一种干粉喷送系统及举高消防车的制作方法

本公开涉及消防装置领域，尤其涉及一种干粉喷送系统及举高消防车。

背景技术：

干粉喷送系统是采用氮气等惰性气体作为驱动气体，将干粉罐内储存的干粉流化，经输运管路输送给干粉炮或干粉枪，并由干粉炮或干粉枪最终喷出的工作装置，其主要工作过程包括下列步骤：①由高压储气瓶向干粉罐充气，并在设定的压力下使干粉罐内的干粉流化；②打开干粉出罐阀，使干粉-氮气两相流进入输运管路；③将干粉-氮气两相流供给干粉喷射器喷出并射入需灭火场所。

在上述工作过程中，压力是干粉喷送系统的核心参数之一，具体而言：上述步骤①中需要考虑干粉罐的额定工作压力、上述步骤②中需要考虑干粉-氮气两相流在输运管路中的沿程压力损失与局部压力损失、上述步骤③则需要考虑干粉喷射器的举升工况所带来的扬程压力损失。

进一步考虑上述步骤之间的顺序关系，最终的干粉喷出压力是由步骤①中干粉罐的额定工作压力为基础，经过步骤②、③中的压力损失得到的。因此，要想使最终的干粉喷出压力符合灭火需求，需要考虑干粉罐的额定工作压力以及输运过程中各个环节的压力损失。

此外，考虑到干粉罐进气口的流通面积往往小于出粉口的流通面积，步骤②中干粉罐的压力将随喷射过程而快速降低，因此步骤①所涉及的干粉罐的额定工作压力还需要进一步预留足够的压力储备来应对喷送过程中压力快速衰减的影响。

理论上，如能提高储气瓶向干粉罐的充气压力，使干粉喷送系统在步骤①中获得足够高的初始压力，就能够很好地应对后续各步骤中的压力损失、预留出足够的压力储备，并最终获得足够的喷射压力。然而充气压力的提高需要干粉罐的承压能力随之提高，势必导致干粉罐的壁厚增加，进而带来罐体自重和成本增加；并且较高的工作压力还可能给整个干粉喷送系统带来新的安全隐患。

可见，现有的干粉喷送系统的喷射压力、管路长度及举升工况都将受到干粉罐额定工作压力的限制。尤其对于举升高度较大的举高消防车而言，其输运管路的高度差大、距离长，将会带来更为突出的扬程压力损失和管路压力损失。

因此，现有的举高消防车，尤其是举升高度较大的举高消防车在举高喷射时，伴随着喷射压力的迅速衰减，往往会在喷送后期发生较严重的喷射压力不足的问题。并且，随着喷射压力降低，干粉-氮气两相流的输送速度也将显著降低，这会导致输运管路中干粉沉降，进而降低干粉罐的出粉效率，并最终导致喷射结束后干粉罐的干粉剩余率较高，因此，现有的干粉喷送系统还要设计吹扫管路，用来在喷射结束后清扫管路内的干粉沉积。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开实施例提供一种干粉喷送系统，能够实现干粉罐的吹送压力在喷射过程中保持稳定，解决现有的干粉喷送系统因降压喷送导致喷送后期易出现举高喷送压力不足的难题。

在本公开的一个方面，提供一种干粉喷送系统，包括：

高压气源；

干粉罐，包括进气口和出粉口，进气口连通于高压气源；

干粉喷射器，连通于出粉口；

第一减压阀，连接于进气口和高压气源之间；以及

流量平衡组件，设置于高压气源和干粉罐之间，能够通过控制从高压气源向干粉罐的进气量，使流经进气口和出粉口的流量相同。

在一些实施例中，第一减压阀为电比例减压阀，流量平衡组件包括：

计时器，用于记录干粉罐的喷送时间；以及

压力传感器，用于测量干粉罐内的实时压力；

其中，电比例减压阀通信连接于计时器与压力传感器，并被配置为：根据喷送时间以及实时压力调整电比例减压阀的出口压力。

在一些实施例中，电比例减压阀被进一步配置为：

当干粉罐处于流化状态时，控制自身的出口压力小于等于第一压力值；以及

当干粉罐处于喷送状态时，控制自身的出口压力等于第二压力值；

其中，第二压力值大于等于第一压力值。

在一些实施例中，第一压力值取干粉罐的最大工作压力减去0.1～0.2mpa的定值函数，第二压力值取实时压力与喷送时间的可变函数，以使实时压力不大于第一设定压力减去0.1～0.3mpa。

在一些实施例中，电比例减压阀被进一步配置为：

在实时压力等于第一设定压力减去0.1～0.3mpa时，减少电比例减压阀的出口压力。

在一些实施例中，第一减压阀为电比例减压阀，流量平衡组件还包括：

第一流量计，用于测量进气口的第一实时流量；以及

第二流量计，用于测量出粉口的第二实时流量；

其中，电比例减压阀通信连接于第一流量计与第二流量计，并被配置为：根据第一实时流量以及第二实时流量调整电比例减压阀的开度。

在一些实施例中，电比例减压阀被进一步配置为：当第一实时流量大于第二实时流量时，减少电比例减压阀的开度，而第一实时流量小于第二实时流量时，增加电比例减压阀的开度，以使第二实时流量处于设定流量区间。

在一些实施例中，流量平衡组件包括：

第二减压阀，连接于进气口和高压气源之间，并与第一减压阀并联。

在一些实施例中，第一减压阀与第二减压阀的出口压力被设定为不大于干粉罐的最大工作压力减去0.1～0.2mpa，第二减压阀的出口流量被设定为大于第一减压阀的出口流量。

在一些实施例中，流量平衡组件还包括：

第一开关阀，设置于第一减压阀与进气口之间；以及

第二开关阀，设置于第二减压阀与进气口之间；

其中，第一减压阀与第二减压阀被配置为：当干粉罐处于流化状态时，开启第一开关阀，并关闭第二开关阀；当干粉罐处于喷送状态时，开启第一开关阀和第二开关阀。

在一些实施例中，干粉罐还包括排气口，干粉喷送系统还包括：

第三开关阀，设置于第一减压阀和干粉喷射器之间；

排气阀，设置于干粉罐排气口与外界环境之间；以及

过滤装置，设置于排气阀和排气口之间。

在本公开的另一个方面，提供一种举高消防车，包括如前文任一实施例的干粉喷送系统。

因此，根据本公开实施例所提供的一种干粉喷送系统及举高消防车，能够实现干粉罐的吹送压力在喷射过程中保持稳定，解决现有的干粉喷送系统因降压喷送导致喷送后期易出现举高喷送压力不足的难题。

并且本公开通过在喷送过程中通过增加进气量的方法，既不影响具有成熟工艺的流程流化过程，又通过增加喷送的进气量保证了干粉罐的喷送压力，提高了干粉喷射速率和干粉罐的出粉效率，避免因为喷送压力的快速衰减而导致气粉输送速度的降低，以及输运管路里干粉沉降，进而保证了干粉的喷射速度。

另外，增加进气量的方法所提供的大量喷送的氮气还可以降低火场周围空气的含氧量，这对于防灭火、抑爆都具有显著的积极意义，因此提高了消防车辆的综合灭火效能。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开一些实施例的干粉喷送系统的结构示意图；

图2是根据本公开另一些实施例的干粉喷送系统的结构示意图；

图中：

1、高压气源，2、高压球阀，3、压力表，4、第一减压阀，4b、第二减压阀，5、第三开关阀，6、干粉出罐阀，7、第一开关阀，7b、第二开关阀，8、干粉罐，9、排气阀，10、罐顶干粉炮，11、安全阀，12、干粉喷射器开关阀，13、上下车回转体，14、伸缩臂/梯，15、臂/梯顶干粉炮，16、干粉枪，17、干粉管卷筒，18、控制器，19、压力传感器。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语包括技术术语或者科学术语与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1～2所示：

在本公开的一个方面，提供一种干粉喷送系统，包括：

高压气源1；

干粉罐8，包括进气口和出粉口，进气口连通于高压气源1；

干粉喷射器，连通于出粉口；

第一减压阀4，连接于进气口和高压气源1之间；以及

流量平衡组件，设置于高压气源1和干粉罐8之间，能够通过控制从高压气源1向干粉罐8的进气量，使流经进气口和出粉口的流量相同。

现有的干粉喷送系统，为了保证干粉罐8内干粉流化过程的充分和干粉喷射器的喷射速率，干粉罐8进气口通径通常小于出粉口，其通径比一般为0.2～0.4。在干粉流化完成后，其喷送过程因进气量远小于气粉的喷出量，所以干粉罐8内的压力将快速降低。

针对于此，本公开通过设置流量平衡组件，在保持原有干粉流化过程不变的基础上，只在喷送过程中通过调控干粉罐8进出流量平衡，来保证干粉罐8内的压力在喷送过程中维持基本不变。从而解决现有的干粉喷送系统因降压喷送而导致的喷送后期易出现喷送压力不足的难题。

本公开通过流量平衡组件稳定气粉的喷射压力，能够有效提高干粉罐8的出粉效率、减少输运管路中的干粉沉降，进而保证了干粉的喷射速度和车辆灭火效能。

此外，本申请只在喷送过程中通过流量平衡组件增加进气量，保证流化过程的成熟工艺流程不变，且无需对干粉罐8、干粉喷射器以及输运管路进行结构改进，能够比较方便而低成本地对现有的干粉喷送系统进行加强与改造，具有较好的适用性与推广性。

进一步的，在一些实施例中，第一减压阀4为电比例减压阀，流量平衡组件包括：

计时器，用于记录干粉罐8的喷送时间；以及

压力传感器19，用于测量干粉罐8内的实时压力；

其中，电比例减压阀通信连接于计时器与压力传感器19，并被配置为：根据喷送时间以及实时压力调整电比例减压阀的出口压力。

当压力为干粉喷送系统中的关键参数时，通过测量干粉罐8内的压力并选择压力可调的第一加压阀，能够对干粉罐8内的压力进行灵活而及时地调整。

此外，考虑到随着干粉喷送的持续，干粉罐8内的压力也会随着喷送时间而变化，因此可以根据喷射过程中实时压力随喷送时间的变化规律，控制电比例减压阀的出口压力，来增加干粉罐8的进气量。

进一步的，在一些实施例中，电比例减压阀被进一步配置为：

当干粉罐8处于流化状态时，控制自身的出口压力小于等于第一压力值；以及

当干粉罐8处于喷送状态时，控制自身的出口压力等于第二压力值；

其中，第二压力值大于等于第一压力值。

进一步的，在一些实施例中，第一压力值取干粉罐8的最大工作压力减去0.1～0.2mpa的定值函数，第二压力值取实时压力与喷送时间的可变函数，以使实时压力不大于第一设定压力减去0.1～0.3mpa。

当干粉罐8处于流化状态充气时，应当控制电比例减压阀的出口压力不超过干粉罐8的最大工作压力，以确保干粉罐8的工作安全。当然，为了进一步提高安全性，可以在干粉罐8的最大工作压力的基础上，再降低0.1～0.2mpa的压力，以构成干粉罐8的额定工作压力。

而当干粉罐8处于喷送状态后，对电比例减压阀的核心控制目标是使干粉罐8内的实时压力能够维持在干粉罐8的额定工作压力的水平，并且为了保证实时压力不超过额定工作压力，可以在额定工作压力的基础上，再降低0.1～0.3mpa。

进一步的，为了使实时压力始终处于预定的区间，在一些实施例中，电比例减压阀被进一步配置为：

在实时压力等于第一设定压力减去0.1～0.3mpa时，减少电比例减压阀的出口压力。

进一步的，对干粉罐8压力的调整也可以间接采用流量作为控制因素，在一些实施例中，第一减压阀4为电比例减压阀，流量平衡组件还包括：

第一流量计，用于测量进气口的第一实时流量；以及

第二流量计，用于测量出粉口的第二实时流量；

其中，电比例减压阀通信连接于第一流量计与第二流量计，并被配置为：根据第一实时流量以及第二实时流量调整电比例减压阀的开度。

在干粉罐8被以合格的方式充气流化后，根据第一流量计和第二流量计的测量结果，可以直接判断干粉罐8是否处在流量平衡的状态下。因此只需确保干粉罐8在初始喷射时的压力符合要求，即可通过流量来判断干粉罐8内的压力变化情况。

如需在整个喷送状态下保证干粉罐8内的压力处于规定的范围，则有必要进一步对干粉罐8内的压力进行测量，以确保以流量作为间接控制因素对干粉喷送系统控制的准确性。

进一步的，在一些实施例中，电比例减压阀被进一步配置为：当第一实时流量大于第二实时流量时，减少电比例减压阀的开度，而第一实时流量小于第二实时流量时，增加电比例减压阀的开度，以使第二实时流量处于设定流量区间。

进一步的，在一些实施例中，流量平衡组件包括：

第二减压阀4b，连接于进气口和高压气源1之间，并与第一减压阀4并联。

通过第二减压阀4b的设置，实现了在干粉罐8与高压气源1之间的原有供气管路上新增一路供气管路并联，并通过第二减压阀4b控制该新增供气管路的压力，使新增的供气管路同样适用于干粉罐8对供气压力的要求。

进一步的，为了保证干粉罐8始终工作在安全的压力范围下，并且考虑到在喷送状态下干粉罐8的供气需求量大于在流化状态下干粉罐8的供气需求量，在一些实施例中，第一减压阀4与第二减压阀4b的出口压力被设定为不大于干粉罐8的最大工作压力减去0.1～0.2mpa，第二减压阀4b的出口流量被设定为大于第一减压阀4的出口流量。

进一步的，为了使得高压气源1对干粉罐8的供气流量可调节，在一些实施例中，流量平衡组件还包括：

第一开关阀7，设置于第一减压阀4与进气口之间；以及

第二开关阀7b，设置于第二减压阀4b与进气口之间；

其中，第一减压阀4与第二减压阀4b被配置为：当干粉罐8处于流化状态时，开启第一开关阀7，并关闭第二开关阀7b；当干粉罐8处于喷送状态时，开启第一开关阀7和第二开关阀7b。

进一步的，在一些实施例中，干粉罐8还包括排气口，干粉喷送系统还包括：

第三开关阀5，设置于第一减压阀4和干粉喷射器之间；

排气阀9，设置于干粉罐8排气口与外界环境之间；以及

过滤装置，设置于排气阀9和排气口之间。

排气阀9用于控制排气口与外界环境之间的通断，而第三开关阀5则作为干粉喷射器吹扫管路上的控制阀，能够通过自身的开闭对吹扫过程进行控制。

进一步的，在本公开的另一个方面，提供一种举高消防车，包括如前文任一实施例的干粉喷送系统。

因此，根据本公开实施例所提供的一种干粉喷送系统及举高消防车，能够实现干粉罐8的吹送压力在喷射过程中保持稳定，解决现有的干粉喷送系统因降压喷送导致喷送后期易出现举高喷送压力不足的难题。

并且本公开通过在喷送过程中通过增加进气量的方法，既不影响具有成熟工艺的流程流化过程，又通过增加喷送的进气量保证了干粉罐8的喷送压力，提高了干粉喷射速率和干粉罐8的出粉效率，避免因为喷送压力的快速衰减而导致气粉输送速度的降低，以及输运管路里干粉沉降，进而保证了干粉的喷射速度。

另外，增加进气量的方法所提供的大量喷送的氮气还可以降低火场周围空气的含氧量，这对于防灭火、抑爆都具有显著的积极意义，因此提高了消防车辆的综合灭火效能。

下面结合附图1～2对本申请做进一步说明：

干粉喷射器包括了臂/梯顶干粉炮15、干粉枪16以及罐顶干粉炮10，其中的臂/梯顶干粉炮15通过伸缩臂/梯14、上下车回转体13和干粉喷射器开关阀12连通于干粉罐8的出粉口，干粉枪16通过干粉管卷筒17和干粉喷射器开关阀12连通于干粉罐8的出粉口，而罐顶干粉炮10则通过干粉喷射器开关阀12直接连通于干粉罐8的出粉口。

图中的第三开关阀5设置在了高压气源1与臂/梯顶干粉炮15之间、高压气源1与干粉枪16之间，以及高压气源1与罐顶干粉炮10，能够控制高压气源1供气对干粉喷射器进行吹扫工作。

图中的控制器18通讯连接了压力传感器19与电比例减压阀，需要说明的是控制器18可以作为通信连接的中间部件，起到信号转换与传输的功能，而电比例减压阀可以响应控制器18的信号或者直接响应压力传感器19的信号，进行自身开度的调整。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。