在高速气体射流中生成泡沫的装置

1.一种在高速气体射流中生成泡沫的装置，由水箱[1]经输送管道[3]将水输入水泵[2]中，水泵[2]的进口输送管道[3]还与泵式比例混合器[4]连接；来自泡沫液箱[6]的水成膜泡沫液或A类泡沫液经泵式比例混合器[4]和电磁开关[5]进入水泵[2]的进口输送管道[3]中，其特征在于：经水泵[2]加压后的水或水与泡沫混和液，经环形输送管道[9]进入液膜喷嘴[7]中，以液膜状射流射入气-水能量交换喷筒[8]中，与来自涡喷发动机的高速气流撞击，液膜被撕裂，与气体掺混而生成不含可流动的液态水的泡沫珠射流，高速射出；
其中液膜喷嘴[7]的出口端面为扇形，扇面扩展角为60°～90°，上下扇面之间形成的喷射通道的出口处的间隙为2～3mm，从液膜喷嘴[7]射出的液膜与气-水能量交换喷筒[8]中的气流的流动方向成40°～60°的夹角，液膜喷嘴[7]与气-水能量交换喷筒[8]轴线形成的夹角为45°～60°。

在高速气体射流中生成泡沫的装置 \n技术领域\n[0001] 本发明属于消防领域，特别是一种在涡喷发动机的高速气体射流中将泡沫灭火液生成泡沫的方法及装置。 \n[0002] 背景技术\n[0003] 涡喷消防车以功率巨大的航空涡轮喷气发动机为喷射动力，以高速气体射流为载体，喷射出大流量高射速的细水雾射流，其喷射功率/整车质量比超过100千瓦/吨，是喷射功率最大的机动型消防装备。目前许多国家在研制开发涡喷消防装置，用于快速扑灭油气大火，吹除有毒烟雾。例如，匈牙利将2台P11Φ-300涡喷发动机并列安装在T-34坦克上，高速气体射流将射入的直流水切割成细水雾射流，成为喷射功率巨大的涡喷消防装置，用于快速扑灭油井大火；俄罗斯将1台BK-1型涡喷发动机安装在载重卡车底盘上，喷射雾状水射流，成为高机动性的涡喷消防车；德国将2台用于阿尔法喷气教练机的退役拉扎克(Larzac)涡轮风扇发动机并列安装在汽车底盘上，喷射高速细水雾，成为涡扇消防车。这些涡喷消防装置在扑灭油气大火、驱散火灾产生的有毒烟雾、为火场降温方面发挥了重要作用。但是，它们也存在着一个重要的缺点：不能喷射泡沫灭火剂。这不仅影响其灭火速度的进一步提高，而且必须依赖与其他泡沫消防车联合作战，才能阻止油气火灾复燃。 [0004] 在常规泡沫消防车中，空气进入喷枪与泡沫灭火液混合后产生泡沫的方法分为负压法、正压法、网膜法三类。这些方法不能在涡喷发动机的高速气体射流中使泡沫灭火液生成泡沫，这是世界各国涡喷消防车不能喷射泡沫灭火剂的原因所在。我国是最早研制出涡喷消防车的国家，我国的90101257.2和200810019411.X发明专利提供了涡喷灭火装置及其喷射细水雾的方法，其喷嘴亦是为在高速气流中喷射细水雾而设计的，未涉及泡沫灭火剂的喷射方法。 \n[0005] 发明内容\n[0006] 本发明的目的在于提供一种大流量泡沫灭火液在高速气体射流中生成泡沫的方法及装置，其高射速的大流量泡沫射流可瞬时覆盖很大面积，快速扑灭油气火灾和阻止其复燃。 \n[0007] 实现本发明目的的技术解决方案为：一种在高速气体射流中生成泡沫的方法，将泡沫灭火液喷射为液膜状射流，高速气流与液膜撞击，液膜被撕裂并与气体掺混而生成泡 沫珠，成为不含可流动的液态水的泡沫射流。 \n[0008] 一种实现上述的在高速气体射流中生成泡沫的方法的装置，由水箱经输送管道将水输入水泵中，水泵的进口输送管道还与泵式比例混合器连接；来自泡沫液箱的水成膜泡沫液或A类泡沫液经泵式比例混合器和电磁开关进入水泵的进口输送管道中，经水泵加压后的水或水与泡沫混和液，经环形输送管道进入液膜喷嘴中，以液膜状射流射入气-水能量交换喷筒中，与来自涡喷发动机的高速气流撞击，液膜被撕裂，与气体掺混而生成不含可流动的液态水的泡沫珠射流，高速射出。 \n[0009] 本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)使涡喷消防车具有了喷射泡沫灭火剂的手段，灭火效率大幅提高。在未按下喷射泡沫按钮时，涡喷消防车喷射出气体-细水雾射流用于驱散火场有毒烟雾，控制火势，为火场降温，用于火场救人；当按下“喷射泡沫”按钮后喷射出气体-泡沫射流，用于快速扑灭油气大火和阻止其复燃，使喷射功率达数千千瓦的涡喷消防车成为真正的“巨无霸”消防装备。(2)发明了将水成膜灭火剂或A类泡沫灭火剂喷射为泡沫射流的新方法，涡喷消防车喷射出的水成膜泡沫或A类泡沫珠射流不含可流动的液态水，也被称为“干泡沫”，不仅成泡率高，而且不经流淌即可形成大面积泡沫覆盖层，喷射出的大流量泡沫灭火剂还有笼罩大火的优势，其高速射流有使泡沫穿入火焰中的能力，使涡喷消防车更加适合用于快速扑灭石化工厂、加压泵站、加油站、油气井、飞机等的大火。 \n[0010] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述。 \n附图说明\n[0011] 图1是本发明在高速气体射流中生成泡沫的装置的总体结构示意图。 [0012] 图2是本发明环形输送管道与液膜喷嘴在气-水能量交换喷筒上的安装图。 [0013] 图3是本发明图2的A-A剖视图。 \n[0014] 图4是本发明液膜喷嘴结构剖面图。 \n[0015] 图5是本发明图4的B-B剖视图。 \n[0016] 图中附图标记及其对应的组成部分：水箱1、水泵2、输送管道3、比例混合器4、电磁开关5、泡沫灭火剂箱6、液膜喷嘴7、气-水能量交换喷筒8、环形输送管道9 具体实施方式\n[0017] 本发明在高速气体射流中生成泡沫的方法，将泡沫灭火液喷射为液膜状射流，高速气流与液膜撞击，液膜被撕裂并与气体掺混而生成泡沫珠，成为不含可流动的液态水的 泡沫射流。 \n[0018] 结合图1和图2，实现上述的在高速气体射流中生成泡沫的方法的装置，由水箱1经输送管道3将水输入水泵2中，水泵2的进口输送管道3还与泵式比例混合器4连接；\n来自泡沫液箱6的水成膜泡沫液或A类泡沫液经泵式比例混合器4和电磁开关5进入水泵\n2的进口输送管道3中，经水泵2加压后的水或水与泡沫混和液，经环形输送管道9进入液膜喷嘴7中，以液膜状射流射入气-水能量交换喷筒8中，与来自涡喷发动机的高速气流撞击，液膜被撕裂，与气体掺混而生成不含可流动的液态水的泡沫珠射流，高速射出。其中，液膜喷嘴7的数量可以为8～16只，进入液膜喷嘴的泡沫灭火液的压力为0.8～1.2MP，流量为60～100kg/s。液膜喷嘴7的出口端面为扇形，扇面扩展角β为60～90°，上下扇面之间形成的喷射通道的出口处的间隙为2～3mm，液膜喷嘴7射出的液膜与气-水能量交换喷筒8中的气流的流动方向α成40～60°的夹角，液膜喷嘴7与气-水能量交换喷筒8轴线形成的夹角为45～60°，如图3、图4和图5。 \n[0019] 实施例：结合图1和图2，由水箱1经输送管道3将水输入水泵2中，水泵2的进口输送管道3还与比例混合器4连接；来自泡沫液箱6的水成膜泡沫液或A类泡沫液经泵式比例混合器4和电磁开关5进入水泵2的进口输送管道3中，其设定的进入输送管道3中的与水混合的流量比，使用水成膜灭火剂时设定为1％、3％、6％；使用A类泡沫灭火剂时设定为0.5％、1％、3％，也可根据需要设定。 \n[0020] 经水泵2加压后的水或水与泡沫灭火剂混和液，经环形输送管道9进入液膜喷嘴7中，以液膜状射流射入气-水能量交换喷筒8中，与来自涡喷发动机的高速气流撞击，液膜被撕裂，与气体掺混而生成不含可流动的液态水的泡沫珠射流，高速射出。当进入气-水能量交换喷筒8中的水流量为60kg/s时，泡沫射流的射程可达90～100m，泡沫瞬时覆盖火场\n2\n面积为200m。 \n[0021] 电磁开关5开启时由泵浦式泡沫比例混合器4按预先设定的比例向水泵2进口输入泡沫灭火剂，此时涡喷消防车喷射出“气--泡沫射流”；当电磁开关5不开启时，泵浦式泡沫比例混合器4不工作，涡喷消防车只喷射出“气-水雾两相射流”，用于控制火势、驱除有毒有害气体、降低火场温度，利于抢险救援。