一种泡沫消防车多剂泡沫混合系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种泡沫消防车多剂泡沫混合系统及控制方法，属于消防车辆设备领域。

背景技术

现有泡沫消防车装载有泡沫罐和水罐，通过泡沫液混合系统实现泡沫灭火剂和水一定比例的混合，将混合液喷射出去实现灭火作业。车辆装载一种或两种泡沫灭火剂，车载泡沫系统将泡沫灭火剂、水与空气混合产生泡沫混合液，泡沫混合液的环保性能、抗烧性能、稳定性、铺展性以及海水适应性等性能完全由单一灭火剂性能决定。

在泡沫灭火剂中加入发泡剂、稳定剂、活性剂等，或者两种及几种泡沫灭火剂混合后泡沫混合液性能会得到一定的提升，不同的混合比例以及灭火剂种类会提升不同的灭火性能，适应不同的火灾场景。但是考虑泡沫灭火剂的稳定性以及使用保质期，需在泡沫混合系统中进行混合，不能提前在泡沫储存罐内进行混合，因此需要设计具有多种泡沫灭火剂梯次混合的泡沫系统，以提升系统的灭火效能和工况适应性。

现有泡沫灭火系统只是单种泡沫和水混合灭火，泡沫灭火能力有限,抗烧性能、稳定性、铺展性以及海水适应性等性能完全由单一灭火剂性能决定，无法实现多种泡沫灭火剂混合提升灭火效能；

不能根据实际灭火工况自动选择所需灭火剂类型，以及调节各灭火剂混合比例和混合顺序。

发明内容

本发明针对上述问题提供了一种泡沫消防车多剂泡沫混合系统及控制方法，用于装载有多种泡沫灭火剂的泡沫消防车灭火作业。基本方案是针对泡沫消防车装载有两种或多种泡沫灭火剂，设计多种泡沫灭火剂混合系统，控制水和各泡沫灭火剂的混合比，以及各泡沫灭火剂混合液的比例，实现车辆能够根据不同火灾类型，自动分配各灭火剂的流量和比例以及各混合液的混合顺序，提升灭火剂的灭火效能和适应性。

本发明采用如下技术方案：

一种泡沫消防车多剂泡沫混合系统，该泡沫消防车包括水罐，向水罐内注水的水泵，水罐及水泵分别联通水枪接口；还包括三个独立的泡沫罐，两台用于将水与泡沫混合的混合装置；两台混合装置串联联通泡沫枪接口及消防炮；水罐及水泵的管路分为并联的三路供水管路接入混合装置中；三个独立的泡沫罐连通混合装置。

本发明所述的泡沫消防车多剂泡沫混合系统，两台混合装置为：混合装置一、混合装置二；混合装置一与混合装置二为串联连通；

所述水罐及水泵接入混合装置的三路并联管路，三路供水管路中，两路供水管路分别接入混合装置一中，另一路供水管路接入混合装置二中；

所述的三个独立的泡沫罐分为泡沫罐一、泡沫罐二、泡沫罐三，所述泡沫罐一、泡沫罐二、泡沫罐三分别通过泡沫管路接通至三路供水管路；三条泡沫管路上分别串联泡沫泵一、泡沫泵二、泡沫泵三。

本发明所述的泡沫消防车多剂泡沫混合系统，还包括比例阀，流量计；所述三路供水管路中每条管路沿水泵向混合装置一或混合装置二流向依次串联比例阀，流量计。

本发明所述的泡沫消防车多剂泡沫混合系统，还包括止回阀，流量计；所述泡沫泵一、泡沫泵二、泡沫泵三沿泡沫管路流向上分别依次串联流量计，止回阀。

本发明所述的泡沫消防车多剂泡沫混合系统的控制方法，步骤如下：

(1)、根据火场救援的工况，选择采用水灭火模式或水、泡沫混合液灭火模式；

(2)、当火场救援工况采用水灭火模式时，此时三个泡沫罐停止工作，同时比例阀关闭，启动水泵，压力水从消防炮或水枪喷射出去进行灭火；

(3)、当火场救援工况采用水、泡沫混合液模式时，泡沫罐开启工作，启动水泵，压力水流经流量计与泡沫同时进入混合装置进行混合；混合液从消防炮或水枪喷射出去进行灭火。

本发明所述的泡沫消防车多剂泡沫混合系统的控制方法，(3)步骤中水、泡沫混合液模式采用单泡沫与水混合形成混合液的步骤为：单种泡沫为泡沫a；

开启泡沫罐一的泡沫泵一；

启动水泵、水泵将压力水通过一路供水管路向混合装置一供水，同时泡沫泵一向混合装置一内灌输泡沫a；

根据设定的泡沫a比例和水流量计算所需的泡沫流量，根据所需泡沫流量控制沫泵一转速，同时根据流量计的实时数据调整泡沫泵一转速，保证泡沫a与水的流量比例为设定值，此时水和泡沫a在管路、混合装置一以及混合装置二中进行混合，混合液经消防炮或水枪喷射进行灭火。

本发明所述的泡沫消防车多剂泡沫混合系统的控制方法，(3)步骤中水、泡沫混合液模式采用两种泡沫与水混合形成混合液的步骤为：两种泡沫为泡沫a、泡沫b；

开启泡沫罐一的泡沫泵一以及开启泡沫罐二的泡沫泵二；

启动水泵、水泵将压力水通过两路供水管路向混合装置一供水，同时泡沫泵一、泡沫泵二向混合装置一内灌输泡沫a、泡沫b；

根据所设定的混合液一与混合液二的比例，调整两路供水管路上比例阀的开度，使得两路供水管路上的流量计数值比达到所设定的比例值；

根据设定的泡沫a、泡沫b比例和水流量计算所需的泡沫流量，根据所需泡沫流量控制泡沫泵一和泡沫泵二的转速，同时根据泡沫管路上流量计的实时数据调整泡沫泵一和泡沫泵二的转速，保证泡沫a、泡沫b与水的流量比例为设定值；

此时、水和泡沫a在管路中进行混合形成混合液一，水和泡沫b在管路中进行混合形成混合液二，混合液一和混合液二在混合装置一和混合装置二中进行充分混合，最终混合液经消防炮或水枪喷射进行灭火。

本发明所述的泡沫消防车多剂泡沫混合系统的控制方法，(3)步骤中水、泡沫混合液模式采用三种泡沫与水混合形成混合液的步骤为：三种泡沫为泡沫a、泡沫b、泡沫c；

开启泡沫罐一的泡沫泵一、开启泡沫罐二的泡沫泵二、开启泡沫罐三的泡沫泵三；

启动水泵、水泵将压力水通过三路供水管路向混合装置一及混合装置二供水，同时泡沫泵一、泡沫泵二向混合装置一及混合装置二内灌输泡沫a、泡沫b；泡沫泵三向混合装置二内灌输泡沫c；

控制系统根据设定的泡沫a、泡沫b、泡沫c比例和水流量计算所需的泡沫流量，根据所需泡沫流量控制泡沫泵一、泡沫泵二、泡沫泵三的转速，同时根据泡沫管路上流量计的实时数据调整泡沫泵一、泡沫泵二、泡沫泵三的转速，保证泡沫泵一、泡沫泵二、泡沫泵三与水的流量比例为设定值；

此时、水和泡沫a在管路中进行混合形成混合液一，水和泡沫b在管路中进行混合形成混合液二，混合液一和混合液二在混合装置一中进行充分混合，水和泡沫c在管路中进行混合形成混合液三在混合装置二中进行充分混合；

混合液一、混合液二在混合装置一混合后再与混合液三在混合装置二中进行混合，最终混合液经消防炮或水枪喷射进行灭火。

有益效果

本发明采用的泡沫消防车多剂泡沫混合系统，针对现有设备中装载一种或两种泡沫灭火剂，车载泡沫系统将泡沫灭火剂、水与空气混合产生泡沫混合液，泡沫混合液的环保性能、抗烧性能、稳定性、铺展性以及海水适应性等性能完全由单一灭火剂性能决定，不能实现最优，也不能满足多种火灾工况的问题。其混合系统泡沫消防车装载有两种或多种泡沫灭火剂，多剂泡沫梯次混合系统控制水和各泡沫灭火剂的混合比、各泡沫灭火剂混合液的比例以及泡沫混合液的混合顺序，实现最终泡沫混合液的特性最优化。

本发明采用的泡沫消防车多剂泡沫混合系统的控制方法，在多剂泡沫梯次混合系统可根据所选火灾工况自动选择灭火剂种类，自动分配各灭火剂的比例和流量。实现车辆快速消防作业，同时降低操作人员的操作难度，也提升了车辆的火灾工况适应性。

附图说明

图1本发明的泡沫消防车多剂泡沫混合系统示意图；

图2是图1中I框中的系统示意图；

图3是图1中II框中的系统示意图；

图4是图1中III框中的系统示意图；

图5是本发明的泡沫消防车多剂泡沫混合系统控制模块示意图。

图中泡沫泵一1、泡沫泵二2、泡沫泵三3、比例阀一4，比例阀二5，比例阀三6、流量计一7，流量计二8，流量计三9、流量计四10，流量计五11，流量计六12、止回阀四13，止回阀五14，止回阀六15、泡沫吸液阀一16、泡沫吸液阀二17、泡沫吸液阀三18、吸水阀19、打泡沫蝶阀20、水泵100、供水管路200、泡沫管路300。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2、图3、图4所示：一种泡沫消防车多剂泡沫混合系统，该泡沫消防车包括水罐，向水罐内注水的水泵100，水罐及水泵100分别联通水枪接口101；三个独立的泡沫罐为泡沫罐一、泡沫罐二、泡沫罐三；泡沫罐一、泡沫罐二、泡沫罐三分别通过泡沫管路300接通至三路供水管路200；三条泡沫管路300上分别串联泡沫泵一1、泡沫泵二2、泡沫泵三3。

水罐通过吸水阀19连通至水泵进水管接口；打泡沫蝶阀20连通泡沫水枪接口101或消防泡103。

两台用于将水与泡沫混合的混合装置，混合装置一、混合装置二；混合装置一与混合装置二为串联连通；水罐及水泵接入混合装置的三路并联管路，三路供水管路中，两路供水管路分别接入混合装置一中，另一路供水管路接入混合装置二中；三路供水管路中每条管路沿水泵向混合装置一或混合装置二流向依次串联止回阀，流量计；各管路上均设有压力表102；

比例阀分别为比例阀一4，比例阀二5，比例阀三6；流量计分别为流量计一7，流量计二8，流量计三9；

两台混合装置串联联通泡沫枪接口101及消防炮103；水罐及水泵100的管路分为并联的三路供水管路200接入混合装置中。

泡沫管路中每条管路沿水泵向混合装置一或混合装置二流向依次串联止回阀，流量计，泡沫吸液阀；

流量计分别为流量计四10，流量计五11，流量计六12；

止回阀分别为止回阀四13，止回阀五14，止回阀六15；

泡沫吸液阀分别为泡沫吸液阀一16，泡沫吸液阀二17，泡沫吸液阀三18。

本发明的泡沫泵一1用来输送泡沫a至管路中进行混合，流量计四10用以测量泡沫a流量；

泡沫泵二2用来输送泡沫b至管路中进行混合，流量计五11用以测量泡沫b流量；

泡沫泵三3用来输送泡沫c至管路中进行混合，流量计六12用以测量泡沫c流量；

比例阀一4，比例阀二5，比例阀三6用以调节三条管路中各自的水流量，同时流量计一7，流量计二8，流量计三9用以测量三条管路中各自的水流量。

泡沫液通过泡沫泵输送至管路中与水混合，各种泡沫混合液在混合装置中混合充分，最后通过消防炮喷射出去进行灭火。系统可以根据火场救援工况自动选择用哪种泡沫液，以及各种泡沫液的混合比，实现多种泡沫的梯次有效混合，既不破坏泡沫灭火剂的稳定性，又提升了最终混合液的灭火效能和适应性。

泡沫消防车多剂泡沫混合系统的控制方法，步骤如下：

(1)、根据火场救援的工况，选择采用水灭火模式或水、泡沫混合液灭火模式；

(2)、当火场救援工况采用水灭火模式时，此时三个泡沫罐停止工作，同时比例阀关闭，启动水泵，压力水从消防炮或水枪喷射出去进行灭火；

(3)、当火场救援工况采用水、泡沫混合液模式时，泡沫罐开启工作，启动水泵，压力水流经流量计与泡沫同时进入混合装置进行混合；混合液从消防炮103或消防水枪喷射出去进行灭火。

当火场救援工况只需要用水灭火时，此时三个泡沫罐的吸液阀关闭，同时三个比例阀关闭，打开吸水阀和打水阀，启动水泵，压力水从消防炮103喷射出去进行灭火。

当火场救援工况需要用水和泡沫a的混合液灭火时，此时打开吸水阀19、泡沫吸液阀一16，比例阀一4全开，启动水泵100，压力水流经流量计一7，控制系统根据设定的泡沫比例和水流量计算所需的泡沫流量，根据所需泡沫流量控制泡沫泵一1转速，同时根据流量计四10的实时数据调整泡沫泵一1转速，保证泡沫a与水的流量比例为设定值，此时水和泡沫a在管路、混合装置一以及混合装置二中进行混合，混合液经消防水枪喷射出去进行灭火；当打泡沫蝶阀20打开时、泡沫混合液从消防炮103喷射出去进行灭火。

当火场救援工况需要用水和泡沫a、以及水和泡沫b的混合液灭火时，此时打开吸水阀19、泡沫吸液阀一16、泡沫吸液阀二17，启动水泵100，控制系统根据所设定的混合液A(水和泡沫a混合)与混合液B(水和泡沫b混合)的比例，调整比例阀一4，比例阀二5的开度，使得流量计一7，流量计二8的数值比达到所设定的比例值。控制系统根据设定的泡沫比例和水流量计算所需的泡沫流量，根据所需泡沫流量控制泡沫泵一1、泡沫泵二2的转速，同时根据流量计一7，流量计二8的实时数据调整泡沫泵一1、泡沫泵二2的转速，保证泡沫a与水的流量比例为设定值，泡沫b与水的流量比例为设定值，此时水和泡沫a在管路中进行混合形成混合液A，水和泡沫b在管路中进行混合形成混合液B，混合液A和混合液B在混合装置一和混合装置二中进行充分混合，混合液经消防水枪喷射出去进行灭火；当打泡沫蝶阀20打开时、泡沫混合液从消防炮103喷射出去进行灭火。

当火场救援工况需要用水和泡沫a、水和泡沫b、以及水和泡沫c的混合液灭火时，此时打开吸水阀19、泡沫吸液阀一16，泡沫吸液阀二17，泡沫吸液阀三18，启动水泵100，控制系统根据所设定的混合液A(水和泡沫a混合)、混合液B(水和泡沫b混合)、混合液C(水和泡沫c混合)的比例，调整比例阀一4，比例阀二5，比例阀三6的开度，使得流量计一7，流量计二8，流量计三9的数值比达到所设定的比例值。控制系统根据设定的泡沫比例和水流量计算所需的泡沫流量，根据所需泡沫流量控制泡沫泵一1、泡沫泵二2、泡沫泵三3的转速，同时根据流量计四10，流量计五11，流量计六12的实时数据调整泡沫泵一1、泡沫泵二2、泡沫泵三3的转速，保证泡沫a与水的流量比例为设定值，泡沫b与水的流量比例为设定值，泡沫c与水的流量比例为设定值。此时水和泡沫a在管路中进行混合形成混合液A，水和泡沫b在管路中进行混合形成混合液B，混合液1和混合液2在混合装置1中进行充分混合，混合后再与混合液C在混合装置2中进行混合，混合液经消防水枪喷射出去进行灭火；当打泡沫蝶阀20打开时、泡沫混合液从消防炮103喷射出去进行灭火。

泡沫系统可以生成不同比例的混合液A、混合液B和混合液C，并按照一定顺序梯次混合，最终可形成七种不同特性的混合液，混合比及混合顺序如表1所示，可适应更多的火灾工况。

表1各工况灭火剂混合表

消防控制系统如图2所示，操作人员通过显示器选择灭火工况，控制器根据所选灭火工况自动选择灭火剂种类，自动分配水以及各泡沫灭火剂流量和比例，控制器通过控制电机转速来调节各泡沫泵转速，从而控制各泡沫液流量，同时采集泡沫流量的流量计四10，流量计五11，流量计六12值，反馈给控制器用以实现泡沫流量的闭环控制；控制器通过分配比例阀一4，比例阀二5，比例阀三6的开度，用以调节各混合液的百分比，实现混合液的精确混合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。