伸缩式消防泡沫发泡器、系统以及发泡方法与流程

1.本发明涉及压缩气体泡沫灭火技术领域，具体涉及一种伸缩式消防泡沫发泡器、系统以及发泡方法。

背景技术：

2.压缩气体泡沫系统是一种新型灭火系统，包括消防泵、压缩气体系统、泡沫比例混合系统、喷射装置、管路系统等。压缩气体泡沫系统用于生成压缩气体泡沫以灭火。压缩气体泡沫系统分为移动式系统和固定式系统，例如：压缩气体泡沫消防车配置的就是移动式车载压缩气体泡沫系统，特高压变流站配置的就是固定式压缩气体泡沫系统。
3.压缩气体泡沫是一种颗粒度较小、泡沫结构细腻均匀，表面被液膜包围的气泡，由于比重小、且具有一定的粘性，不仅可以漂浮于一般可燃液体的表面，形成一个泡沫覆盖层，而且还能粘附于一般可燃固体的表面，因此是一种灭火效率高，用水量少，被石油、化工、仓储、变电站等众多领域和场所推荐使用的灭火剂。近年来的灭火技术研究也已证明，压缩气体泡沫在泡沫析液时间、稳定性、灭火和抗复燃效能等方面均显著优于传统通过负压吸气原理在泡沫炮口或经过泡沫发生器产生的普通消防泡沫。
4.石油化工涉及的易燃易爆物质种类多、数量大，一旦发生火灾，燃烧速度快、火势发展迅猛，易形成大面积立体火灾，且易发生复燃，扑救难度很大。目前成熟的正压式泡沫系统泡沫混合液流量在20～ 100l/s，而石化企业中5～10万立方的油罐或易燃液体储罐，一旦发生全液面燃烧，扑救上述一个储罐所需正压式泡沫系统的泡沫混合液流量就应在120～200l/s以上供应强度，才能实现对燃烧液面的快速覆盖。为了达到这个供应强度，目前储罐区的固定式系统是采取多个泡沫系统来实现。
5.发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：各个喷射装置都均匀安装在储罐上，所以只是增加了灭火系统的组成成本，泡沫能够可靠地输送并喷射到着火部位。但是，对于压缩气体泡沫消防车来讲，压缩气体泡沫系统不能供给大流量压缩泡沫，所以难以实现更远的消防炮射程和更大的消防作业范围。因此，当前亟待研发大流量压缩气体泡沫生产装置以满足大型石化火灾扑救的高效性和经济性需求。

技术实现要素：

6.本发明提出一种伸缩式消防泡沫发泡器、系统以及发泡方法，用以提高消防泡沫的发泡效果。
7.本发明实施例提供一种伸缩式消防泡沫发泡器，包括：
8.至少一级嵌套的第一管和第二管，所述第二管的一端嵌套于所述第一管内部，所述第二管的另一端位于所述第一管的外部；
9.连接支撑部，安装于所述第二管的一端，所述第二管通过所述连接支撑部可滑移地安装于所述第一管；以及
10.挡板，安装于所述连接支撑部。
11.在一些实施例中，所述第一管的直径与所述第二管的直径的比值为1.14～1.16。
12.在一些实施例中，所述连接支撑部包括贯穿自身的过流孔；所述过流孔的直径与所述第二管的直径的比值为1.05～1.1。
13.在一些实施例中，所述连接支撑部的轴向长度为所述过流孔的直径的0.3～0.5倍。
14.在一些实施例中，所述连接支撑部的过流孔的内壁与所述第二管的内壁平滑过渡。
15.在一些实施例中，所述挡板的数量为多个，多个所述挡板沿着所述过流孔的周向分散布置。
16.在一些实施例中，各个所述挡板的一端与所述连接支撑部固定连接，各个所述挡板的另一端靠近所述过流孔的中轴线；所有的所述挡板的另一端位于同一个圆周上，该圆周的直径为所述第二管的直径的 0.5～0.7倍。
17.在一些实施例中，所述挡板的另一端与所述过流孔的中轴线的距离为所述过流孔的直径的0.25～0.35倍。
18.在一些实施例中，所述挡板沿着所述第二管的径向方向延伸，所述挡板的最大延展面平行于所述第二管的横截面。
19.在一些实施例中，所述挡板被构造为锥形的，且所述挡板的锥角β为5
°
～10
°
。
20.本发明实施例提供一种消防泡沫发泡系统，包括：
21.消防泡沫发泡装置，被构造为将泡沫混合液、压缩气体发泡为消防泡沫；以及
22.本发明任一技术方案所提供的伸缩式消防泡沫发泡器，所述伸缩式消防泡沫发泡器安装于所述消防泡沫发泡装置的下游且两者串联，以对所述消防泡沫发泡装置输送的消防泡沫进行至少一次发泡。
23.在一些实施例中，所述消防泡沫发泡装置包括：
24.两相流注入座，包括相互独立的第一流路和第二流路；
25.喷气嘴组件，包括进液孔、进气孔、第一出气孔和导流部；所述进液孔与所述第一流路流体连通，且所述进液孔位于所述第一流路的下游；所述进气孔与所述第二流路流体连通，且位于所述第二流路的下游；以及
26.泡沫混合室，位于第一流路、所述第二流路的下游，且与所述第一流路、所述第二流路均流体连通；所述第一出气孔和所述导流部均伸入到所述泡沫混合室内部；所述第一出气孔和所述导流部被构造为使得经由所述喷气嘴组件输出的气流流至所述泡沫混合室的径向方向的不同位置。
27.在一些实施例中，所述导流部包括：
28.第二出气孔，与所述第一出气孔位于所述泡沫混合室的径向方向的不同位置。
29.在一些实施例中，所述喷气嘴组件包括：
30.安装板，与所述两相流注入座贴合且固定；所述安装板开设有与所述两相流注入座的第二流路流体连通的所述进气孔；
31.轴向管，安装于所述安装板远离所述两相流注入座的一侧；所述轴向管的轴线平行于所述两相流注入座的中轴线；所述轴向管与所述安装板的所述进气孔流体连通；以及
32.径向管，所述径向管的中轴线与所述轴向管的中轴线相交，所述径向管的一端与
所述轴向管流体连通，所述径向管的另一端位于所述轴向管朝向所述两相流注入座的中轴线的一侧。
33.在一些实施例中，所述轴向管的数量均为多个，多个所述轴向管围绕所述安装板的周向分散布置。
34.在一些实施例中，所述轴向管的另一端远离所述两相流注入座；所述轴向管的另一端作为所述第一出气孔且是敞口的；所述轴向管的另一端对着所述泡沫混合室的内壁。
35.在一些实施例中，所述径向管的另一端远离所述轴向管，所述径向管的另一端是封闭的；所述径向管靠近所述轴向管的另一端的侧壁开设有所述第二出气孔；
36.所述第二出气孔的轴线方向与所述两相流注入座的中轴线平行，或者，所述第二出气孔的轴线方向与所述两相流注入座的中轴线相交，且夹角小于90
°
。
37.在一些实施例中，所述导流部包括：
38.导流板，位于所述第一出气孔附近；所述导流板被构造为将经由所述第一出气孔输出的气流中的部分导流至靠近所述泡沫混合室的中轴线的位置。
39.在一些实施例中，所述喷气嘴组件还包括：
40.安装板，与所述两相流注入座贴合且固定；所述安装板开设有与所述两相流注入座的第一流路流体连通的所述进液孔以及与第二流路流体连通的所述进气孔；以及
41.轴向管，安装于所述安装板远离所述两相流注入座的一侧；所述轴向管的轴线平行于所述两相流注入座的中轴线；所述轴向管与所述安装板的所述进气孔流体连通；
42.其中，所述导流板与所述轴向管固定连接，所述导流板被构造为无孔的；所述导流板被构造为在自身远离所述安装板的一侧形成负压区域，以使得所述轴向管输出的气流中的部分流动至所述负压区域。
43.在一些实施例中，所述第一流路位于所述两相流注入座的中轴线上；沿着所述两相流注入座的径向方向，所述第二流路位于所述第一流路的外侧。
44.在一些实施例中，消防泡沫发泡系统还包括：
45.第一入口管，所述第一流路位于所述第一入口管的下游，且与所述第一入口管流体连通；以及
46.第一出口管，安装于所述泡沫混合室的下游。
47.在一些实施例中，所述泡沫混合室的内壁被构造锥形的；所述泡沫混合室的入口的流通面积大于所述泡沫混合室的出口的流通面积。
48.在一些实施例中，消防泡沫发泡系统还包括：
49.气体供给流路，位于所述两相流注入座的第二流路的上游，以向所述两相流注入座提供气体；
50.泡沫原液供给流路，位于所述两相流注入座的第一流路的上游，以向所述所述两相流注入座提供泡沫原液；以及
51.水供给流路，也位于所述两相流注入座的第一流路的上游，以向所述两相流注入座提供水。
52.在一些实施例中，消防泡沫发泡系统还包括：
53.喷水支路，与所述消防泡沫发泡装置并联布置；所述喷水支路的一端与所述水供给流路流体连通；所述喷水支路的另一端与所述第一出口管并联；以及
54.喷泡沫支路，与所述水供给流路连通；所述喷泡沫支路位于所述水供给流路和所述第一流路之间，且与所述水供给流路和所述第一流路均流体连通；
55.其中，所述水供给流路可选择地与所述喷水支路、所述喷泡沫支路中的至少一个流体连通。
56.在一些实施例中，消防泡沫发泡系统还包括：
57.输送管，与所述消防泡沫发泡器流体连通，所述输送管位于所述消防泡沫发泡器的下游；以及
58.回转体，连接所述输送管。
59.在一些实施例中，消防泡沫发泡系统还包括：
60.喷射器，安装于所述输送管的下游。
61.在一些实施例中，所述消防泡沫发泡装置和所述消防泡沫发泡器之间的管路的长度大于等于该管路的最大直径的10～20倍。
62.本发明实施例提供一种消防泡沫发泡方法，采用本发明任一技术方案所提供的消防泡沫发泡系统实现，所述消防泡沫发泡方法包括以下步骤：
63.在需要喷射泡沫灭火剂时，按照设定的第一流速v
mi
向所述消防泡沫发泡装置的第一入口管输送泡沫混合液；
64.按照设定的第二流速vg向所述消防泡沫发泡装置的两相流注入座的第二流路输送压缩气体；
65.按照设定的第三流速v
f1
将所述消防泡沫发泡装置输出的流体输送至伸缩式消防泡沫发泡器。
66.在一些实施例中，所述v
ml
为6～8m/s；和/或，所述vg为8～15m/s；和/或，所述v
f1
为5～10m/s；和/或，
67.所述消防泡沫发泡装置的泡沫混合室的入口处泡沫混合液注入表象流速为v
1i
，v
1i
为2m/s～5m/s；和/或
68.所述消防泡沫发泡装置的泡沫混合室的入口处压缩气体注入表象流速为v
1g
，v
1g
为10m/s～20m/s；和/或
69.所述消防泡沫发泡装置的泡沫混合室的出口处泡沫流出表象流速为v
10
，v
10
为4m/s～8m/s。
70.在一些实施例中，消防泡沫发泡方法还包括以下步骤：
71.按照设定的第四流速v
f2
将所述伸缩式消防泡沫发泡器输出的流体输送至喷射器。
72.在一些实施例中，所述v
f2
为6～12m/s。
73.上述技术方案提供的伸缩式消防泡沫发泡器，尤其适用于大流量压缩气体泡沫系统，可以将其他发泡装置输送来的泡沫进行二次发泡。在大流量压缩气体泡沫输送过程中，由于消防管路流量大，一方面只经过一次发泡的泡沫混合液可能发泡不完全；另一方面也存在由于管路输送中的变向或变径较多，泡沫容易出现破裂，气体从气泡流中溢出集成为大气泡等现象。伸缩式消防泡沫发泡器是输送管路的一部分，且包括连接支撑部、挡板以及至少一级嵌套的第一管和第二管，在输送来的泡沫流入第一管后，在挡板的作用下，大泡沫会被再次破碎，以形成均匀的小泡沫，进而改善发泡效果，提高泡沫的灭火性能；并且二次发泡是在泡沫输送过程中自动实现的。
附图说明
74.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
75.图1为本发明实施例提供的消防泡沫发泡系统组成示意图。
76.图2为本发明实施例提供的消防泡沫发泡系统的消防泡沫发泡装置结构示意图。
77.图3为图2的a-a剖视示意图。
78.图4为图2的b-b剖视示意图。
79.图5为本发明实施例提供的消防泡沫发泡系统的消防泡沫发泡装置的喷气嘴组件结构示意图。
80.图6为本发明另一些实施例提供的消防泡沫发泡系统的消防泡沫发泡装置结构示意图。
81.图7为图6的m-m剖视示意图。
82.图8为图6的n-n剖视示意图。
83.图9为图6的p剖视示意图。
84.图10为本发明实施例提供的消防泡沫发泡系统的伸缩式消防泡沫发泡器结构示意图。
85.图11为图10的一端局部放大示意图。
86.图12为图11的m向示意图。
87.图13为图11的n向示意图。
88.图14为本发明实施例提供的消防泡沫发泡方法示意图。
89.附图标记：
90.100、消防泡沫发泡装置；200、气体供给流路；300、泡沫原液供给流路；400、水供给流路；500、喷水支路；600、喷泡沫支路；700、伸缩式消防泡沫发泡器；810、输送管；820、回转体；830、喷射器； 840、泡沫混合液开关阀；850、控制器；
91.110、两相流注入座；120、喷气嘴组件；130、泡沫混合室；140、第一入口管；150、第一出口管；
92.111、第一流路；112、第二流路；
93.121、进液孔；122、进气孔；123、第一出气孔；124’、第二出气孔；125、安装板；126、轴向管；127、径向管；124、导流部；
94.201、空压机；202、气体分配阀；203、冷却器；204、第一气体过滤器；205、第二气体过滤器；206、空气流量计；207、单向阀；208、第一压力表；209、进气节流阀；
95.300a、泡沫原液吸入支路；300b、冲洗支路；301、泡沫吸液阀； 302、冲洗进水阀；303、泡沫泵；304、止回阀；305、泡沫流量计； 306、泡沫原液接口；
96.401、过滤器；402、水泵；403、真空泵；404、止回阀；405、真空表；406、水流量计；407、进水管接口；
97.501、第一切换阀；601、第二切换阀；602、第二压力表；
98.703、第一管；704、第二管；705、连接支撑部；706、挡板；706＇、挡板；706＇＇、挡板；705a、过流孔；71、外侧管；72、中间管；73、内侧管；711、第一法兰；712、第一套管；721、第一活塞；722、第二套管；731、第二活塞；732、第二法兰。
具体实施方式
99.下面结合图1～图14对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
100.发明人发现，在消防行业，现有成熟可靠的中小型压缩气体泡沫系统(泡沫混合液流量为20～100l/s)的泡沫混合装置，都是采用一个静态混合器或者多种静态混合器串联/并联在一起成为一组联结在管路中，结构简单、性能可靠、无需额外驱动力。这些静态混合器从原理上可以分成两大类，一类是从设计不同的流体混合注入结构入手，如：
①
把气相流或液相流中任一相流分成若干更细小的流束注入另一相流的外界面进行混合，
②
把气相流或液相流中任一相流分成若干更细小的流束注入另一相流的的内部进行混合等；另一类则是从设计不同的扰流件结构入手，如叠加的网孔板、螺旋的导流板、立体的栅格板、锥形的扰流器等。这些设计最终都是为了使气相流被液相流更好地分散、让两相流在扰流件的冲击作用下能够混合更均匀，成为颗粒细小、泡沫分布均匀的气泡流。当然，为了增强上述两类静态混合器的发泡效果，还有一些设计在上述基础上，在连接静态混合器的前后管路中设计了文丘里管或拉法尔管的变径构造，进一步增强两相流相互冲击混合的效果。
101.压缩气体泡沫系统生成泡沫的机理是先由泡沫原液与水按一定比例均匀混合，然后泡沫混合液再与压缩气体混合发泡，即以一定比例的压缩气体注入泡沫混合液内，通过两相流的撞击混合后产生泡沫。
102.这种压缩气体注入形成的消防泡沫，其稳定性、发泡性和灭火性能与泡沫原液、水、气体的物性，泡沫原液化学组成等都有密切关联，而在制备中影响上述性能的主要因素则是泡沫混合液比例、气液比、混合压力、气液两相表面接触面积和两相混合均匀度等因素。
103.压缩气体泡沫的生成实际上就是气液两相流的混合和输送过程，发明人通过研究发现，这种气液两相流根据注入气速和液速、管径和流体性质等的不同，会形成五种流型：环状流、塞状流、液节流、气泡流、雾状流，其中当主体呈现为气泡流流型时，泡沫的形成质量最好，平均气泡尺寸小、数量多，气泡均匀分散在连续的液相中。
104.现有的定型产品和工程实践表明，压缩气体泡沫系统中泡沫混合液比例、气液比、混合压力等过程控制已形成了行业成熟可靠的技术，但是在气液两相表面接触面积和两相混合均匀度控制方面还没有形成成熟的技术和工艺。尤其对于泡沫混合液流量＞150l/s的大流量压缩气体泡沫系统，由于两相流流量显著增大，为了减少管路压力损失，消防泡沫发泡器及相关输送管路通径也相应显著增大，原来适用于≤ 100l/s的压缩气体泡沫系统的泡沫混合装置结构就难以提供气液两相流充分混合发泡的接触面积和途径，在使用中出现了新的问题，如：
①
不能达到原来混合均匀的气泡流，泡沫质量变差；
②
泡沫混合装置的过流压力损失过大；
③
装置空间占位大，难以车载放置；
④
结构复杂，可靠性差等。
105.发明人进一步研究后发现，在泡沫原液化学成分以及泡沫原液、水、气体的物性已确定的情况下，实际影响大流量压缩气体泡沫系统中消防泡沫制备质量的，主要存在两个环节：即一个是泡沫混合室的混合发泡效果，另一个是发泡后在管路输送中的发展变化。
106.因此，发明人提出一种适用于大流量压缩气体泡沫系统的消防泡沫发泡装置，能满足在车载式或固定式系统中的成功应用，实现较好的灭火效能。该消防泡沫发泡装置达到了三个方面的显著效果，即：一，实现大流量两相流混合泡沫更均匀、细腻；二，降低管路压力损失，保证压缩气体泡沫能够取得更远的喷射距离；三，结构简单可靠，空间占用位置
小。
107.本文所使用的名词或者术语解释。
108.消防泡沫，是一种体积较小、表面被液膜包围，用于消防灭火的气泡。由于比重远小于一般可燃液体的比重，因而可以漂浮于液体的表面，形成一个泡沫覆盖层。同时，消防泡沫又具有一定的粘性，可以粘附于一般可燃固体的表面。
109.消防泡沫的制备方法如下：先由泡沫原液与水按一定比例均匀混合，然后泡沫混合液再与气体混合发泡，最终形成具有灭火效能的灭火剂-消防泡沫。
110.消防泡沫的泡沫质量和灭火性能主要与泡沫原液、水、气体的物性，泡沫混合液比例、气液比、混合压力、气液混合均匀度和气液两相表面接触面积等因素有关。
111.泡沫原液：可按适宜的混合比与水混合形成泡沫溶液的浓缩液体。
112.泡沫混合液：泡沫液与水按特定混合比配制的泡沫溶液。
113.发泡倍数：泡沫体积与形成该泡沫的泡沫混合液体积的比值。低倍数泡沫：发泡倍数低于20的灭火泡沫。湿泡沫：发泡倍数低于10 倍的泡沫。干泡沫：发泡倍数不低于10倍的泡沫。
114.压缩气体泡沫消防车：主要装备水罐和泡沫液罐,通过压缩气体泡沫系统喷射泡沫灭火的消防车。
115.泡沫比例混合系统：由泡沫比例混合器、泡沫原液泵、控制装置、管路装置等部件组成,能将水和泡沫原液按一定比例混合的系统。
116.压缩气体泡沫系统：主要由消防泵、压缩气体系统、泡沫比例混合系统、喷射装置、管路系统等组成,能产生压缩气体泡沫的装置。
117.本文中的术语以及尺寸标注说明。
118.d1为第一流路111的直径，也是第一入口管140的直径。
119.d2为泡沫混合室130的入口直径。
120.d3为第一出口管150的直径，也是泡沫混合室130的出口直径。
121.d4为所有的径向管127的另一端所在的圆周面的直径。
122.d3为所有的挡板702的另一端所在的圆周面的直径。
123.l1为泡沫混合室130的轴向长度。
124.l5为导流板124”的长度。
125.l6为导流板124”的另一端的宽度。
126.δ为导流板124”的锥角。
127.参见图1至图2，本发明实施例提供一种消防泡沫发泡装置100，用于将泡沫混合液在压缩气体的作用下形成泡沫。消防泡沫发泡装置 100包括两相流注入座110、喷气嘴组件120以及泡沫混合室130。两相流注入座110包括相互独立的第一流路111和第二流路112。参见图2和图5，喷气嘴组件120包括进液孔121、进气孔122、第一出气孔123和第二出气孔124'。进液孔121与第一流路111流体连通，且进液孔121位于第一流路111的下游。进气孔122与第二流路112流体连通，且位于第二流路112的下游。泡沫混合室130安装于第一流路111以及第二流路112的下游，且与第一流路111、第二流路112 均流体连通；第一出气孔123和第二出气孔124'均伸入到泡沫混合室 130内部；第一出气孔123和第二出气孔124'位于泡沫混合室130的径向方向的不同位置。
128.两相流注入座110用于接收泡沫混合液、压缩气体。泡沫混合液进入到两相流注入座110后，直接沿着第一流路111流向泡沫混合室 130。压缩气体进入到两相流注入座110之后，沿第二流路112进入到喷气嘴组件120中，然后从喷气嘴组件120进入到泡沫混合室130中，与进入到泡沫混合室130的泡沫混合液相互作用，以生成消防泡沫。
129.为了便于将消防泡沫发泡装置100与其他部件连接，参见图2，在一些实施例中，消防泡沫发泡装置100还包括第一入口管140和第一出口管150。第一流路111位于第一入口管140的下游，且与第一入口管140流体连通。第一出口管150安装于泡沫混合室130的下游。
130.下面按照流体进入消防泡沫发泡装置100的流路，详细介绍消防泡沫发泡装置100各个部分的具体实现方式。
131.如上文介绍的，进入消防泡沫发泡装置100的流体分为二类：泡沫混合液、压缩气体。泡沫混合液是泡沫原液和水的混合物。其中，泡沫混合液从第一入口管140进入到两相流注入座110的第一流路 111中，进入到第一流路111中的流体沿着实线箭头s1流动，参见图 2。压缩气体则从消防泡沫发泡装置100的外界管路、沿着第二流路 112进入到两相流注入座110中，进入到第二流路112中的流体沿着虚线箭头s2流动，参见图2。
132.具体来说，参见图2，泡沫混合液被输送至第一入口管140中，然后泡沫混合液沿着第一入口管140进入到两相流注入座110的第一流路111中。第一入口管140的中轴线和两相流注入座110的中轴线重合。两相流注入座110的第一流路111中的泡沫混合液随后流入到喷气嘴组件120的进液孔121中，参见图5。进液孔121位于喷气嘴组件120的中间位置，进液孔121的中轴线也和两相流注入座110的中轴线重合。进液孔121的流通面积略大于第一入口管140的流通面积，也略大于两相流注入座110的第一流路111的流通面积。需要说明的是，此处以第一入口管140、第一流路111均为圆柱形的结构为例。泡沫混合液随后流出喷气嘴组件120的进液孔121，然后流入到泡沫混合室130中，等待与两相流注入座110的第二流路112输出的压缩气体混合以发泡得到泡沫。
133.继续参见图2，压缩气体从外部管路进入到两相流注入座110的第二流路112中，然后沿着喷气嘴组件120的进气孔122进入到喷气嘴组件120中。参见图5，进入到喷气嘴组件120的压缩气体被分为两股，一股从第一出气孔123流出喷气嘴组件120，即气流s21；另一股从第二出气孔124'流出喷气嘴组件120，即气流s22。第一出气孔 123的直径为d5，第二出气孔124'的直径为d6。
134.参见图2，在一些实施例中，第一流路111位于两相流注入座110 的中轴线上；第一流路111具体为贯穿两相流注入座110自身轴线方向的进气孔122。第二流路112则包括两段，第一段支路为沿着两相流注入座110的径向方向延伸的气孔，第二段支路为轴线平行于两相流注入座110的轴向方向的环状沟槽，环状沟槽与第一段支路的气孔的流体连通。外部压缩气体先进入到第一段支路、再流向第二段支路。沿着两相流注入座110的径向方向，第二流路112位于第一流路111 的外侧。两相流注入座110采用这种结构，使得第一流路111、第二流路112既可以独立，相互不串流、不连通，也使得第一流路111、第二流路112在两相流注入座110的轴向方向上有一定的重叠区域。有效地利用了两相流注入座110的空间尺寸，两相流注入座110所占用的结构体积小，其结构紧凑合理。
135.喷气嘴组件120与两相流注入座110固定连接。喷气嘴组件120 的进气孔122位于两相流注入座110的第二流路112的下游。
136.进入到喷气嘴组件120的压缩气体，经由第一出气孔123、第二出气孔124'分流射出。在泡沫混合室130的径向方向上来看，第一出气孔123、第二出气孔124'位于泡沫混合室130的径向方向的不同位置。第一出气孔123更靠近泡沫混合室130的径向边缘，第二出气孔 124'更靠近泡沫混合室130的中轴线。
137.喷气嘴组件120采用上述结构，巧妙地实现了压缩气体从泡沫混合液柱的外表面和内部进行了充分混合，扩大了压缩空气与泡沫、水的接触面积，而且第一出气孔123、第一出气孔123均位于泡沫混合室130的内部，有效降低了由于喷气嘴组件120占据位置造成的过流压力损失。
138.参见图2和图5，在一些实施例中，喷气嘴组件120包括安装板125、轴向管126以及径向管127。安装板125具体为一块平板，其厚度尺寸以满足固定安装的要求为宜，尽量薄一些，以使得整个消防泡沫发泡装置100的结构更加紧凑、精巧。安装板125与两相流注入座 110贴合且固定，具体比如螺栓固定、焊接、铆接等。安装板125开设有与两相流注入座110的第二流路112流体连通的进气孔122，以及与第一流路111流体连通的进液孔121。轴向管126安装于安装板 125远离两相流注入座110的一侧，轴向管126和安装板125之间焊接固定。径向管127的轴线垂直于两相流注入座110的中轴线。轴向管126与安装板125的进气孔122流体连通。压缩气体沿着安装板125 的进气孔122进入到轴向管126中。径向管127的中轴线与轴向管126 的中轴线相交，径向管127的一端与轴向管126流体连通，具体地，径向管127安装于轴向管126靠近下游端部的位置。这种结构使得径向管127距离泡沫混合室130的入口有一定的轴向距离，使得泡沫混合液在比较稳定的状态下与径向管127输出的压缩气体相互作用。径向管127远离轴向管126的另一端位于轴向管126朝向两相流注入座 110的中轴线的一侧。
139.上述技术方案，轴向管126输出的压缩气体与泡沫混合液形成的液柱位于周向表面区域的部分相互作用，径向管127输出的压缩气体可以伸入到泡沫混合液的中心位置，以与泡沫混合液形成的液柱位于中心区域的部分相互作用，这样大大增加了压缩气体与泡沫混合液的接触面积，提高了发泡效果。并且，轴向管126和径向管127的布置方式减少了液流冲击的阻力。
140.继续参见图2，在一些实施例中，径向管127的另一端远离轴向管126，径向管127的另一端是封闭的；径向管127靠近轴向管126 的另一端的侧壁开设有第二出气孔124'；第二出气孔124'的轴线方向与两相流注入座110的中轴线平行，或者，第二出气孔124'的轴线方向与两相流注入座110的中轴线相交，且夹角小于90
°
。
141.继续参见图2，在一些实施例中，轴向管126的另一端远离两相流注入座110，且轴向管126的另一端是敞口的，该敞口作为第一出气孔123。轴向管126的另一端对着泡沫混合室130的内壁，即对着泡沫混合室130的锥形内壁。
142.参见图3和图4，在一些实施例中，轴向管126的数量均为多个，比如为8～10个，多个轴向管126围绕安装板125的周向分散布置，具体可以是均匀布置。如此设置，使得轴向管126输出的压缩气体能在泡沫混合液形成的液柱周向表面区域的多个位置相互作用，以提高发泡效果。
143.参见图3和图4，在一些实施例中，径向管127的数量均为多个，具体比如为8～10个。轴向管126和径向管127一一对应地布置。
144.参见图2、图3或者图5，在一些实施例中，每个轴向管126都设置有一个第一出气孔123。每个径向管127则设置有多个第二出气孔 124'。第一出气孔123的流通面积比较大，各个第二出气孔124'均为微孔。在一些实施例中，轴向管126的另一端的流通面积为与该轴向管126流体连通的径向管127的所有第二出气孔124'的流通面积的 1.5～2倍。径向管127插入泡沫混合室130中部的芯柱顶端距泡沫混合室130轴线距离h1(参见图2)为两相流注入座110的泡沫混合液流入通径d1(参见图2)的0.15～0.2倍，以使得径向管127输出的气流充分与泡沫混合液的内部相互作用。
145.继续参见图3和图4，在一些实施例中，所有的径向管127的另一端位于同一个圆周面上，且该圆周面的直径d4为第一流路111的直径d1的0.3～0.4倍。
146.在一些实施例中，第一流路111的直径和第一入口管140的直径相等，均为d1。第一出口管150的直径为d3。在一些实施例中，第一入口管140的流通面积与第一出口管150的流通面积相同。即，d1和 d3相等。
147.上述技术方案，采用轴向管126、径向管127输出压缩气体，使得压缩气体从泡沫混合液柱的外表面和内部均进行充分混合，扩大了两相流的接触面积、降低了过流压力损失、减少了压缩气体加注的阻力、优化了气液两相对冲搅动的路径，从而实现混合更均匀、泡沫颗粒度更小的发泡效果。
148.并且，上述技术方案中，喷气嘴组件120位于泡沫混合室130的圆柱孔内部，喷气嘴组件120采用合理的t型轴孔设计，确保泡沫混合室130最小通流面积不小于两相流注入座110的泡沫混合液流入面积。该消防泡沫发泡装置100实现了压缩气体从泡沫混合液柱的外表面和内部进行充分混合，扩大了两相流的接触面积，而且有效降低了由于喷气嘴占位造成的过流压力损失。喷气嘴组件120通过合理的喷孔数量及结构尺寸设计，使得泡沫混合室130最小通流面积不小于两相流注入座110的泡沫混合液流入面积。
149.继续参见图2，泡沫混合室130的内壁被构造锥形的；泡沫混合室130的入口的流通面积大于泡沫混合室130的出口的流通面积，即 d2大于d3。
150.泡沫混合室130采用锥柱形、变截面的设计，一方面实现了泡沫混合液流经泡沫混合室130时，在近锥面处会形成相对低压区有利于第一出气孔123和第二出气孔124'注入混合，另一方面大部分压缩气体通过平行于输送管路轴线的第一出气孔123与锥面、锥面附近的液相相互撞击，以及经锥面反射后再与液相搅动和相互冲击，从而实现混合更均匀、泡沫颗粒度更小的发泡效果。
151.在一些实施例中，泡沫混合室130的轴向长度为l1，泡沫混合室130的出口直径为d3，l1为d3的0.35～0.5倍。
152.在一些实施例中，泡沫混合室130的内壁与泡沫混合室130的中轴线的夹角为θ，θ为40
°
～50
°
。
153.如上文介绍的，泡沫混合室130内部构造为锥柱形变截面孔，泡沫混合室130的泡沫流出锥口通径d3与两相流注入座110的泡沫混合液流入通径d1相同，泡沫混合室130的圆柱口通径d2是锥口通径 d3的1.5倍。即泡沫混合室130的入口直径d2为泡沫混合室130的出口直径d3的1.3～1.7倍，具体比如为1.5倍。采用上述比例参数，有效地提高了发泡效果。
154.在一些实施例中，泡沫混合室130的轴向长度l1为泡沫混合室 130的出口直径d3的0.4～0.6倍，具体比如为0.4倍、0.5倍、0.6 倍。采用上述比例参数，使得发泡时长在较佳
的范围内，大大提高了发泡效果。
155.采用上述参数，降低了管路压力损失、提高了发泡质量，形成了更加均匀、灭火性能更佳的泡沫流。
156.参见图6至图10，下面介绍另一些实施例。
157.本实施例与上述实施例的区别在于导流部124的实现方式不相同。导流部124具体包括导流板124”，导流板124”位于所述第一出气孔123附近。导流板124”被构造为将经由所述第一出气孔123输出的气流中的部分导流至靠近所述泡沫混合室130的中轴线的位置。
158.在上述的各个实施例中，导流部124采用第二出气孔124'。由于第二出气孔124'与第一出气孔123位于泡沫混合室130的径向方向的不同位置，所以，从第二出气孔124'出来的气流更加靠近泡沫混合液柱的中轴线区域，从第一出气孔123出来的气流更加靠近泡沫混合液柱的周向表面区域。
159.然而，在本实施例中，气流全部经由第一出气孔123输出至泡沫混合室130中。导流板124”的表面阻挡了进入到泡沫混合室130的泡沫混合液，所以在泡沫混合液流动方向的下游，即导流板124”背离安装板125的一侧，形成了负压区域a，该负压区域使得此处的泡沫混合液比较少。经由第一出气孔123输出压缩气体能够顺利地进入到该区域中，并与此处的泡沫混合液混合。负压区域a与第一出气孔 123所处的位置也是泡沫混合室130径向方向的不同位置，所以，进入到泡沫混合室130的泡沫混合液柱的中轴线区域、周向表面区域都有与之作用的压缩气体。
160.参见图10，从p向看，导流板124”是梯形的，导流板124”与轴向管126连接一端比较粗，导流板124”的另一端比较细。l5为15～ 30mm，l6为5～8mm。导流板124”的锥角为δ，δ为15
°
～25
°
，具体比如为15
°
、18
°
、20
°
、22
°
、25
°
等。
161.参见图7，泡沫混合室130的入口直径d2大于泡沫混合室130的出口直径d3，可以利用第一流路111内的流体流动，在锥腔环壁空间处形成低压区便于压缩气体进入；并且导流板124”远离安装版125 的一侧也会形成低压区a。
162.上述技术方案，巧妙地利用液流通过喷气嘴组件120后，在其背面形成的低压区a，来引导压缩气体经过泡沫混合室130内锥面的反射，沿喷气嘴组件120背面进入泡沫混合室130中部，从而实现了压缩气体从泡沫混合液柱的外表面和内部进行了充分混合，扩大了两相流的接触面积，而且有效降低了由于喷气嘴组件120占据空间造成的过流压力损失。
163.参见图1，本发明另一些实施例还提供一种消防泡沫发泡系统，包括气体供给流路200、泡沫原液供给流路300、水供给流路400以及本发明任一技术方案所提供的消防泡沫发泡装置100。气体供给流路 200位于两相流注入座110的第二流路112的上游，以向两相流注入座110提供气体。泡沫原液供给流路300位于第一入口管140的上游，以向第一入口管140提供泡沫原液。水供给流路400也位于第一入口管140的上游，以向第一入口管140提供水。
164.下面沿着各个流体的流向，详细介绍消防泡沫发泡系统的结构、原理、以及具体实现方式。
165.首先介绍提供压缩气体的部分。气体供给流路200用于向上文介绍的消防泡沫发泡装置100的两相流注入座110的第二流路112提供压缩气体。
166.参见图1，在一些实施例中，气体供给流路200包括空压机201、气体分配阀202以及冷却器203。各个部件之间通过管路流体连通。空压机201被构造为提供压缩气体。在空压机
201的上游，还可以设置进气节流阀209，以调节进气量。在进气节流阀209的上游，还可以设置第一空气过滤器204，以过滤空气中的杂质。在空压机201的下游，设置有第二空气过滤器205，以过滤掉空压机201输出的压缩气体中的杂质。
167.为了准确检测气体供给流路200内的压缩气体的气压，在气体分配阀202、第二空气过滤器205之间的管路上设置有第一压力表208，以检测管路内的压缩气体的压力。
168.在第二空气过滤器205的下游设置有气体分配阀202，气体分配阀202具体安装于第二空气过滤器205的下游的管路。气体分配阀202 用于对空压机201输出的压缩气体进行分配，以按照设定的流量参数向消防泡沫发泡装置100提供压缩气体。在气体分配阀202的下游，设置有冷却器203。冷却器203用于调节气体分配阀202输出的压缩气体的温度，以使得压缩气体按照设定的温度要求进入到消防泡沫发泡装置100的第二流路112中。
169.为了精准控制气体供给流路200输出至第二流路112的压缩气体的流量，气体供给流路200还包括空气流量计206。空气流量计206 位于冷却器203的下游。通过空气流量计206采集管路中的压缩气体的流量。
170.继续参见图1，在一些实施例中，气体供给流路200还包括单向阀207，单向阀207位于空气流量计206和第二流路112之间，使得压缩气体只能从空气流量计206流向第二流路112，而不能返流。而且，杜绝了在一些情况下，出现泡沫发泡装置100中第一流路液体向气路反窜现象的可能性。
171.在一些实施例中，消防泡沫发泡系统还包括控制器850，控制器850与空压机201、进气节流阀209、第一压力表208、气体分配阀202、空气流量计206均通信连接。控制器850根据水流量计406、第二压力表602、第二切换阀601、泡沫混合液开关阀840、第一压力表208、空气流量计206采集的状态参数，以灭火要求，控制空压机201、进气节流阀209、气体分配阀202的工作状态，以使得进入到消防泡沫发泡装置100的两相流注入座110的第二流路112中的压缩气体的参数满足要求。参数比如为流量、表象流速也称为流速等。
172.继续参见图1，下面介绍泡沫原液供给流路300。泡沫原液供给流路300用于向上文介绍的消防泡沫发泡装置100的两相流注入座110 的第一流路111提供泡沫原液。
173.在一些实施例中，泡沫原液供给流路300包括泡沫吸液阀301、冲洗进水阀302以及泡沫泵303。各个部件之间通过管路流体连通。
174.参见图1，泡沫泵303用于泵送泡沫。在泡沫泵303的上游设置有两个支路：泡沫原液吸入支路300a、冲洗支路300b。泡沫原液吸入支路300a用于向泡沫泵303提供泡沫原液，冲洗支路300b则在需要冲洗泡沫原液供给流路300的各个部件时，向泡沫泵303提供冲洗水。
175.参见图1，泡沫吸液阀301位于泡沫原液吸入支路300a，泡沫吸液阀301被构造为与泡沫原液接口306连通。
176.冲洗进水阀302位于冲洗支路300b，冲洗进水阀302被构造为与冲洗水接口连通。冲洗进水阀302与泡沫吸液阀301并联布置。
177.泡沫泵303位于泡沫吸液阀301以及冲洗进水阀302的下游。根据需要，泡沫吸液阀301、冲洗进水阀302中的其中一个处于导通状态，流体可以流过处于导通状态的阀。
178.为了准确检测泡沫泵303泵送的泡沫原液的压力，在一些实施例中，泡沫原液供给流路300包括止回阀304。止回阀304用于使得泡沫泵303管路中的泡沫单向流动，放置返流。
179.为了准确检测泡沫泵303泵送的泡沫原液的流量，在一些实施例中，泡沫原液供给流路300包括泡沫流量计305。泡沫流量计305用于检测管路中的泡沫流量。
180.在一些实施例中，泡沫吸液阀301、冲洗进水阀302、泡沫泵303、泡沫流量计305、泡沫混合液开关阀840均与控制器850通信连接。控制器850被构造为根据水流量计406、第二压力表602、第二切换阀 601、泡沫混合液开关阀840、泡沫流量计305、止回阀304检测到的状态参数、以及灭火的具体要求，控制泡沫吸液阀301、冲洗进水阀 302、泡沫泵303各自的工作状态。
181.继续参见图1，下面介绍水供给流路400。根据灭火的具体要求，消防泡沫发泡系统可以单独输出水、也可以输出干性泡沫、湿性泡沫。
182.参见图1，在一些实施例中，消防泡沫发泡系统还包括水供给流路400。水供给流路400包括过滤器401、水泵402、真空泵403以及止回阀404，需要流体连通的部件之间通过管路流体连通。水泵402安装于过滤器401的下游；真空泵403与过滤器401和水泵402之间的管路连通，以抽取该段管路内的气体；止回阀404安装于水泵402的下游。
183.水供给流路400提供的水可以用于生成泡沫混合液以及消防泡沫，也可以直接用于灭火。为了实现上述功能的切换，参见图1，在一些实施例中，消防泡沫发泡系统还包括喷水支路500以及喷泡沫支路600。
184.如果需要采用水作为灭火剂，则喷水支路500处于导通状态，喷泡沫支路600是断开的，此时水供给流路400提供的水并不流向消防泡沫发泡装置100的两相流注入座110的第一流路111，而是直接流向喷水支路500，然后输出作为灭火剂。
185.如果需要采用泡沫作为灭火剂，则喷水支路500是断开的、喷泡沫支路600处于导通状态。此时水供给流路400提供的水沿着喷泡沫支路600经与泡沫原液供给流路300输送的泡沫原液混合后，进入两相流注入座110的第一流路111，并与气体供给流路200输送的压缩气体共同作用，以得到消防泡沫。
186.具体地，喷水支路500与喷泡沫支路600并联布置；喷水支路500 的一端与水供给流路400流体连通；喷水支路500的另一端与第一出口管150并联。喷泡沫支路600与水供给流路400连通；喷泡沫支路600位于水供给流路400和第一流路111之间。喷泡沫支路600与水供给流路400和第一流路111均流体连通。其中，水供给流路400可选择地与喷水支路500、喷泡沫支路600中的至少一个流体连通。
187.参见图1，在一些实施例中，消防泡沫发泡系统还包括第一切换阀501和/或第二切换阀601。第一切换阀501安装于喷水支路500；第二切换阀601安装于喷泡沫支路600。第一切换阀501处于导通状态，喷水支路500允许水经过；第一切换阀501处于断开状态，喷水支路500不允许水经过。第二切换阀601处于导通状态，喷泡沫支路 600允许水经过；第二切换阀601处于断开状态，喷泡沫支路600不允许水经过。
188.外界或者消防车提供的车经过进水管接口407进入到水供给流路 400中，流经过滤器401，被水泵402抽吸至往下游流动。在水泵402 和过滤器401之间的管路上安装有真空泵403和真空表405，以在需要的时候将管路内抽真空。水流经水泵402后，流经止回阀404、水流量计406，然后可切换地选择流向喷水支路500、喷泡沫支路600。当采用压力水供给时，真空泵403不需工作；当抽吸低处水源时，真空泵403用于在水泵402与进水管之间抽吸形成真空，以实现吸入。
189.第一种选择：水流向喷泡沫支路600，则第二切换阀601处于导通状态，第一切换阀501处于断开状态，水泵402输送的水全部经由喷泡沫开关阀进入到消防泡沫发泡装置100的两相流注入座110的第一流路111中，与泡沫原液供给流路300输送至两相流注入座110的第一流路111的泡沫原液初步混合，形成泡沫混合液。为了更方便地控制是否需要发泡，在两相流注入座110的第一流路111的入口出设置有泡沫混合液开关阀840，泡沫原液供给流路300、水供给流路400 均位于该泡沫混合液开关阀840的上游。泡沫原液供给流路300输送的泡沫原液、水供给流路400输送的水在泡沫混合液开关阀840处合流。泡沫混合液开关阀840也与上文介绍的控制器850通信连接，控制器850控制泡沫混合液开关阀840的开、关状态以及开度等参数。
190.在一些实施例中，在第二切换阀601的上游、水流量计406的下游之间的管路上安装有第二压力表602，第二压力表602检测管路中的水压，以使得水按照设定的压力与泡沫原液混合。第二压力表602 与上文介绍的控制器850通信连接，第二压力表602检测到的参数发送至控制器850，控制器850根据第二压力表602检测到的参数控制水泵402、真空泵403、喷泡沫开关阀的工作状态。
191.第二种选择：水泵402泵送的水不流经消防泡沫发泡装置100，直接流向消防泡沫发泡装置100的下游。此时，第二切换阀601是断开的，水无法流经第二切换阀601。第一切换阀501是导通的，水经由第一切换阀501流入喷水支路500，最终流向后文介绍的泡沫喷射器830，以喷出用于灭火。水泵402、真空泵403、泡沫泵303及空压机201的驱动动力来自消防车底盘上的动力装置，水、泡沫原液来自底盘装载的水罐和泡沫罐，控制器850根据各类传感器收集的信号和操作者的操纵指令，根据灭火现场的需要，按照喷水、喷湿泡沫、喷干泡沫的不同作业要求，调用相应控制程序，准确配制水、泡沫原液以及压缩气体的混合组成，实现一定压力和流量的水或泡沫喷射灭火。
192.对于大流量压缩空气泡沫系统来讲，由于消防管路流量大，压缩气体经过消防泡沫发泡装置100处理之后可能仍存在一些没有充分发泡的大气团，此外，又由于管路输送中的变向或变径较多，已形成的泡沫(大量)、泡沫混合液(少量)、压缩气体(少量)的复合流体经过管路也可能出现气体从气泡流中溢出集成为大气泡。为了提高灭火效果，经由消防泡沫发泡装置100输送的气泡流将被输送至消防泡沫发泡器700进行再次细化分割和混合发泡。参见图1，消防泡沫发泡器700位于消防泡沫发泡装置100和喷水支路500的下游。消防泡沫发泡器700起到第二次发泡的作用，以提高所产生的泡沫的性能，使其更加满足灭火要求，以起到更好的灭火效果。
193.参见图10至图13，下面介绍本发明一些实施例提供的伸缩式消防泡沫发泡器700的实现方式。
194.较佳地，伸缩式消防泡沫发泡器700用于和其他的发泡装置配合，以将其他发泡装置生成的泡沫在输送过程中的再一次、甚至多次发泡。发泡的次数与伸缩式消防泡沫发泡器700所包括的多级伸缩管的级数正相关。
195.具体地，伸缩式消防泡沫发泡器700包括多级伸缩管。具体来说，伸缩式消防泡沫发泡器包括连接支撑部705、挡板706以及至少一级嵌套的第一管703和第二管704。第二管704的一端嵌套于第一管703 内部，第二管704的另一端位于第一管703的外部。连接支撑部705 安装于第二管704的一端，第二管704通过连接支撑部705可滑移地安装于第一管703。
挡板706安装于连接支撑部705。
196.参见图10，连接支撑部705安装于第二管72的一端，使得第二管72可滑移地安装于第一管71。连接支撑部705具体比如为活塞等。还是以三节管为例，连接支撑部705有两个，且均采用活塞，分别记为：第一活塞721、第二活塞731。
197.与管子的总节数相关，嵌套的第一管703、第二管704的数量越多，级数也越多。以有二级为例，伸缩式消防泡沫发泡器700包括三个管，从外至内分别记为：外侧管71、中间管72、内侧管73。中间管 72嵌套于外侧管71内部，形成第一级嵌套。内侧管73嵌套于中间管 72内部，形成第二级嵌套。对于每一级嵌套而言，位于外侧的为第一管703，位于内侧的为第二管704。
198.上述说明是以二级嵌套为例，如果是三级嵌套，则包括四个管，嵌套方式与上文介绍的方式相同。
199.参见图2，第一管703的直径与第二管704的直径的比值为1.14～ 1.16，具体比如为1.14、1.15、1.16。即外侧管71与中间管72的直径的比值为1.14～1.16。中间管72与内侧管73的直径的比值也为 1.14～1.16。
200.在外侧管71的尾端安装有第一法兰711，在外侧管71的头端安装有第一套外侧管712。
201.在中间管72的尾端安装有作为连接支撑部705的第一活塞721，在中间管72的头端安装有第二套中间管722。
202.在内侧管73的尾端安装有作为连接支撑部705的第二活塞731，在内侧管73的头端安装有第二法兰732。
203.在中间管72和内侧管73的尾部都还安装有挡板706,为了便于区分，将中间管72尾部的挡板记为706＇,将内侧管73尾部的挡板记为 706＇＇。
204.外侧管71、中间管72、内侧管73的直径分别记为：d1、d2、d3。。 d1:d2＝1.14～1.16，d2:d3＝1.14～1.16。
205.第一活塞721、第二活塞731均包括平整段和凸起段，第一活塞 721平整段的直径标记为d21，第二活塞731平整段的直径标记为d31。第一活塞721的平整段的长度分别标记为l21和l31。l21＝(0.3～ 0.5)*d21、l31＝(0.3～0.5)*d31。
206.第一活塞721中所安装的挡板706＇的宽度为l22，挡板706＇沿着第一活塞721轴向的长度为l23。l22＝15～30mm，l23＝15～20mm。
207.第二活塞731中所安装的挡板706＇＇的宽度为l32，挡板706＇＇沿着第二活塞731轴向的长度为l33。l32＝15～30mm，l33＝15～20mm。
208.参见图10，连接支撑部705包括贯穿自身的过流孔705a；过流孔 705a的直径di1与第二管704的直径di的比值为1.05～1.1。以图2 示出的二级套管为例，即，d21：d2＝1.05～1.1；d31：d3＝1.05～1.1。过流孔705a的直径小于第一管703的直径，且略大于第二管704的直径。连接支撑部705的过流孔705a的内壁与第二管704的内壁平滑过渡，以使得伸缩式消防泡沫发泡器内的流体的流动性能更佳。连接支撑部705的轴向长度为过流孔705a的直径的0.3～0.5倍。
209.参见图7至图9，挡板706的数量为多个，具体比如每个第二管 704对应安装10～15个挡板706。多个挡板706沿着过流孔705a的周向分散布置。
210.参见图7至图9，各个挡板706的一端与连接支撑部705固定连接，各个挡板706的另一端靠近过流孔705a的中轴线；所有的挡板 706的另一端位于同一个圆周上，该圆周的直径为第二管704的直径的0.5～0.7倍。即d22＝(0.5～0.7)*d2、d32＝(0.5～0.7)*d3。经过挡板706后的过流面积相比第一管703入口处过流面积为0.85～1倍。
211.参见图10和图11，挡板706沿着第二管704的径向方向延伸，挡板706的最大延展面平行于第二管704的横截面。挡板706被构造为锥形的，且挡板706的锥角β为5
°
～10
°
。
212.上述技术方案，通过在连接支撑部705的内部安装挡板706，也能在泡沫输送过程中促进气液两相流再次均匀分散，一方面降低泡沫过流时的冲击压力损失；另一方面能较好再次破碎运行于环管壁处，可能因存在液节流、塞状流等情况导致溢出的大气泡，并能在牙型挡板后形成由环管壁向管路中心分布的众多湍流旋涡，促进气液两相流再次均匀分散，最终形成更细腻、均匀的优质泡沫，以提高灭火效果。
213.伸缩式消防泡沫发泡器700采用上述实现方式，降低了混合通流的压力损失、实现泡沫在输送过程中能够再次促进发泡；并且伸缩式消防泡沫发泡器700的结构紧凑、空间占用的位置小，每个挡板706 沿第二管704的径向成锥形设计，一方面降低泡沫过流时的冲击压力损失；另一方面能较好再次破碎运行于环管壁处、因存在液节流、塞状流等情况导致溢出的大气泡，并能在挡板706后侧，即下游形成由环管壁向管路中心分布的众多湍流旋涡，促进气液两相流再次均匀分散，最终形成更细腻、均匀的优质泡沫，以提高灭火效果。
214.上述技术方案，适应于需要大流量压缩空气泡沫的场景，消防泡沫发泡系统包括串联的消防泡沫发泡装置100和伸缩式消防泡沫发泡器700，消防泡沫发泡装置100用于将气液两相流注入的压缩气体、泡沫混合液混合发泡，即实现第一级发泡，伸缩式消防泡沫发泡器700 则实现了第二、三级的多级发泡，伸缩式消防泡沫发泡器700将一级伸缩式消防泡沫发泡器700处理之后、仍存在的、没有充分分散到泡沫混合液中的大气团、以及经过一定输送距离的变向或变径导致气体从气泡流中溢出集成的大气泡，进行再次分割和混合发泡。经过流量 100～200l/s的泡沫混合液试验验证表明，在发泡倍数3～15之间，上述技术方案均具有满意的发泡效果。
215.回到图1，在一些实施例中，消防泡沫发泡系统还包括输送管810，输送管810与消防泡沫发泡器700流体连通，输送管810位于消防泡沫发泡器700的下游。
216.经过多级发泡生成的泡沫，经由输送管810输送出去。
217.参见图1，在一些实施例中，消防泡沫发泡系统还包括喷射器830，喷射器830具体比如为消防炮。喷射器830安装于输送管810的下游端部，泡沫最终从输送管810输送至喷射器830，然后喷射出来用于灭火。消防泡沫发泡器700与喷射器830之间的输送管路泡沫表象速度v
f2
为6m/s～12m/s，以使喷射器830喷出质量好、均匀的消防泡沫。
218.参见图1，在一些实施例中，消防泡沫发泡装置100和伸缩式消防泡沫发泡器700之间的管路的长度大于等于该管路的最大直径的 10～20倍，以利于泡沫生成的稳定。
219.为了降低管路压力损失、提高发泡质量，形成均匀的气泡流，消防泡沫发泡系统采用以下参数：泡沫混合液输送管路表象第一流速v
ml
为6～8m/s。压缩气体输送管路表象第二流速vg为8～15m/s；消防泡沫发泡装置100与伸缩式消防泡沫发泡器700之间的输送管路泡沫表象第三速度v
f1
为5～10m/s。消防泡沫发泡器700的进口表象速度与其出口表象速度相同，均为v
f1
，为5～10m/s。消防泡沫发泡器700与喷射器830之间的管路输送泡沫的表象第四
速度v
f2
为6～12m/s。
220.上述技术方案，适应于大流量压缩空气泡沫系统，发泡质量高，管路压力损失小，发泡装置结构紧凑精巧、空间占位小，以及使用维护方便。
221.参见图13，本发明实施例提供一种消防泡沫发泡方法，采用本发明任一技术方案所提供的消防泡沫发泡系统实现，本实施例中未介绍的内容，参见上文实施例的内容。消防泡沫发泡方法包括以下步骤：
222.步骤s100、在需要喷射泡沫灭火剂时，按照设定的第一流速v
ml
向消防泡沫发泡装置100的第一入口管140输送泡沫混合液。在一些实施例中，v
ml
为6～8m/s。
223.步骤s200、按照设定的第二流速vg向消防泡沫发泡装置100的两相流注入座110的第二流路112输送压缩气体。在一些实施例中，第二流速vg为8～15m/s。先进行步骤s100、后进行步骤s200，使得喷射初期射流更加稳定。
224.在一些实施例中，消防泡沫发泡方法还包括以下步骤s300：按照设定的第三流速v
f1
将消防泡沫发泡装置100输出的流体输送至消防泡沫发泡器700。两级发泡装置之间的输送管路泡沫表象速度为第三流速v
f1
。在一些实施例中，v
f1
为5m/s～10m/s。
225.在一些实施例中，消防泡沫发泡方法还包括以下步骤s400：按照设定的第四流速v
f2
将消防泡沫发泡器700输出的流体输送至喷射器 830。在一些实施例中，v
f2
为6～12m/s。
226.上述技术方案，采用合适的发泡参数，能够有效降低管路压力损失、提高发泡质量，形成均匀的气泡流，尤其适用于大流量压缩空气泡沫系统。
227.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
228.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种伸缩式消防泡沫发泡器，其特征在于，包括：至少一级嵌套的第一管(703)和第二管(704)，所述第二管(704)的一端嵌套于所述第一管(703)内部，所述第二管(704)的另一端位于所述第一管(703)的外部；连接支撑部(705)，安装于所述第二管(704)的一端，所述第二管(704)通过所述连接支撑部(705)可滑移地安装于所述第一管(703)；以及挡板(706)，安装于所述连接支撑部(705)。2.根据权利要求1所述的伸缩式消防泡沫发泡器，其特征在于，所述第一管(703)的直径与所述第二管(704)的直径的比值为1.14～1.16。3.根据权利要求1所述的伸缩式消防泡沫发泡器，其特征在于，所述连接支撑部(705)包括贯穿自身的过流孔(705a)；所述过流孔(705a)的直径与所述第二管(704)的直径的比值为1.05～1.1。4.根据权利要求3所述的伸缩式消防泡沫发泡器，其特征在于，所述连接支撑部(705)的轴向长度为所述过流孔(705a)的直径的0.3～0.5倍。5.根据权利要求3所述的伸缩式消防泡沫发泡器，其特征在于，所述连接支撑部(705)的过流孔(705a)的内壁与所述第二管(704)的内壁平滑过渡。6.根据权利要求3所述的伸缩式消防泡沫发泡器，其特征在于，所述挡板(706)的数量为多个，多个所述挡板(706)沿着所述过流孔(705a)的周向分散布置。7.根据权利要求6所述的伸缩式消防泡沫发泡器，其特征在于，各个所述挡板(706)的一端与所述连接支撑部(705)固定连接，各个所述挡板(706)的另一端靠近所述过流孔(705a)的中轴线；所有的所述挡板(706)的另一端位于同一个圆周上，该圆周的直径为所述第二管(704)的直径的0.5～0.7倍。8.根据权利要求3所述的伸缩式消防泡沫发泡器，其特征在于，所述挡板(706)的另一端与所述过流孔(705a)的中轴线的距离为所述过流孔(705a)的直径的0.25～0.35倍。9.根据权利要求1所述的伸缩式消防泡沫发泡器，其特征在于，所述挡板(706)沿着所述第二管(704)的径向方向延伸，所述挡板(706)的最大延展面平行于所述第二管(704)的横截面。10.根据权利要求1所述的伸缩式消防泡沫发泡器，其特征在于，所述挡板(706)被构造为锥形的，且所述挡板(706)的锥角β为5
°
～10
°
。11.一种消防泡沫发泡系统，其特征在于，包括：消防泡沫发泡装置(100)，被构造为将压缩气体、泡沫混合液发泡为消防泡沫；以及权利要求1～10任一所述的伸缩式消防泡沫发泡器(700)，所述伸缩式消防泡沫发泡器(700)安装于所述消防泡沫发泡装置(100)的下游且两者串联，以对所述消防泡沫发泡装置(100)输送的消防泡沫进行至少一次发泡。12.根据权利要求11所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，所述消防泡沫发泡装置包括：两相流注入座(110)，包括相互独立的第一流路(111)和第二流路(112)；喷气嘴组件(120)，包括进液孔(121)、进气孔(122)、第一出气孔(123)和导流部(124)；所述进液孔(121)与所述第一流路(111)流体连通，且所述进液孔(121)位于所述第一流路(111)的下游；所述进气孔(122)与所述第二流路(112)流体连通，且位于所述第二流路
(112)的下游；以及泡沫混合室(130)，位于第一流路(111)、所述第二流路(112)的下游，且与所述第一流路(111)、所述第二流路(112)均流体连通；所述第一出气孔(123)和所述导流部(124)均伸入到所述泡沫混合室(130)内部；所述第一出气孔(123)和所述导流部(124)被构造为使得经由所述喷气嘴组件(120)输出的气流流至所述泡沫混合室(130)的径向方向的不同位置。13.根据权利要求11所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，所述导流部(124)包括：第二出气孔(124')，与所述第一出气孔(123)位于所述泡沫混合室(130)的径向方向的不同位置。14.根据权利要求13所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，所述喷气嘴组件(120)包括：安装板(125)，与所述两相流注入座(110)贴合且固定；所述安装板(125)开设有与所述两相流注入座(110)的第二流路(112)流体连通的所述进气孔(122)；轴向管(126)，安装于所述安装板(125)远离所述两相流注入座(110)的一侧；所述轴向管(126)的轴线平行于所述两相流注入座(110)的中轴线；所述轴向管(126)与所述安装板(125)的所述进气孔(122)流体连通；以及径向管(127)，所述径向管(127)的中轴线与所述轴向管(126)的中轴线相交，所述径向管(127)的一端与所述轴向管(126)流体连通，所述径向管(127)的另一端位于所述轴向管(126)朝向所述两相流注入座(110)的中轴线的一侧。15.根据权利要求14所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，所述轴向管(126)的数量均为多个，多个所述轴向管(126)围绕所述安装板(125)的周向分散布置。16.根据权利要求14所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，所述轴向管(126)的另一端远离所述两相流注入座(110)；所述轴向管(126)的另一端作为所述第一出气孔(123)且是敞口的；所述轴向管(126)的另一端对着所述泡沫混合室(130)的内壁。17.根据权利要求16所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，所述径向管(127)的另一端远离所述轴向管(126)，所述径向管(127)的另一端是封闭的；所述径向管(127)靠近所述轴向管(126)的另一端的侧壁开设有所述第二出气孔(124')；所述第二出气孔(124')的轴线方向与所述两相流注入座(110)的中轴线平行，或者，所述第二出气孔(124')的轴线方向与所述两相流注入座(110)的中轴线相交，且夹角小于90
°
。18.根据权利要求12所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，所述导流部(124)包括：导流板(124”)，位于所述第一出气孔(123)附近；所述导流板(124”)被构造为将经由所述第一出气孔(123)输出的气流中的部分导流至靠近所述泡沫混合室(130)的中轴线的位置。19.根据权利要求18所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，所述喷气嘴组件(120)还包括：安装板(125)，与所述两相流注入座(110)贴合且固定；所述安装板(125)开设有与所述两相流注入座(110)的第一流路(111)流体连通的所述进液孔(121)以及与第二流路(112)流体连通的所述进气孔(122)；以及轴向管(126)，安装于所述安装板(125)远离所述两相流注入座(110)的一侧；所述轴向
管(126)的轴线平行于所述两相流注入座(110)的中轴线；所述轴向管(126)与所述安装板(125)的所述进气孔(122)流体连通；其中，所述导流板(124”)与所述轴向管(126)固定连接，所述导流板(124”)被构造为无孔的；所述导流板(124”)被构造为在自身远离所述安装板(125)的一侧形成负压区域，以使得所述轴向管(126)输出的气流中的部分流动至所述负压区域。20.根据权利要求19所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，所述第一流路(111)位于所述两相流注入座(110)的中轴线上；沿着所述两相流注入座(110)的径向方向，所述第二流路(112)位于所述第一流路(111)的外侧。21.根据权利要求11～20任一所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，还包括：第一入口管(140)，所述第一流路(111)位于所述第一入口管(140)的下游，且与所述第一入口管(140)流体连通；以及第一出口管(150)，安装于所述泡沫混合室(130)的下游。22.根据权利要求12所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，所述泡沫混合室(130)的内壁被构造锥形的；所述泡沫混合室(130)的入口的流通面积大于所述泡沫混合室(130)的出口的流通面积。23.根据权利要求12所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，还包括：气体供给流路(200)，位于所述两相流注入座(110)的第二流路(112)的上游，以向所述两相流注入座(110)提供气体；泡沫原液供给流路(300)，位于所述两相流注入座(110)的第一流路(111)的上游，以向所述所述两相流注入座(110)提供泡沫原液；以及水供给流路(400)，也位于所述两相流注入座(110)的第一流路(111)的上游，以向所述两相流注入座(110)提供水。24.根据权利要求23所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，还包括：喷水支路(500)，与所述消防泡沫发泡装置(100)并联布置；所述喷水支路(500)的一端与所述水供给流路(400)流体连通；所述喷水支路(500)的另一端与所述第一出口管(150)并联；以及喷泡沫支路(600)，与所述水供给流路(400)连通；所述喷泡沫支路(600)位于所述水供给流路(400)和所述第一流路(111)之间，且与所述水供给流路(400)和所述第一流路(111)均流体连通；其中，所述水供给流路(400)可选择地与所述喷水支路(500)、所述喷泡沫支路(600)中的至少一个流体连通。25.根据权利要求11所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，还包括：输送管(810)，与所述消防泡沫发泡器(700)流体连通，所述输送管(810)位于所述消防泡沫发泡器(700)的下游；以及回转体(820)，连接所述输送管(810)。26.根据权利要求25所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，还包括：喷射器(830)，安装于所述输送管(810)的下游。27.根据权利要求11所述的消防泡沫发泡系统，其特征在于，所述消防泡沫发泡装置(100)和所述消防泡沫发泡器(700)之间的管路的长度大于等于该管路的最大直径的10～
20倍。28.一种消防泡沫发泡方法，其特征在于，采用权利要求11～27任一所述的消防泡沫发泡系统实现，所述消防泡沫发泡方法包括以下步骤：在需要喷射泡沫灭火剂时，按照设定的第一流速v
mi
向所述消防泡沫发泡装置(100)的第一入口管(140)输送泡沫混合液；按照设定的第二流速v
g
向所述消防泡沫发泡装置(100)的两相流注入座(110)的第二流路(112)输送压缩气体；按照设定的第三流速v
f1
将所述消防泡沫发泡装置(100)输出的流体输送至伸缩式消防泡沫发泡器(700)。29.根据权利要求28所述的消防泡沫发泡方法，其特征在于，所述v
ml
为6～8m/s；和/或，所述v
g
为8～15m/s；和/或，所述v
f1
为5～10m/s；和/或，所述消防泡沫发泡装置(100)的泡沫混合室(130)的入口处泡沫混合液注入表象流速为v
1i
，v
1i
为2m/s～5m/s；和/或所述消防泡沫发泡装置(100)的泡沫混合室(130)的入口处压缩气体注入表象流速为v
1g
，v
i1g
为10m/s～20m/s；和/或所述消防泡沫发泡装置(100)的泡沫混合室(130)的出口处泡沫流出表象流速为v
1o
，v
1o
为4m/s～8m/s。30.根据权利要求28所述的消防泡沫发泡方法，其特征在于，还包括以下步骤：按照设定的第四流速v
f2
将所述伸缩式消防泡沫发泡器(700)输出的流体输送至喷射器(830)。31.根据权利要求30所述的消防泡沫发泡方法，其特征在于，所述v
f2
为6～12m/s。

技术总结

本发明公开了一种伸缩式消防泡沫发泡器、系统以及发泡方法，涉及压缩气体泡沫灭火技术领域，用以提高消防泡沫的发泡效果。伸缩式消防泡沫发泡器包括：至少一级嵌套的第一管和第二管，所述第二管的一端嵌套于所述第一管内部，所述第二管的另一端位于所述第一管的外部；连接支撑部，安装于所述第二管的一端，所述第二管通过所述连接支撑部可滑移地安装于所述第一管；以及挡板，安装于所述连接支撑部。上述技术方案，在输送来的泡沫流入第一管后，在挡板的作用下，泡沫在输送过程中形成的大泡沫会被再次破碎，以形成均匀的小泡沫，进而改善发泡效果，提高泡沫的灭火性能；并且二次发泡是在泡沫输送过程中自动实现的。是在泡沫输送过程中自动实现的。是在泡沫输送过程中自动实现的。