инжекции сжатого воздуха, так что смешанная с пеной жидкость находится в достаточном контакте только с жидким азотом N внутри главной трубы 71 для однородного смешивания, и жидкий азот N поглощает тепло из смешанной с пеной жидкости с быстрым испарением и закипанием с образованием пены F’. Чтобы обеспечить достаточный контакт между жидким азотом N и смешанной с пеной жидкостью F, в некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 1, выпускная секция трубы 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды должна иметь соосную ось с осью выпускной секции главной трубы 71 для однородного смешивания и иметь закрытую концевую часть, и множество жидких выпускных отверстий 74 выполнены вдоль осевого направления и направления по окружности выпускной секции трубы 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды, так что жидкий азот N может быстро импульсно испаряться и смешивать со смешанной с пеной жидкостью F после выброса в главную трубу 71 для однородного смешивания. Таким образом, пена F’ после предварительного пенообразования протекает в выпускную трубу для пены системы через выпускной конец главной трубы 71 для однородного смешивания. Также полученная пена может дополнительно однородно смешиваться в выпускной трубе перед выбрасыванием пожарным стволом.

[0089] В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 4, резервуар 14 для хранения жидкой среды может представлять собой самонаддувную емкость для жидкого азота с расчетным давлением не выше 1,6 МПа и расчетной температурой -196°С для хранения жидкого азота, и снабженную предохранительным клапаном и устройством определения давления. В некоторых вариантах осуществления резервуар 14 для хранения жидкой среды имеет рабочее давление от 0,4 МПа до 0,8 МПа при использовании на пожарной машине с подъемной платформой. Когда резервуар для хранения жидкой среды находится в состоянии нормального хранения, наполнительный клапан резервуара 14-3 для хранения жидкой среды и подающий клапан 14-1 резервуара для хранения жидкой среды закрывают; когда резервуар для хранения жидкой среды находится в рабочем состоянии выпуска, наполнительный клапан резервуара 14-3 для хранения жидкой среды закрывают, а подающий клапан 14-1 резервуара для хранения жидкой среды открывают; когда среда в резервуаре для хранения жидкой среды израсходована, и ее необходимо заполнить, подающий клапан 14-1 резервуара для хранения жидкой среды закрывают, и после того как соединяют внешний порт заполнения жидкого азота, открывают наполнительный клапан резервуара 14-3 для хранения жидкой среды, и насос 15 для подачи жидкой среды запускают для всасывания и наполнения извне. Когда резервуар для хранения жидкой среды находится в состоянии нормального хранения и работы, эксплуатационный клапан 14-2 самонаддува используют для адаптивной регулировки давления в резервуаре, то есть система управления открывает эксплуатационный клапан 14-2 самонаддува как только давление в резервуаре падает до 0,4 МПа, так что часть жидкого азота в резервуаре вытекает с испарением в азот с помощью испарителя при температуре окружающего воздуха в линии, а затем поступает в резервуар для повышения давления; как только давление в резервуаре превышает 0,8 МПа, бортовая система управления закрывает эксплуатационный клапан 14-2 самонаддува. Следует отметить, что давление в резервуаре 14 для хранения жидкой среды требуется для достижения вышеуказанного диапазона в основном для того, чтобы обеспечить подачу жидкости со стабильным давлением в насос 15 для подачи жидкой среды, а не непосредственно для создания давления, обеспечивающего инжекцию в трубу 7 для однородного смешивания пены (давление должно быть не ниже чем у смешанной с пеной жидкости). Фактически давление впрыска жидкого азота обеспечивают за счет повышения давления насоса 15 для подачи жидкой среды.

[0090] В существующих технических решениях (пожарная машина+соответствующие устройства на салазках=комбинированная и комплектная установка для пожаротушения) давление впрыска жидкого азота обеспечивают непосредственно за счет самонаддува резервуара 14 для хранения жидкой среды. Известно, что в основном существует два типа испарителей: один представляет собой испаритель при температуре окружающего воздуха, а другой представляет собой испаритель при температуре воды (в качестве теплоносителя берут воду, а тепло обеспечивают за счет электрического или газового нагрева). Самонаддув обоих типов является гистерезисным для обратной связи по давлению, поэтому недостаток заключается в том, что невозможно быстро увеличить давление до нужного при недостаточном давлении в резервуаре, а рост давления нельзя сразу остановить при достижении нужного давления, и недостаток особенно очевиден, когда емкость резервуара для хранения жидкой среды велика. Таким образом, сложно обеспечить своевременность самонаддува резервуара для хранения жидкой среды. Кроме того, поскольку резервуар для хранения жидких сред обычно имеет расчетное давление 1,6 МПа, емкость наддува также ограничена. При работе пожарной машины с подъемной платформой давление на выходе пожарного насоса изменяется в зависимости от выдвинутого или втянутого состояния и амплитудно-измененного состояния стрелы (или лестницы) и эжектируемого потока системы, и, соответственно, давления смешанной с пеной жидкости в трубе 7 для однородного смешивания пены также существенно варьируется от 1 до 1,6 МПа или не ниже 1,6 МПа для пожарной машины с более высокой подъемной платформой. Поэтому в реальной инженерной практике заправка жидким азотом пожарной машины с подъемной платформой полностью обеспечивается автоматической регулировкой самонаддува резервуара 14 для хранения жидкой среды, при этом невозможно надежно обеспечить, чтобы давление впрыска жидкого азота было не ниже давления смешанной с пеной жидкости в трубе 7 для однородного смешивания пены.

[0091] С другой стороны, для достижения различных целей пожаротушения смешанную с пеной жидкость нужно смешивать с разными пропорциями сжатого газа в зависимости от использования, обеспечивая коэффициент расширения пены и качество пены пенообразователя. Таким образом, жидкий азот заполняют в разных пропорциях потоков в соответствии с объемным соотношением (обычно 640) газообразного азота и жидкого азота после испарения жидкого азота. существующее технические решение, которое наполняет жидкий азот путем самонаддува резервуара 14 для хранения жидкой среды, регулирует поток наполнения жидким азотом пропорционально путем измерения потока смешанной с пеной жидкости в реальном времени, и регулирование потока наполнения жидким азотом, наконец, зависит от степени открывания клапана управления потоком в линии. Очевидно, что, поскольку поток в линии сильно коррелирует с перепадом давления клапана управления потоком, даже если расход смешанной с пеной жидкости является постоянным, рабочее давление смешанной с пеной жидкости в трубе для однородного смешивания пены все еще находится под влиянием, потому что положение стрелы (или лестницы) пожарной машины с подъемной платформой изменяется, а затем влияет на поток наполнения жидким азотом, так что коэффициент расширения пены смешанной с пеной жидкости изменяется, и нельзя обеспечить качество пены. Кроме того, поскольку самонаддув резервуара 14 для хранения жидкой среды является гистерезисным, описанный выше процесс регулировки с обратной связью клапана управления потоком также затрудняет осуществление регулярной компенсационной коррекции.

[0092] Таким образом, трудно обеспечить согласования между давлением впрыска и потоком за счет самонаддува резервуара для хранения жидкой среды в инженерной практике.

[0093] Чтобы эффективно решить эту проблему, в некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 4, насос 15 для подачи жидкой среды имеет подпорное давление от 2,5 МПа до 3,5 МПа и выходной поток от 80 л/мин до 200 л/мин. Поток пены, полученный в системе, может составлять 500 л/с и более, а для удобства применения и компактного расположения бортовой системы насос 15 для подачи жидкой среды представляет собой шестеренчатый насос, лопастной насос или плунжерный насос. Гидравлический двигатель предпочтительно соединен непосредственно с муфтовым приводом. Конечно, двигатель с регулируемой частотой также можно использовать для непосредственного соединения с муфтой для привода шестеренчатого насоса, или двигатель с регулируемой частотой последовательно соединяют с коробкой передач для привода шестеренчатого насоса. Известно, что выходной поток шестеренчатого насоса, лопастного насоса или плунжерного насоса зависит только от частоты вращения, а выходное давление зависит от нагрузки. Таким образом, согласование давления и пропорционального расхода между пенообразователем и сжатым азотом, наполняемым за счет наддува шестеренчатого насоса, лопастного насоса или плунжерного насоса, может быть упрощено до единого пропорционального согласования расхода.

[0094] Для управлений получением точной пропорции соотношения между жидким азотом и смешанной с пеной жидкостью в некоторых вариантах осуществления система пеносмешивания для пожаротушения дополнительно содержит: расходомер 12-1 смешанной с пеной жидкости, выполненный с возможностью определения расхода смешанной с пеной жидкости после смешивания пены и воды, и контроллер 13, выполненный с возможностью управления числом оборотов насоса 15 для подачи жидкой среды в соответствии с расходом смешанной с пеной жидкости, определенным расходомером 12-1 смешанной с пеной жидкости. Контроллер 13 регулирует число оборотов насоса 15 для подачи жидкой среды путем вызова заданной команды программы (то есть определения использования разных соотношений смешивания согласно разным описаниям средства пожаротушения пеной и разным типам пенообразования) согласно входному сигналу расходомера 12-1 смешанной с пеной жидкости и типу пенообразования, требуемого на месте, обеспечивая за счет этого получение точной пропорции путем регулирования выходного потока насоса для подачи жидкой среды.

[0095] Соответственно, в аспекте настоящего раскрытия представлен способ управления системой пеносмешивания для пожаротушения, включающий:

[0096] контроллер 13 регулирует число оборотов насоса 15 для подачи жидкой среды путем вызова заданной команды программы в соответствии с расходом смешанной с пеной жидкости, определенным расходомером 12-1 смешанной с пеной жидкости, и типом пенообразования, требуемого на месте.

[0097] Способ эффективно обеспечивает получение точной пропорции между жидкой вспенивающей средой и смешанной с пеной жидкостью и является вполне выполнимым.

[0098] При первоначальном срабатывании насоса 15 для подачи жидкой среды вследствие относительно высокой первоначальной температуры входной линии жидкого азота и корпуса шестеренного насоса жидкий азот в процессе протекания частично испаряется. Чтобы избежать кавитации насоса 15 для подачи жидкой среды во время работы, в некоторых вариантах осуществления устройство подачи вспенивающей среды дополнительно содержит продувочный клапан 15-1, и первый датчик 17 температуры и клапан 15-2 управления подачей жидкости, расположенный в канале подачи жидкости насоса 15 для подачи жидкой среды, причем впуск продувочного клапана 15-1 сообщается с выпуском насоса 15 для подачи жидкой среды, и контроллер 13 выполнен с возможностью управления состояниями включения-выключения продувочного клапана 15-1 и состояниями включения-выключения клапана 15-2 управления подачей жидкости в соответствии с температурой подачи жидкости, обнаруженной первым датчиком 17 температуры. В этом варианте осуществления линия и корпус насоса охлаждаются, то есть первый датчик 17 температуры определяет температуру в выпускной трубе жидкого азота в реальном времени, и когда определяемая температура не ниже -175°C (жидкий азот имеет стандартную температуру кипения -195,8°C, в то время как в условиях давления от 0,4 МПа до 0,8 МПа, он имеет температуру кипения от -173°C до -180°C; таким образом, при всестороннем рассмотрении причин теплопроводности температура срабатывания может быть установлена на -175°C), контроллер 13 регулирует закрывание клапана 15-2 управления подачей жидкости и открывание продувочного клапана 15-1; и когда температура ниже -175°C, контроллер 13 регулирует закрывание продувочного клапана 15-1 и открывание клапана 15-2 управления подачей жидкости.

[0099] При добавлении из выпускной секции трубы 73 для инжекции жидкой вспенивающей среды в выпускную секцию главной трубы 71 для однородного смешивания жидкий азот будет поглощать большое количество тепла из смешанной с пеной жидкости, что приводит к понижению температуры выпускной секции трубы 7 для однородного смешивания пены. Как обычно считается, когда для тушения пожара применяют влажную пену низкой кратности (коэффициент расширения пены составляет приблизительно 8), расчетным путем можно увидеть, что температура пены может быть не ниже 3°С после инжекции, испарения и смешивания жидкого азота при условии, что температура смешанной с пеной жидкости не ниже 5°С, а расход не менее 80 л/с. Но при применении, если для противопожарной защиты и тушения применяют сухую пену высокой кратности (коэффициент расширения пены не менее 15), расчетным путем видно, что при низкой температуре окружающей среды инжекция жидкого азота может привести к тому, что температура выпускной секции трубы 7 для однородного смешивания пены станет ниже 0°С.

[00100] Для обеспечения нормального использования транспортного средства в окружающей среде и сценариев применения с большим коэффициентом расширения пены в некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 4, система пеносмешивания для пожаротушения дополнительно содержит линейный нагреватель 16, расположенный в выпускном канале для жидкости устройства подачи исходного раствора пены; и второй датчик 18 температуры, расположенный в выпускном канале для жидкости трубы 7 для однородного смешивания пены; причем второй датчик 18 температуры определяет температуру подачи жидкости трубы 7 для однородного смешивания пены в реальном времени, контроллер 13 выполняет расчет и сравнение теплового баланса в соответствии с входным потоком расходомера 12-1 смешанной с пеной жидкости, входное число оборотов насоса 15 для подачи жидкой среды, температуру подачи жидкости трубы 7 для однородного смешивания пены и температуру окружающей среды на месте пожара (при условии, что температура жидкого азота составляет -196°С, а температуру пена после смешивания можно рассчитать в соответствии с определенной температурой и потоком пенообразователя, а также входным потоком жидкого азота). В соответствии с результатом расчета и заданной стратегией управления контроллер выдает управляющий сигнал для управления запуском и остановом линейного нагревателя 16 и запуском системы заполнения жидким азотом. Стратегия управления: (1) Когда окружающая температура не ниже 0°С, если температура подачи жидкости в выпускном конце трубы для однородного смешивания пены не ниже 5°С, линейный нагреватель 16 не должен начинать нагрев, а система заполнения жидким азотом может нормально начинать работать; если температура подачи жидкости в выпускном конце трубы 7 для однородного смешивания пены ниже 5°С, линейный нагреватель 16 будет автоматически начинать нагрев для поддержания температуры подачи жидкости в выпускном конце трубы 7 для однородного смешивания пены от 5°С и 10°С, так что система заполнения жидким азотом может нормально начинать работать. (2) Когда окружающая температура ниже 0°С, линейный нагреватель 16 будет автоматически начинать нагрев для поддержания температуры подачи жидкости в выпускном конце трубы 7 для однородного смешивания пены от 30°С до 35°С, так что система заполнения жидким азотом может нормально начинать работать. Хотя линейный нагреватель 16 может автоматически запускаться и останавливаться в соответствии с температурой, определенной вторым датчиком 18 температуры, также нужно предусмотреть функцию ручного аварийного включения-выключения.

[00101] Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 4, система пеносмешивания для пожаротушения дополнительно содержит предохранительный клапан 15-3 высокого давления, расположенный в линии подачи жидкости, для защиты линии от избыточного давления, и устройство 15-4 импульсного подавления, выполненное с возможностью устранения колебаний выходного давления насоса 15 для подачи жидкой среды. Клапан 15-2 управления подачей жидкости также выполнен с возможностью регулирования потока наполнения жидким азотом согласно таким факторам, как фактическая ситуация пожара и тип пены. Чтобы избежать обратного потока жидкого азота, в соответствующей линии также предусмотрен односторонний обратный клапан.

[00102] На основе вышеуказанной стратегии управления в аспекте настоящего раскрытия представлен способ управления системой пеносмешивания для пожаротушения, включающий:

[00103] когда окружающая температура Ta не ниже 0°С, а температура T подачи жидкости, определенная вторым датчиком 18 температуры, не ниже 5°С, контроллер 13 выключает линейный нагреватель 16 и запускает операцию наполнения жидкой среды;

[00104] когда окружающая температура Ta не ниже 0°С, а температура T подачи жидкости, определенная вторым датчиком 18 температуры, ниже 5°С, контроллер 13 запускает линейный нагреватель 16 для поддержания температуры T подачи жидкости от 5°С до 10°С, и затем запускает операцию наполнения жидкой среды;

[00105] когда окружающая температура Ta ниже 0°С, контроллер 13 запускает линейный нагреватель 16 для поддержания температуры T подачи жидкости, определенной вторым датчиком 18 температуры, от 30°С до 35°С, и затем запускает операцию наполнения жидкой среды.

[00106] Варианты осуществления системы пеносмешивания для пожаротушения представленного раскрытия можно применить к пожарной машине, и в частности к пожарной машине с подъемной платформой. Соответственно, в настоящем раскрытии представлена пожарная машина, содержащая систему пеносмешивания для пожаротушения.

[00107] В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 4 и 5, пожарная машина представляет собой многофункциональную пожарную машину с подъемной платформой с положительным давлением пены, содержащую шасси 100, подрамник 400, передний стабилизатор 200, задний стабилизатор 600, центральный барабан 700, систему пеносмешивания для пожаротушения, первое устройство 300 сопряжения, второе устройство 500 сопряжения, поворотную платформу 800 и стрелу 900. Существует четыре типа резервуаров для средств пожаротушения, то есть резервуар для воды, резервуар для исходного раствора пены класса А, резервуар для исходного раствора пены класса В и резервуар для жидкого азота. Водяной насос 3 приводят в действие от двигателя шасси посредством вала отбора мощности, с расчетным потенциалом повышения давления от 1,3 до 1,7 МПа и расчетным потоком от 50 до 120 л/с. Насос 4 для исходного раствора пены приводят в действие от двигателя насоса с расчетным потенциалом повышения давления от 1,3 до 1,7 МПа и расчетным расходом от 5 до 200 л/мин; расчетный заданный диапазон пропорционального смешения исходного раствора пены и воды составляет: исходный раствор пены класса А (от 0,1 до 1%), а исходный раствор пены класса B (водная пленкообразующая пена) 3%. И воздушный компрессор 6 и насос 15 для подачи жидкой среды приводят в действие от гидравлического двигателя, при этом гидравлическую энергию обеспечивает двигатель шасси через боковой вал отбора мощности, который приводит в действие гидравлический главный масляный насос; поскольку воздушный компрессор 6 и насос 15 для подачи жидкой среды задействуют отдельно в разные моменты времени, два типа устройств, обеспечивающих источник газа, можно приводить в действие экономично и компактно путем переключения направления потока линии подачи масла гидросистемы; потенциал повышения давления воздушного компрессора 6 и расчетная подача количества сжатого воздуха такие же, как в существующей системе, и не будут повторно описаны; насос 15 для подачи жидкой среды имеет расчетный потенциал повышения давления от 1,3 до 1,7 МПа и расчетный поток от 50 до 200 л/мин.

[00108] Многофункциональная пожарная машина с подъемной платформой с положительным давлением пены не только выбрасывает воду, сжатый воздух и пенообразователь, но также выбрасывает большой поток пены со сжатым азотом для пожаротушения на высоте и спасения персонала, с принципом работы противопожарной системы, описанным выше, обеспечивая за счет этого универсальную и эффективную работу одной машины.

[00109] Показатели производительности и соответствующие параметры конструкции машины показаны в Таблицах 1 и 2 ниже, соответственно.

[00110] Таблица 1

Расчетный поток смешанной с пеной жидкости (л/с) Целевой показатель 1: 80 Целевой показатель 2: 120 Примечания Необходимый поток воды (л/с) 77,6 116,4 Рассчитан как 97% потока смешанной с пеной жидкости Необходимый поток исходного раствора пены класса А (л/с) 0,8 1,2 Рассчитан как 1% потока смешанной с пеной жидкости Необходимый поток водного пленкообразующего исходного раствора пены (л/с) 2,4 3,6 Рассчитан как 3% потока смешанной с пеной жидкости Необходимый поток жидкого азота (л/с) 0,87 1,31 Коэффициент расширения жидкого азота при испарении считается равным 640, а соотношение азота и раствора составляет 1: 7 Поток жидкого азота (л/с): коэффициент расширения пены 15 1,75 2,63 Коэффициент расширения жидкого азота при испарении считается равным 640, а соотношение азота и раствора составляет 1: 14

[00111] Таблица 2

Расчетная емкость резервуар для хранения жидкости Время непрерывной работы (мин) Расчетный поток смешанной с пеной жидкости Целевой показатель 1: 80 Целевой показатель 2: 120 Примечания Объем резервуара для воды (м³) 1 4,8 7,2 Расчетный и округленный согласно потоку воды в таблице 1 Объем резервуара для жидкого азота (м³) 10 0,525 0,7875 Расчетный и округленный согласно потоку жидкого азота, который соответствует коэффициенту расширения пены 8 в таблице 1 5 0,525 0,7875 Расчетный и округленный согласно потоку жидкого азота, который соответствует коэффициенту расширения пены 15 в таблице 1 Объем резервуара для исходного раствора пены класса А (м³) 10 0,48 0,72 Расчетный и округленный согласно потоку исходного раствора пены класса А 1% в таблице 1 Объем резервуара для исходного раствора пены класса В (м³) 10 1,44 2,16 Расчетный и округленный согласно потоку водного пленкообразующего исходного раствора пены 3% в таблице 1 Расход теоретически вырабатываемой пены с азотом класса А или класса B (л/с) ≥640~960 Расчетный путем умножения целевых показателей 1 и 2 расхода смешанной с пеной жидкости на коэффициент расширения пены 8

[00112] В данном документе подробно описаны различные варианты осуществления представленного раскрытия. Чтобы избежать неясности в концепции представленного раскрытия, некоторые подробности, хорошо известные в данной области, не описаны. Специалисты в данной области могут полностью понять, как осуществить технические решения, раскрытые в данном документе, на основании описания выше.

[00113] Хотя некоторые конкретные варианты осуществления представленного раскрытия были подробно описаны на примерах, специалистам в данной области будет понятно, что приведенные выше примеры предназначены только для иллюстрации и не предназначены для ограничения объема представленного раскрытия. Специалистам в данной области должно быть понятно, что приведенные выше варианты осуществления можно модифицировать, или некоторые технические признаки можно равноценно заменить без отклонения от объема и сути представленного раскрытия. Объем представленного раскрытия определен в приложенной формуле изобретения.

Группа изобретений относится к области пожаротушения, а конкретно к трубе для однородного смешивания пены, к системе пеносмешивания для пожаротушения, способам управления системой пеносмешивания для пожаротушения и к пожарной машине. При этом труба для однородного смешивания пены содержит: главную трубу для однородного смешивания, выполненную с возможностью смешивания смешанной с пеной жидкости F и вспенивающей среды с образованием пены F’; и трубу для инжекции вспенивающей среды, выполненную с возможностью инжекции вспенивающей среды в главную трубу для однородного смешивания, причем труба для инжекции вспенивающей среды имеет выпускную секцию, проникающую во внутреннюю полость главной трубы для однородного смешивания и проходящую в направлении протяжения главной трубы для однородного смешивания, причем выпускная секция имеет закрытую концевую часть и боковую стенку, снабженную выпускным отверстием для вспенивающей среды. Вспенивающая среда вытекает из выпускного отверстия для вспенивающей среды с полным смешиванием с протекающей смешанной с пеной жидкостью, и выпускное отверстие для вспенивающей среды на боковой стенке не параллельно направлению потока смешанной с пеной жидкости, избегая за счет этого протекания смешанной с пеной жидкости в выпускное отверстие для вспенивающей среды, и улучшая эффективность пенообразования и стабильность пенообразования. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.

1. Труба (7) для однородного смешивания пены, содержащая:

главную трубу (71) для однородного смешивания, выполненную с возможностью смешивания смешанной с пеной жидкости (F) и вспенивающей среды с образованием пены (F’); и

трубу для инжекции вспенивающей среды, выполненную с возможностью инжекции вспенивающей среды в главную трубу (71) для однородного смешивания, причем труба для инжекции вспенивающей среды имеет выпускную секцию, проникающую во внутреннюю полость главной трубы (71) для однородного смешивания и проходящую в направлении протяжения главной трубы (71) для однородного смешивания, причем выпускная секция имеет закрытую концевую часть и боковую стенку, снабженную выпускным отверстием для вспенивающей среды;

причем труба для инжекции вспенивающей среды содержит трубу (72) для инжекции сжатого воздуха и трубу (73) для инжекции жидкой вспенивающей среды, а выпускное отверстие для вспенивающей среды содержит выпускное отверстие (75) для воздуха, расположенное на выпускной секции трубы (72) для инжекции сжатого воздуха, и выпускное отверстие для жидкости (74), расположенное на выпускной секции трубы (73) для инжекции жидкой вспенивающей среды;

причем главная труба (71) для однородного смешивания имеет форму L, выпускная секция главной трубы (71) для однородного смешивания изогнута относительно ее входной секции, выпускная секция трубы (72) для инжекции сжатого воздуха проникает во входную секцию главной трубы (71) для однородного смешивания, и выпускная секция трубы (73) для инжекции жидкой вспенивающей среды проникает в выпускную секцию главной трубы (71) для однородного смешивания.

2. Труба (7) для однородного смешивания пены по п. 1, причем выпускное отверстие для вспенивающей среды перпендикулярно направлению протяжения главной трубы (71) для однородного смешивания.

3. Труба (7) для однородного смешивания пены по п. 1, причем вдоль направления по окружности и направления протяжения выпускной секции трубы для инжекции вспенивающей среды равномерно расположено множество выпускных отверстий для вспенивающей среды.

4. Труба (7) для однородного смешивания пены по п. 1, причем осевая линия выпускной секции трубы для инжекции вспенивающей среды совпадает с осевой линией главной трубы (71) для однородного смешивания.

5. Труба (7) для однородного смешивания пены по п. 1, причем ориентация концевой части выпускной секции трубы для инжекции вспенивающей среды соответствует направлению потока смешанной с пеной жидкости (F).

6. Труба (7) для однородного смешивания пены по п. 1, причем труба для инжекции вспенивающей среды имеет форму L, а выпускная секция трубы для инжекции вспенивающей среды изогнута относительно ее входной секции.

7. Труба (7) для однородного смешивания пены по п. 1, причем ширина (D) главной трубы (71) для однородного смешивания составляет от 125 мм до 200 мм, ширина (D1) трубы (72) для инжекции сжатого воздуха составляет от 25 мм до 40 мм, и ширина (D2) трубы (73) для инжекции жидкой вспенивающей среды составляет от 15 мм до 30 мм.

8. Система пеносмешивания для пожаротушения, содержащая:

трубу (7) для однородного смешивания пены по любому из пп. 1-7;

устройство подачи воды, имеющее выпуск для воды, сообщающийся со впуском главной трубы (71) для однородного смешивания;

устройство подачи исходного раствора пены, имеющее выпуск для жидкости, сообщающийся со впуском главной трубы (71) для однородного смешивания;

пожарный ствол, имеющий впуск, сообщающийся с выпуском главной трубы (71) для однородного смешивания; и

устройство подачи вспенивающей среды, имеющее выпуск, сообщающийся со впуском трубы для инжекции вспенивающей среды.

9. Система пеносмешивания для пожаротушения по п. 8, причем устройство подачи вспенивающей среды содержит резервуар (14) для хранения жидкой среды и насос (15) для подачи жидкой среды, резервуар (14) для хранения жидкой среды выполнен с возможностью хранения жидкой вспенивающей среды, причем резервуар (14) для хранения жидкой среды подает жидкость в трубу (73) для инжекции жидкой вспенивающей среды с помощью насоса (15) для подачи жидкой среды.

10. Система пеносмешивания для пожаротушения по п. 9, дополнительно содержащая:

расходомер (12-1) смешанной с пеной жидкости, выполненный с возможностью определения расхода смешанной с пеной жидкости, создаваемой путем смешивания пены и воды; и

контроллер (13), выполненный с возможностью управления числом оборотов насоса (15) для подачи жидкой среды в соответствии с расходом смешанной с пеной жидкости, определенным расходомером (12-1) смешанной с пеной жидкости.

11. Система пеносмешивания для пожаротушения по п. 9, причем насос (15) для подачи жидкой среды имеет подпорное давление от 2,5 МПа до 3,5 МПа и выходной поток от 80 л/мин до 200 л/мин.

12. Система пеносмешивания для пожаротушения по п. 9, причем резервуар (14) для хранения жидкой среды имеет рабочее давление от 0,4 МПа до 0,8 МПа.

13. Система пеносмешивания для пожаротушения по п. 9, причем насос (15) для подачи жидкой среды представляет собой шестеренный насос, лопастной насос или плунжерный насос.

14. Система пеносмешивания для пожаротушения по п. 9, дополнительно содержащая контроллер (13), причем устройство подачи вспенивающей среды дополнительно содержит продувочный клапан (15-1), а также первый датчик (17) температуры и клапан (15-2) управления подачей жидкости, расположенный в канале подачи жидкости насоса (15) для подачи жидкой среды, впуск продувочного клапана (15-1) сообщается с выпуском насоса (15) для подачи жидкой среды, а контроллер (13) выполнен с возможностью управления состояниями включения-выключения продувочного клапана (15-1) и состояниями включения-выключения клапана (15-2) управления подачей жидкости в соответствии с температурой подачи жидкости, обнаруженной первым датчиком (17) температуры.

15. Система пеносмешивания для пожаротушения по п. 9, дополнительно содержащая:

линейный нагреватель (16), расположенный в канале слияния для выпускного канала для жидкости устройства подачи исходного раствора пены и выпускного канала для воды устройства подачи воды;

второй датчик (18) температуры, расположенный в выпускном канале для жидкости трубы (7) для однородного смешивания пены; и

контроллер (13), выполненный с возможностью управления состояниями включения-выключения линейного нагревателя (16) в соответствии с температурой подачи жидкости, обнаруженной вторым датчиком (18) температуры.

16. Система пеносмешивания для пожаротушения по п. 8, причем устройство подачи исходного раствора пены содержит резервуар (2) для исходного раствора пены и насос (4) для исходного раствора пены; выпуск для жидкости насоса (4) для исходного раствора пены сообщается со впуском главной трубы (71) для однородного смешивания; резервуар (2) для исходного раствора пены содержит резервуар для исходного раствора пены класса А (2-1) и резервуар для исходного раствора пены класса В (2-2), которые имеют общий насос (4) для исходного раствора пены.

17. Система пеносмешивания для пожаротушения по п. 9 или 16, причем устройство подачи вспенивающей среды дополнительно содержит воздушный компрессор (6), труба для инжекции вспенивающей среды содержит трубу (72) для инжекции сжатого воздуха, а воздушный компрессор (6) выполнен с возможностью подачи воздуха в трубу (72) для инжекции сжатого воздуха.

18. Способ управления системой пеносмешивания для пожаротушения по п. 10, включающий этапы, на которых:

определяют расходомером (12-1) расход смешанной с пеной жидкости;

определяют тип пенообразования, требуемый на месте;

регулируют контроллером (13) число оборотов насоса (15) для подачи жидкой среды путем вызова команды программы в соответствии с расходом смешанной с пеной жидкости и требуемым типом пенообразования.

19. Способ управления системой пеносмешивания для пожаротушения по п. 15, включающий этапы, на которых:

определяют, находится ли окружающая температура ниже 0°С;

определяют, находится ли температура подачи жидкости ниже 5°С с помощью второго датчика (18) температуры;

когда окружающая температура не ниже 0°С, а температура подачи жидкости не ниже 5°С, выключают контроллером (13) линейный нагреватель (16) и начинают операцию наполнения жидкой среды;

когда окружающая температура не ниже 0°С, а температура подачи жидкости ниже 5°С, запускают контроллером (13) линейный нагреватель (16) для поддержания температуры подачи жидкости от 5°С до 10°С, а затем запускают операцию наполнения жидкой среды;

когда окружающая температура ниже 0°С, запускают контроллером (13) линейный нагреватель (16) для поддержания температуры подачи жидкости от 30°С до 35°С, а затем запускают операцию наполнения жидкой среды.

20. Пожарная машина, содержащая систему пеносмешивания для пожаротушения по любому из пп. 8-17.