一种用于超高层建筑的压缩空气泡沫产生装置的制作方法

本技术属于高层/超高层消防，尤其涉及一种用于超高层建筑的压缩空气泡沫产生装置。

背景技术：

1、超高层建筑高度高、构型复杂，一旦发生火灾，扑救十分困难，极易造成重大人员伤亡和财产损失，超高层建筑消防供液与灭火已成为当前消防行业面临的一项世界性难题。

2、压缩空气泡沫消火栓系统、压缩空气泡沫无人机系统等新型压缩空气泡沫灭火系统是解决超高层灭火供液难题的重要发展方向。但是，与在地面上典型场所工程应用不同，可压缩性的压缩空气泡沫用于超高层建筑时，受重力因素影响，垂直长距离输送过程中会发生一定程度气液滑移现象，密度小的空气快速上升，密度大的液体相对滞后，这就导致泡沫流量与性能不断衰变，不仅随输送高度显著变化，而且随持续供泡时间也会持续变化，即泡沫流量与性能兼具时空变化特性，高位喷射出的泡沫流量与地面上实时输入的泡沫流量差别较大。这对压缩空气泡沫产生技术及装置提出了更高的要求，常规压缩空气泡沫产生技术无法适应超高层建筑实际应用需求，尤其国内外现有低压的压缩空气泡沫系统最高供泡工作压力一般仅为0.8mpa～1.2mpa，再加上大多采用普通离心泵作为消防水泵，随着泡沫输送高度的增加和管道内液体的不断沉积，一旦输送管道内泡沫压力超过系统工作压力，则会因无法正常产生和输出泡沫而失效。根据已有测试表明，现有低压压缩空气泡沫系统的有效供泡高度仅为200m左右，并且流量较小，仅能满足1～2只泡沫枪使用，而超过200m后的泡沫混合液流量更是非常小、射程较近、泡沫较干，灭火能力十分有限，因此无法满足200m以上超高层建筑以及建筑外立面、幕墙保温等大型火灾灭火需求。

3、研发供泡压力更高的压缩空气泡沫产生模块是当前亟待突破的技术难题。目前，压缩空气泡沫产生模块的供水设备主要采用普通低压消防泵，额定压力一般为0～1.6mpa，由于现有消防水泵零流量时压力(关死点压力)不大于设计工作压力的140％，且大于设计工作压力的120％，导致现有普通消防泵主要为平缓型流量-扬程性能曲线(h-q曲线)的离心泵，在流量大幅变化时扬程变化小，可维持足够喷射压力，但是也导致适应宽背压变化能力差，很难进行压力和水力自适应控制，尤其当用于上述超高层建筑高压压缩空气泡沫产生装置时，很容易在短时间大流量供泡后迅速超压，导致流量急速降为零而无法持续供泡。而中压消防泵额定压力一般为1.6mpa～2.5mpa，存在着工作压力范围窄，无法适应超高层建筑对于从低压到中高压的大流量范围与宽背压变化的需求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有灭火技术的不足，公开一种用于超高层建筑的压缩空气泡沫产生装置，从根本上解决现有低压的压缩空气泡沫系统在高背压工作时流量骤降甚至降为零的难题，同时可在宽背压变化工况下工作，不仅可在200m以下的楼层供给流量更大、更加稳定的高效能泡沫，为消火栓箱、喷淋系统、泡沫炮等多种释放装置提供有效灭火介质，在200m以上高度的超高层应用时，无需提高气液比，依然可以有效提供一定压力和流量的灭火效能高、抗复燃能力强的压缩空气泡沫用于灭火，满足超高层建筑对于从低压到中高压的大流量范围与宽背压变化的需求。

2、为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、一种用于超高层建筑的压缩空气泡沫产生装置，包括消防水箱、供水阀、供水柱塞泵、泡沫液罐、供液阀、供泡柱塞泵、泡沫流量计、混合液控制阀、混合液流量计、中压空压机、供气流量调节阀、供气压力调节阀，控制系统、气液混合器、气动夹管阀、灭火剂释放装置；

4、所述供水柱塞泵的入水口通过供水阀连接消防水箱，出水口通过消防水管道依次连接泡沫液注入口、混合液控制阀、混合液流量计、气液混合器；所述气液混合器出口连接气动夹管阀，气动夹管阀的出口连接灭火剂释放装置；

5、所述供泡柱塞泵的吸入口通过供液阀连接泡沫液罐，排出口通过泡沫液管道连接泡沫流量计，再通过泡沫液注入口通入消防水管道；

6、所述中压空压机输出的压缩空气分为两个支路，一个支路经供气流量调节阀通入气液混合器，另一个支路经供气压力调节阀调压后通入气动夹管阀，作为气动夹管阀的控制气体；

7、所述控制系统连接供水阀、供液阀、供水柱塞泵的电机、供泡柱塞泵的电机、泡沫流量计、混合液流量计、中压空压机、供气流量调节阀、供气压力调节阀、灭火剂释放装置。

8、进一步的，在泡沫流量计与泡沫液注入口之间的泡沫液管道上设有供泡单向阀，防止消防水逆流进入供泡柱塞泵。

9、进一步的，在供气流量调节阀与气液混合器之间设有供气单向阀，防止消防水逆流进入中压空压机。

10、进一步的，所述供水柱塞泵的出水口连接的消防水管道上设有回流管道、回流调节阀，将部分消防水通入泵前供水管道或消防水箱，用于控制消防水流量。

11、进一步的，所述控制系统采用plc控制系统。

12、进一步的，所述气动夹管阀包括胶套、阀体、气室、泡沫流道，通过胶套将气动夹管阀分为气室、泡沫流道两个独立空间；所述气室位于胶套与阀体之间，设有动力气体入口，所述动力气体入口经供气压力调节阀与中压空压机连通；所述泡沫流道一端与气液混合器连通，另一端与泡沫出口连通。

13、进一步地，所述供水柱塞泵采用大流量低压多缸柱塞泵，由电机驱动。

14、进一步的，所述供泡柱塞泵采用小流量低压多缸柱塞泵，由电机驱动。

15、进一步地，所述中压空压机采用两级压缩，由电机驱动。

16、进一步地，所述气液混合器内部设有sl型或x型或l型或其它类型静态混合器中的一种或多种组合。

17、与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

18、1、本实用新型采用柱塞泵供水和泡沫，工作压力高、工作流量大并可在0％-100％范围内动态调节，具有安全可靠性高、自适应宽背压变化的突出特点，供水柱塞泵及供泡柱塞泵可自动提升工作压力，只要设定转速，始终可按照对应流量供水、供泡沫，可在一定压力和高度内，长时间定流量的持续稳定供给高质量泡沫，突破了现有常规泡沫产生技术瓶颈，解决了现有技术超压流量速降为零的问题。

19、2、本实用新型采用计量注入式，基于变频技术控制柱塞泵，可通过中压空压机、气压控制阀及气动夹管阀，自动匹配适应超高层建筑供泡应用时“零压-低压-中压”的宽背压变化内定流量供给泡沫，实现了基于“一泵到顶”灭火技战术的200m以上超高层建筑大流量高效供泡灭火，具有操作便捷、安全可靠、泡沫性能优异、响应速度快、不会超压断供的显著技术优势，既可以作为超高层建筑固定灭火系统或者半固定灭火系统使用，也可以用于压缩空气泡沫消防车等移动装备中灵活机动使用，应用范围广。

20、3、本实用新型压缩空气供给采用中压空压机，通过气压控制阀、气动夹管阀以及回水管道的调控，既能够保证200m以下(地面和高层建筑)低背压条件下安全高质量供泡，也能够在200m以上(超高层建筑)高背压下的初始空管道低背压阶段进行大流量、低气液比高质量泡沫供给，最大限度提升灭火响应速度和泡沫灭火能力，在管道内充满泡沫的高背压阶段仍然无需降低气液比来降低管道内泡沫密度，依然可持续进行大流量、低气液比泡沫供给。