專利名稱：泡沫滅火器的制作方法
技術領域：
本發明屬于消防技術領域并涉及一種泡沫滅火器，所述滅火器可用于儲存輕質易燃液體儲罐的底噴式滅火系統，也就是說，可應用于經儲罐底部區直接向正在燃燒的液體層輸送泡沫的系統。
對應用于底噴式滅火系統的泡沫滅火器的主要要求是，為生成低倍率的均勻細泡狀結構的泡沫，應具有很高的壓力轉換系數，這種細泡狀結構無論是當泡沫流入空氣介質時，還是流經輕質易燃液體層時，都能保證泡沫長時間的穩定。這時的壓力轉換系數是泡沫滅火器出口端的泡沫壓力與發泡劑水溶液在泡沫滅火器入口端的壓力的比值，而泡沫倍率則是生成的泡沫體積與發泡劑溶液的體積之比。
當壓力轉換系數很高時，可以采用噴射器為基礎的泡沫滅火器生成的低倍率的泡沫。
噴射器工作時，液體介質從噴嘴流出，同時把氣體介質加入到混合室內，在混合室內形成粗泡沫液氣乳狀液。
這種噴射器不能用作底噴式滅火的泡沫滅火器。因為生成的泡沫是粗泡沫狀結構，不具有所需的穩定性，因而不能穿過輕質易燃液體層而到達其表面。
已知一種脈沖式噴射器(發明說明書No.1618904，國際專利分類(第四版)F04F 5/20，公告日91年1月7日)包含有沖擊式噴嘴、輸送活性介質和鈍化介質的連接管及混合室，混合室依次形成同軸設置的帶噴嘴的擴散器和漸縮管。噴射器的混合室具有液壓氣動儲液器。
混合室的形狀保證所需的固有振動頻率，當固有振動頻率是輸送的活性介質的頻率的倍數時，噴射系數增大，將提高混合物在噴射器出口端的能量。
液壓氣動儲液器保證混合室中的振動過程，使泡沫粒度較小，從而可提高對來自外部介質壓力的穩定性。
實施這種技術方案必須以附加用于液壓氣動儲液器的能量及大量的設備投入為代價，因此不太適用于在消防技術領域中應用。
已知一種泡沫滅火器(專利說明書No.2058169，國際專利分類(第六版)A62C 5/02，公告日96年4月20日)包含有帶法蘭盤的殼體、帶發泡劑溶液噴頭及輸送壓縮氣體的環狀集流管的輸送連接管，噴頭和集流管安裝成能相對于殼體往復移動的，也能固定的形式，還包含有在滅火器下方的泡沫唧筒，泡沫唧筒具有有插盒(2至4個)形狀的補償插件，插盒由彈性的連接管構成，這些連接管連接在一個截錐形的公共的隙縫狀出口上，并固定在滅火器殼體的切口上。
這種滅火器屬于噴射型滅火器，其中的空氣以噴成霧狀的發泡劑射流的形式從周圍空間噴出。為生成泡沫，用壓力經過輸送連接管向噴頭輸送發泡劑水溶液。輸送到噴頭的發泡劑水溶液在壓力作用下通過并同時噴入空氣中。空氣與細散的溶液珠混合物流入一組網狀物中，在這里生成泡沫。
這種滅火器能保證生成比較穩定的細泡狀泡沫。但由于發泡過程伴隨有壓力的顯著降低，因此用它不能保證將泡沫穿過可能達到18米的輕質易燃液體層而壓送到儲罐的表面。所以這種結構不適用于在底噴式滅火系統中應用。
作為最接近本發明的對比文獻(鋼筋混凝土貯罐中的底噴式自動滅火系統及鋼制固定頂的和浮頂罐中的底噴式自動滅火系統的設計建議書，1996年，第20頁，圖7；第23頁，
圖10)的技術方案披露了一種高壓滅火器，它包含有殼體及安裝在殼體內用于輸送泡沫劑的噴嘴，包含有用于輸送氣體的具有空氣閥的連接管，還有剛性固定在殼體內并構成氣液混合物出口的喇叭口形噴霧器，還包含從內側固定的空心截錐形的氣流導向裝置，該空心截錐與噴霧器構成從表面向中心縮小的隙縫。
如果將噴霧器制成在輸送泡沫劑水溶液噴嘴附近的長喇叭形，將可以確保低倍率泡沫的生成。但是，剛性固定在殼體內的噴霧器只能生成大泡狀結構的泡沫，這種大泡狀結構的泡沫不具有底噴式滅火系統所需的足夠的穩定性。有鑒于此，這種結構的泡沫滅火器不能實現所需的滅火效果。
應用本發明的泡沫滅火器可實現上述目的。
與最接近的對比文獻的技術方案相同，本發明的泡沫滅火器包括端面具有法蘭盤的圓柱狀殼體，在一個法蘭盤內安裝有輸送發泡劑水溶液的噴嘴，在殼體的側面上安裝有輸送空氣的徑向連接管，還包括安裝在殼體內位于噴嘴對面的圓柱形混合室及錐形噴霧器，混合室的入口端是展寬的。
與最接近的對比文獻不同的是，在本發明的泡沫滅火器中，混合室的縱軸偏移噴嘴的縱軸，在混合室上固定有一個重物錘，該重物錘與殼體留有一定的間隙，該重物錘促使噴霧器自振的激發，并保證將這些振動傳遞給泡沫流。
根據本發明的第一方案，噴霧器的較大的底端固定在與噴嘴相對的法蘭盤上。
根據本發明的第二方案，用附加的支承件將混合室固定在殼體內，該支承件為薄壁截錐形，圓錐的較大端部固定在噴嘴對面的法蘭盤上。
本發明的泡沫滅火器保留了最接近的對比文獻中技術方案的優點，即由于混合室位于噴嘴對面并成圓柱形，在殼體的側面具有輸送空氣的徑向連接管，因而將保證發泡劑水溶液的最佳流入狀態，而且還能保證最大數量的空氣輸送到混合室，從而保證水溶液中充滿空氣并生成比重比輕質易燃液體的比重小的低倍率泡沫。
此外，本發明泡沫滅火器還具有的另外的優點是由于混合室及噴霧器相對于噴嘴不同軸以及噴霧器的較大底端固定在噴嘴對面的法蘭盤上，因而將促使混合室與噴霧器的橫向振動的激發，橫向振動的振輻由泡沫滅火器的殼體限定。
具有預定重量的重物錘固定在混合室上，并與殼體留有一定間隙，該重物錘將保證所需的自振頻率。所產生的穩定的系統自振促使在混合室起始部分的周邊上形成獨特的“沸騰層”，這個“沸騰層”促使發泡劑的水溶液與空氣有效的混合并使泡沫的氣泡小型化。所產生的混合室與噴霧器的高頻振動將促使氣泡被進一步分裂，因而將大大地提高泡沫的穩定性。
在泡沫滅火器第二個實施方案中提出的采用一個支承件對混合室固定的方法不僅可保證混合室帶有重物錘的一端的振動，而且還可以保證帶有噴霧器的另一端的振動。作用于整個混合室內的泡沫流的振動將促使生成均勻的細泡狀泡沫結構。
混合室最好在入口端帶有一個圓柱狀插件，該插件剛性固定在混合室內的支承件上，將該支承件保持與測面的一定的間隙。
帶有圓柱狀插件的混合室結構利用空氣進一步充滿發泡劑水溶液流而提高泡沫的倍率，從而提高泡沫滅火器的工作效率。
重物錘為圓盤狀，在圓周上具有一個下凹，利用相對于振動系統公共幾何軸線的重心偏移促使重物錘沿泡沫滅火器殼體內母線滑動，這同時又保證了周期性重復的寬頻譜的回轉自振的激發。因此可改善所生成的泡沫的均勻性。
具體實施例方式
圖1所示的泡沫滅火器包括圓柱形殼體1，殼體上帶有位于兩端面的法蘭盤2、3；法蘭盤2上安裝有噴嘴4，而在殼體1的側面上安裝有連接管5，在連接管5上安裝空氣閥6；在殼體1的空腔內設置有相互剛性連接的(例如焊接的)混合室7和噴霧器8，混合室7和噴霧器8的連接應使其連接縱軸相對于噴嘴4的縱軸偏移2至3毫米。噴霧器8的較大的底端固定安裝(例如焊接)在法蘭盤3上。
在混合室7上固定有一金屬圓盤狀的重物錘9，金屬盤對混合室7進行環圍，在金屬盤上還帶有一個凹口10；根據系統所需的自振頻率選定重物錘9的重量，這個系統是重物錘—混合室—噴霧器。
圖3示出泡沫滅火器的第二方案，該方案與第一方案的區別在于，它包括一個薄壁截錐狀的支承件11，圓錐的較小的端部固定在重物錘9上，而其較大的端部固定在外殼1的法蘭盤3上。
混合室7為圓柱形殼體12形狀，其入口部分為錐形，其另一入口部分為錐形的圓柱形插件13，插件13利用三個金屬銷(或塊)形式的支承件14被固定(例如焊接)在混合室7的殼體12的內面上，從而可以保持插件13與殼體12側面之間的必要間隔。
該泡沫滅火器的工作方式如下。
當在儲罐內起火且底噴式滅火系統起動時，從工作壓力8至10兆帕的泵或消防設備輸出的發泡劑水溶液經噴嘴4流出，同時經過開啟的閥門6將周圍的空氣吸入混合室7內，在混合室中高湍流的空氣-液體介質相互作用，然后流入噴霧器8，噴霧器8起著擴散室的作用，從而使滅火器在出口端恢復壓力。
由于混合室7設置在與噴嘴4縱軸不同的軸上和重物錘9的重心偏移，因而將使空氣-液體混合物的湍流進入混合室內時引起徑向回轉振動。基于重物錘9該振動將被加強，因此系統將進入穩定的自振狀態。系統的這種穩定自振將形成獨特的“沸騰層”，該“沸騰層”將促使空氣泡有效的混合并小型化，因此可以大大地提高泡沫的穩定性。
經實驗表明，所提出的泡沫滅火器能夠生成不低于3至3.4低倍率泡沫。泡沫具有均勻的細泡狀結構，每個泡沫的直徑小于1毫米。無論是在泡沫進入空氣介質時，還是在泡沫穿過帶有本身壓力的輕質易燃液體時，這種細泡狀結構都能保證泡沫具有足夠的穩定性。
同時，這種泡沫滅火器具有很高的壓力轉換系數(不低于30％)，例如，在入口端的壓力為9個大氣壓時，泡沫滅火器出口端的壓力約3個大氣壓。泡沫在3個大氣壓作用下被輸送到儲罐的底部區，克服儲罐內輕質易燃液體(液體柱高度可達18米)的壓力到達儲罐表面，并沿正在燃燒的液體表面分布，從而實現滅火。
本發明所提出的泡沫滅火器非常適用于在儲存易燃燒液體的儲罐的底噴式滅火系統中應用。
權利要求
1.一種泡沫滅火器，包括端面設有法蘭盤的圓柱形殼體，其中的一個法蘭盤上安裝有用于輸送發泡劑水溶液的噴嘴，在殼體的側面上安裝有用于輸送氣體的徑向連接管，還包括安裝在殼體內與噴嘴相對的圓柱形混合室，混合室具有擴展的入口端，以及還包括在混合室出口端的錐形噴霧器，其特征在于混合室縱軸位置偏離噴嘴縱軸，噴霧器的較大底端固定在噴嘴對面的法蘭盤上，同時在混合室上固定有一個與殼體形成一間隙的重物錘，以促使自振的激發。
2.一種泡沫滅火器，包括端面設有法蘭盤的圓柱形殼體，其中的一個法蘭盤上安裝有用于輸送發泡劑水溶液的噴嘴，在殼體的側面上安裝有用于輸送氣體的徑向連接管，還包括安裝在殼體內與噴嘴相對的圓柱形混合室，混合室具有擴展的入口端，以及還包括在混合室出口端的錐形噴霧器，其特征在于混合室的縱軸位置偏移噴嘴的縱軸，混合室利用附加的一個薄壁截錐形的支承件固定在殼體內，截錐對混合室的部分進行環圍并且其較大的底端固定在噴嘴對面的法蘭盤上，同時在支承件前面并在混合室上固定有一個與殼體形成一間隙的重物錘以促使自振的激發。
3.根據權利要求1或2任一項所述的泡沫滅火器，其特征在于，混合室有一個入口圓柱形插件，插件具有錐形入口端并利用支承件以一定的間隙被剛性固定在混合室內側面上。
4.根據權利要求1或2任一項所述的泡沫滅火器，其特征在于，重物錘為圓盤狀，在圓盤的外圓上設有有凹口。
全文摘要
本發明屬于防火技術領域并涉及一種泡沫滅火器,它包括端面有法蘭盤的圓柱形殼體,在其中的一個法蘭盤上安裝有用于輸送發泡劑水溶液的噴嘴,在外殼的側面上安裝有輸送氣體的徑向連接管。殼體內安裝有圓柱形混合室,混合室有擴展的入口端,混合室的出口端有錐形噴霧器。混合室的縱軸偏移噴嘴的縱軸。一個重物錘安裝在混合室上并使重物錘與殼體之間留有一定間隙。在第一實施例中,噴霧器的較大底端固定在噴嘴對面的殼體法蘭盤上。在第二個實施例中,混合室借助附加的一個薄壁截錐形的支承件固定在殼體內。因此可以大大提高壓力轉換系數。
文檔編號F04F5/00GK1359453SQ00809660
公開日2002年7月17日 申請日期2000年6月23日 優先權日1999年6月28日
發明者伊萬·弗拉基米洛維奇·什金, 鮑利斯·格奧爾吉耶維奇·霍赫里亞科夫, 謝爾蓋伊·伊萬諾維奇·巴卡諾夫, 奧列格·謝爾蓋耶維奇·科托夫 申請人:中央西伯利亞主干線石油管道股份公司, 石油輸送股份公司, 托木斯克電力傳動裝置工廠股份公司