专利名称：一种泡沫灭火装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及消防安全设施，具体是一种泡沫灭火装置。
背景技术：
我国每年均会发生不同规模的爆炸事故及火灾事故等，例如建筑物、仓库、工厂、 化工区、森林等地的爆炸火灾事故，产生大量消防废水，随着环境保护要求提高，成为不可忽视的污染源。近年来大量使用泡沫灭火剂，提高了灭火效率，对于B类火灾的灭火效果更明显， 但是也带来一些副作用，尤其是化工区的消防废水水量大，并混合有大量的各种复杂有机物和有毒物质，成分复杂，控制不好会进入城市给排水系统、江、河、湖、海及地下水系，造成水环境污染。现有的技术发泡剂为各种表面活性剂，用量居高不下，本身污染环境，同时增加了油性有机物在消防废水中的溶解，加剧了消防废水的污染。为了形成泡沫，已有多种混合发泡的装置，使用惰性气体或空气，发泡的方法为混合法，未见有使气体在高压下吸收，常压下释放形成泡沫的装置，现有混合发泡方法存在以下几个问题1.发泡剂使用量大，使消防废水的水质变坏，加大了污染及其治理难度。2.使用的压缩空气或压缩惰性气体除形成泡沫外大部分以自由态喷入火场，压缩空气造成助燃影响灭火效果；惰性气体造成窒息气场，灭火后救援人员不能在第一时间进入现场施救。3.形成的泡沫尺寸大，尤其是正压混合发泡方法，当泡沫进入常压火场，泡沫迅速膨胀破裂，影响泡沫的稳定性。4.混合发泡方法需要高浓度的起泡剂、大的起泡气量和搅拌能耗，污染环境，灭火成本高。中华人民共利国知识产权局2010年4月四日公开的申请号为CN201010162713. X，名称为“船用储压预混式细水雾泡沫灭火装置”的发明专利，该装置包括高压气瓶、储罐、 软管、卷盘和细水雾泡沫喷头；储罐顶部内侧安装有泡沫原液瓶，泡沫原液瓶连通着高压气体入口，高压入口通过高压气管连接高压气瓶；泡沫原液瓶底部出口安装有三通阀；三通阀的向下出口通过管件连通泡沫原液喷头，储罐内装有水，水位液面位于溢水口处，喷头位于储灌内液面以下；三通阀的向右出口位于储灌内液面以上；三通阀的向左出口通过管件连通调节阀。该发明结构紧凑、体积小、灭火效能高效，方便船上快速移动，用于及时扑初期和较大的火灾；采用双泡沫原液喷头360度将泡沫原液喷射入水中，且随后喷射的高压气体对混合液进行二次搅拌混合，配比准确，混合更均勻。中华人民共和国知识产权局2005年9月7日公开的申请号为CN200420082250. 6， 名称为“压缩空气A类泡沫灭火装置”的实用新型专利，该泡沫灭火装置由水泵、泡沫比例混合装置、空气压缩机、炮用气液混合器、炮用扰流器、枪用气液混合器、枪用扰流器、消防水炮、消防水枪等。水泵提供的压力水源流经泡沫比例混合装置与装置中的A类泡沫液按规定比例混合形成的混合液，在炮用或枪用气液混合器中加入由空气压缩机提供的空气， 形成的混合液-压缩空气两相流再经过炮用或枪用扰流器搅拌均勻后由消防水炮或消防水枪喷射压缩空气A类泡沫，以达到优越的灭火和隔热保护的功效。中华人民共和国知识产权局2006年7月沈日公开的申请号为 CN200610038368. 2，名称为“压缩空气泡沫灭火装置”的发明专利，该装置包括水泵、泡沫液储罐、空气压缩机，其中空气压缩机的供气端通过阀门控制管路接泡沫液储罐的进气口，泡沫液储罐的出口通过阀门控制管路构成的泡沫液管路与水泵出口通过阀门控制管路构成的压力水管路交汇成水泡沫液混合流管路，空气压缩机的供气端还通过阀门控制管路构成的压缩空气管路与水泡沫液混合流管路交汇成接消防喷射设施的压缩空气泡沫液管路，实现压缩空气泡沫的混合。上述专利中的高压气体主要用于驱动力，泡沫产生主要是依靠气液混合的方法， 这种方法无论是在负压还是正压下进行均存在以下缺陷1.消防水与未形成泡沫的气体一同喷出，如果是压缩空气则起到助燃作用；如果是惰性气体则造成灭火后的窒息氛围，救援人员无法立即进入现场施救而错失良机。2.用气液混合的方法，消防液在进入消防水枪之前已形成的泡沫，因而消防液表观密度很小，离开水枪后的惯性也就小，故而喷射距离短。3.发泡剂及发泡用气量大，增加了环境污染和灭火成本。4.气液混合发泡的成泡尺寸大，稳定性不够。
发明内容
目前尚无有效的技术解决泡沫灭火带来的副作用，特别是减轻对环境的污染。本发明的目的是克服现有技术的不足之处，所设计的特殊结构利用气体在水中的溶解度随压力增加而增加的特性，在高压下将气体吸收到消防液中，随着压力减小吸收气体从液体中释放出初始直径为纳米级，稳定在微米级的泡沫，而且自动均勻分布，即使在一个液滴中也可以析出气泡，从而使得发泡剂用量显著降低，减少了环境污染；自由气体在气液分离段分离，不会随消防水枪喷出，解决了多余空气助燃或窒息性气体场影响灭火后即时现场施救的技术难题，提高了灭火效率，降低了成本，有利于环境保护；进一步的优点是消防液密度增加，出口动量火，从而射程加大。所设计的填料式气体吸收结构提供足够的传质相界面， 可迅速吸收气体。针对现有技术的不足之处，本发明提供了一种泡沫灭火装置，该装置中的填料层 (2)和气液分离段(3)的设置是核心发明内容。该装置包括惰性气体钢瓶(1 、消防用水(1 、水泵(11)、泡沫液(14)、泡沫液泵 (10)、气体调节阀(7)、水调节阀(8)、泡沫液调节阀(9)、消防水枪，其特征在于该泡沫灭火装置还包括一个与水、泡沫液和气体的两相混合物用管线相连接的分布器(1)，所述分布器(1)从筒体(1 的顶部进入筒体(15)，分布器(1)下面设有填料层O)，该填料层(2) 下面是气液分离段(3)，筒体(15)的底部装有排空阀(6)和消防水枪⑷的调节阀(5)，消防水枪(4)与调节阀(5)之间用软管连接。所述的泡沫灭火装置，其特征在于所述填料层( 所用填料是环形堆放填料、波纹板规整填料、管束的其中一种或几种的组合。
所述的泡沫灭火装置，其特征在于所述气液分离段(3)和填料层(2)安装在同一个筒体(1 内，或单独设置气液分离器，优选为气液分离段C3)和填料层( 安装在同一个筒体(15)内。所述的泡沫灭火装置，其特征在于所述泡沫液(14)为蛋白、氟碳表面活性剂、经表面处理过的纳/微粉剂的其中一种或几种组合。所述的泡沫灭火装置，其特征在于所述惰性气体钢瓶(12)，其中惰性气体为二氧化碳气、氮气的一种，优选的是二氧化碳气；惰性气体可以用空气代替，此时钢瓶用空气压缩机代替。所述的泡沫灭火装置中的气体调节阀(7)、水调节阀(8)、泡沫液调节阀(9)可以调节气体、水、泡沫液的比例，使其适应不同的灭火要求。所述的泡沫灭火装置中的气体选用空气还是惰性气体、使用何种惰性气体根据不同的灭火要求和经济指标来决定。所述的泡沫灭火装置中的填料层( 是实现本技术方案的核心构件，用以提供液体吸收气体的传质相际面积，使气体能迅速溶解到液体中。所述的泡沫灭火装置中消防用水、泡沫液的混合是通过管道交汇和分布器的作用，在填料层进一步混合达到均勻。所述的泡沫灭火装置中的气液分离段(3)也是关键构件，在筒体下部留出足够的空间，利用重力实现气体和液体的分离，除去那些游离于液滴之间的自由气体和由于混合造成的大气泡，这是因为大气泡出消防水枪即会破裂，其中气体就变成自由气体，影响消防过程。为了减小泡沫灭火装置体积，优选的方案是气液分离段C3)与填料层安装在同一筒体中。所述的泡沫灭火装置所用泡沫液的种类根据灭火要求来定。本发明与现技术相比具有以下优点和积极效果1.本发明主要有益效果是减少了泡沫灭火剂的用量和消除了无发泡作用的自由气体进入火场，解决了当前亟待解决而现有技术尚无法解决的技术问题消防废水中的发泡剂加剧环境污染以及惰性自由气体形成窒息气氛，救援人员无法立即进入现场施救而错失良机。以二氧化碳为例，在表压为IMP、温度为25°C时被吸收的二氧化碳与水的体积比为6 1，进入火场后在常压高温下基本上全部析出为气泡，可以在起泡剂为常用量的50% 时保证泡沫的稳定性，实现同样的灭火效果。气体用量为混合式发泡所用气量的20%以下， 消除了自由气体的影响，在环保节能方面有显著进步。2.本发明对灭火过程的有益效果是吸收的气体释放为吸热过程，有利于火场冷却；消防液密度增加，出口动量大，从而射程加大。3.本发明进一步的有益效果是由于减少了泡沫灭火剂的用量和消除了无发泡作用的自由气体进入火场，以及混合法发泡所需的能耗，从而使灭火成本降低。
图1为一种泡沫灭火装置，其中1——分布器，2——填料层，3——气液分离段， 4——消防水枪，5——消防水枪调节阀，6——排空阀，7——气体调节阀，8——水调节阀， 9——泡沫液调节阀，10——泡沫液泵，11——水泵，12--隋性气体钢瓶，13——消防用水，14——泡沫液，15——筒体。 具体的实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明，但保护范围不限于此。实施例1市售3%型氟蛋白泡沫液以1. 5%与水混合，CO2钢瓶供气，如图1所示通过水调节阀(8)、泡沫液调节阀(9)调节蛋白泡沫液和水的比例，气体调节阀(7)调节钢瓶压力 0. 5MPa, CO2气体流量水流量为3 1，改变钢瓶压力该比例随之改变。实施例2市售3%型氟蛋白泡沫液以1. 5%与水混合，压缩机供空气，如图1所示通过水调节阀(8)、泡沫液调节阀(9)调节蛋白泡沫液和水的比例，压缩机供气压力0. 5MPa，空气流量水流量为1 20，改变压缩空气压力该比例随之改变。
权利要求
1.一种泡沫灭火装置，包括惰性气体钢瓶(12)、消防用水(13)、水泵(11)、泡沫液 (14)、泡沫液泵(10)、气体调节阀(7)、水调节阀(8)、泡沫液调节阀(9)、消防水枪，其特征在于该泡沫灭火装置还包括一个与水、泡沫液和气体的两相混合物用管线相连接的分布器(1)，所述分布器(1)从筒体(1 的顶部进入筒体(15)，分布器(1)下面设有填料层O)，该填料层( 下面是气液分离段(3)，筒体(1 的底部装有排空阀(6)和消防水枪 (4)的调节阀(5)，消防水枪(4)与调节阀(5)之间用高压软管连接。
2.根据权利要求1所述的泡沫灭火装置，其特征在于所述填料层( 所用填料是环形堆放填料、波纹板规整填料、管束的其中一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的泡沫灭火装置，其特征在于所述气液分离段C3)和填料层 (2)安装在同一个筒体(1 内，或单独设置气液分离器，优选为气液分离段C3)和填料层 (2)安装在同一个筒体(15)内。
4.根据权利要求1所述的泡沫灭火装置，其特征在于所述泡沫液(14)为蛋白、氟碳表面活性剂、经表面处理过的纳/微粉剂的其中一种或几种组合。
5.根据权利要求1所述的泡沫灭火装置，其特征在于所述惰性气体钢瓶(12)，其中惰性气体为二氧化碳气、氮气的一种，优选的是二氧化碳气；惰性气体可以用空气代替，此时钢瓶用空气压缩机代替。
全文摘要
本发明提供了一种泡沫灭火装置，包括惰性气体钢瓶(12)、消防用水(13、水泵(11)、泡沫液(14)、泡沫液泵(10)、气体调节阀(7)、水调节阀(8)、泡沫液调节阀(9)、消防水枪(4)，还包括自行设计的气体吸收器(15)与气液分离段(3)，两者均安装于筒体(15)中。利用气体在水中的溶解度随压力增加而增加的特性，在高压下将气体吸收到消防液中，随着压力减小吸收气从液体中释放出初始直径为纳米级，稳定在微米级的泡沫，而且自动均匀分布，从而使得发泡剂用量显著降低，减少了环境污染；自由气体在气液分离段(3)分离，不随消防水枪喷出，解决了多余空气助燃或窒息性气体场影响灭火后即时现场施救的技术难题。
文档编号A62C5/02GK102500080SQ20111033646
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者周丽丽, 周迟骏 申请人:南京工业大学