一種泡沫消防車注入式正負壓泡沫比例混合系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及消防器材領(lǐng)域，特別是涉及一種泡沫消防車注入式正負壓泡沫比 例混合系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 泡沫消防車利用B類泡沫液進行滅火時，必須要把泡沫濃縮液（下稱泡沫原液） 按規(guī)定比例與水進行充分混合，通過噴射設(shè)備后發(fā)泡滅火。為保證滅火效果，正確的水與泡 沫原液的混合比例以及混合的充分性是形成理想泡沫的重要前提之一。國產(chǎn)泡沫原液常用 3%和6%兩種規(guī)格。國家標準規(guī)定，對3%泡沫，正確的混合比為3%~4% ;對6%泡沫， 正確的混合比為6%~7%。
[0003] 目前國內(nèi)外用于泡沫消防車的B類泡沫自動比例混合系統(tǒng)有兩種：
[0004] 如圖1所示的常見一種為負壓系統(tǒng)：通過安裝在水泵進水管路上的文丘里管，弓丨 自水泵出水口的一股壓力水通過文丘里管內(nèi)噴嘴噴射，在混合腔內(nèi)產(chǎn)生真空，從而吸入定 量泡沫原液，一同進入水泵入水口后進一步與水混合，經(jīng)葉輪充分攪拌實現(xiàn)完全混合輸出 滅火。因泡沫進入水泵的原動力來自真空所形成的壓差，故稱其為負壓系統(tǒng)。負壓系統(tǒng)的 局限性：（1)水泵進水管路一般為負壓狀態(tài)或不能有高于0. 〇5MPa的正壓，否則文丘里管所 能產(chǎn)生的真空度就會大大降低，從而影響泡沫的吸入量，降低混合比的準確度和系統(tǒng)的最 大吸入能力；也就是說，該系統(tǒng)只適合于水泵在吸水狀態(tài)下作業(yè)時（包括吸罐內(nèi)儲水）的比 例混合，不滿足"耦合"作業(yè)的進水狀態(tài)。（2)水泵要消耗一部分壓力水用于文丘里管噴射 產(chǎn)生真空，消防炮的噴射流量通常只能小于水泵的額定流量，或多或少影響了泡沫炮的噴 射強度及噴射距離.
[0005] 如圖2所示的常見另一種為正壓系統(tǒng)：利用底盤的動力驅(qū)動泡沫泵，將一定量的 泡沫原液直接注入到水泵出水管路中，并借助一個專用混合器實現(xiàn)與水的混合之后輸出滅 火。水泵出水口為正壓狀態(tài)，故稱這種系統(tǒng)為正壓系統(tǒng)?，F(xiàn)有的正壓系統(tǒng)雖然能在水泵進 水口為正壓狀態(tài)下工作，克服了負壓系統(tǒng)不能"耦合"作業(yè)的不足，但也存在一些致命缺點： (1)由于系統(tǒng)是向水泵出水口注入泡沫原液，實際注入壓力會隨著水泵輸出壓力的提高而 提高。同時，泡沫原液輸出管道的沿程阻力以及管路附件如：調(diào)節(jié)閥、單向閥、混合器等所產(chǎn) 生的局部阻力，兩者共要消耗泡沫泵近三分之一的輸出壓力，這對于工作壓力最大能達到 20bar的進口（國產(chǎn)僅能達到17bar)專用大流量泡沫泵來說，損失十分巨大，導致水泵出水 壓力超過12bar即不能注入泡沫原液。顯然不適用于"耦合"作業(yè)時水泵出水口壓力能達 到15bar甚至更高時的泡沫混合，極大限制了"耦合"的實際效果；(2)注入水泵出水口的泡 沫原液雖然經(jīng)過專門的混合器后才進入水泵出水管道，但相比經(jīng)水泵葉輪攪拌的負壓系 統(tǒng)來說，水與泡沫原液的混合充分性會有很大不同，導致由炮噴射出去的混合液發(fā)泡倍數(shù) 有明顯差距，極大影響了正壓系統(tǒng)的滅火效果。
[0006] 目前泡沫消防車正在使用一種很具有推廣前景的滅火作戰(zhàn)方式"耦合"作業(yè)。 所謂"耦合"作業(yè)是將來自供水消防車或消火栓的壓力水直接注入到主戰(zhàn)消防車的水泵進 水口中，通過主戰(zhàn)車水泵的繼續(xù)做功疊加能量，使其性能遠遠超過主戰(zhàn)車額定技術(shù)指標的 一種滅火作戰(zhàn)方式。
[0007] 耦合作業(yè)方式不僅可以大大提高主戰(zhàn)消防車的的滅火能力，還具有以下優(yōu)點：（1) 應急時，可以通過雙車"耦合"提高水泵的流量和工作壓力達20%以上，大大提高主戰(zhàn)車的 出槍數(shù)量；（2)可向140m高度提供支持數(shù)只水槍噴射的壓力水；亦可向千米外的移動炮直 接供水噴射；（3)可提高水炮噴射距離15m左右；(4)"耦合"作業(yè)可降低主戰(zhàn)車發(fā)動機負荷， 降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，有利于提高消防車持續(xù)作戰(zhàn)能力；(5) "耦合"作業(yè)是一種節(jié)能環(huán)保的作業(yè) 模式：直接向水泵補水，可避免通過水罐補水時滿罐后的溢水管流失，提高水的利用率；可 有效利用消火栓或供水車的供水能量，將其直接疊加到主戰(zhàn)車上，節(jié)能環(huán)保。
[0008] 本實用新型主要解決如何實現(xiàn)泡沫消防車在單車滅火作業(yè)狀態(tài)下以及"耦合"作 業(yè)時均能完成水與泡沫原液按正確比例混合的功能，使泡沫消防車運用"耦合"滅火作業(yè)方 式成為可能。 【實用新型內(nèi)容】
[0009] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種泡沫消防車注入式正負壓泡沫比例 混合系統(tǒng)，既能滿足水泵吸水作業(yè)時的泡沫比例混合，又能滿足水泵"耦合"作業(yè)時的泡沫 比例混合、特別在水泵"耦合"狀態(tài)下出水壓力達到15bar以上、出水流量超過水泵額定流 量時的泡沫正確混合，既融合現(xiàn)有兩種混合系統(tǒng)的優(yōu)點、克服其使用的局限性，又有助于在 消防操作中使用"耦合"作業(yè)。
[0010] 本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0011] 一種泡沫消防車注入式正負壓泡沫比例混合系統(tǒng)，所述正負壓狀態(tài)泡沫比例混合 系統(tǒng)通過泡沫泵出液管路與外進水管路連接，外進水管路末端連接壓力水泵入水口，壓力 水泵出水口連接出水管路。
[0012] 所述外進水管路耦合壓力范圍：0~1.0 MPa，負壓時壓力值：_90kPa ;所述泡沫泵 出液管路壓力范圍：〇~2. OMPa，流量范圍：0~16L/S
[0013] 所述正負壓狀態(tài)泡沫比例混合系統(tǒng)上設(shè)有泡沫罐，泡沫罐通過泡沫泵注入管路與 泡沫泵入口連接，泡沫泵出口分別連接泡沫泵出液管路和泄流旁路；泡沫泵出液管路上設(shè) 有注液單向閥，泡沫泵出液管路下端并聯(lián)有外進液管路；所述泄流旁路另一端與泡沫罐相 通。
[0014] 所述泡沫泵的驅(qū)動系統(tǒng)包括底盤取力器、液壓油泵、液壓馬達、液壓控制閥及管路 部件，有三種不同方式以適應不同底盤及系統(tǒng)要求，分別為從底盤側(cè)取力器取力，通過傳動 軸驅(qū)動泡沫泵；從底盤側(cè)取力器取力，通過液壓泵、液壓馬達驅(qū)動泡沫泵；通過水泵傳動軸 取力。
[0015] 所述正負壓泡沫比例混合系統(tǒng)還包括比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括PLC 控制器、顯示器以及通過PLC控制器調(diào)節(jié)控制的真空壓力傳感器、泡沫罐液位計、水罐水位 計、水流量傳感器、泡沫流量傳感器和比例調(diào)節(jié)閥；
[0016] 所述真空壓力傳感器設(shè)于壓力水泵上，所述水流量傳感器設(shè)于出水管路上，所述 泡沫流量傳感器設(shè)于泡沫泵出液管路上；所述比例調(diào)節(jié)閥為電控式，分別設(shè)于泡沫泵出液 管路及泄流旁路上。
[0017] 所述正負壓泡沫比例混合系統(tǒng)上設(shè)有清洗管路，清洗管路分別連接壓力水泵出水 口和泡沫泵注入管路。清洗管路工作壓力范圍：〇~1.0 MPa。
[0018] 所述水流量傳感器和泡沫流量傳感器采用漿輪式流量計。
[0019] 所述泡沫泵注入管路上連接有進液管路，泡沫泵注入管路上設(shè)有泡沫原液過濾 器。
[0020] 本實用新型采用上述技術(shù)方案所能實現(xiàn)的技術(shù)效果是：
[0021] (1)本實用新型以正壓系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將注入口設(shè)置在水泵進水口，同時增設(shè)一些傳 感裝置，并通過PLC控制平臺，有效解決水泵進水分別為"吸入"或"注入"狀態(tài)下的泡沫準 確混合，同時解決當水泵在"耦合"時水泵轉(zhuǎn)速不升反降且流量會大大超過額定值時的泡沫 原液供應能力變化的系統(tǒng)匹配問題。
[0022] (2)保留了負壓系統(tǒng)及正壓系統(tǒng)的優(yōu)點，克服了缺點，使消防車的整體性能以及適 應性有很大提高，尤其是滿足了消防車"耦合"作業(yè)時對泡沫系統(tǒng)的特殊要求，使這種有推 廣前景的滅火作業(yè)方式得以保證。
【附圖說明】
[0023] 下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明
[0024] 圖1為現(xiàn)有負壓系統(tǒng)工作原理圖
[0025] 圖2為現(xiàn)有正壓系統(tǒng)工作原理圖
[0026] 圖3為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
[0027] 圖4為本實用新型的常規(guī)作業(yè)與"耦合"作業(yè)的泡沫流量-水泵轉(zhuǎn)速對比圖
[0028] 圖5-1為本實用新型水泵傳動軸取力示意圖
[0029] 圖5-2為本實用新型傳動軸底盤側(cè)取力示意圖
[0030] 圖5-3為本實用新型液壓泵底盤側(cè)取力示意圖
[0031] 其中，1-泡沫泵，2-PLC控制器，3-顯示器，4-清洗管路，5-外進水管路，6-水 罐，7-外進液管路，8-壓力水泵，9-泡沫泵出液管路，10-出水管路，11-泡沫原液過濾器， 12-進液閥門，13-注液單向閥，14-進液管路，15-泡沫泵注入管路，16-泄流旁路，17-水流 量傳感器，18-泡沫流量傳感器，19-比例調(diào)節(jié)閥，20-真空壓力傳感器，21-泡沫罐液位計， 22-水罐水位計，23-進液閥，24-泡沫罐，25-外注液閥，26-后進水閥，27-清洗閥，28-傳 動軸，29-傳動軸支座，30-傳動皮帶，31-底盤變速箱取力器，32-水泵傳動系統(tǒng)，33-液壓 油泵，34-液壓油管，35-控制液壓閥，36-液壓馬達
【具體實施方式】
[0032] 如圖3所示的一種泡沫消防車注入式正負壓泡沫比例混合系統(tǒng)，該混合系統(tǒng)通過 泡沫泵出液管路9與外進水管路5連接，外進水管路5末端連接壓力水泵8入水口，壓力水 泵8出水口連接出水管路10。本實用新型不同于傳統(tǒng)正壓系統(tǒng)將泡沫注入口連接在出水口 處，而是創(chuàng)造性的將泡沫主入口與進水管路連接，能夠克服但正壓系統(tǒng)水泵出水壓力超過 12bar即不能注入泡沫原液的問題。