一种大流量低混合比泡沫比例混合装置的制作方法

1.本实用新型涉及泡沫灭火技术装备领域，尤其涉及一种大流量低混合比泡沫比例混合装置。

背景技术：

2.传统的泡沫比例混合装置主要有负压式泡沫比例混合装置、压力式泡沫比例混合装置、平衡式泡沫比例混合装置、计量注入式泡沫比例混合装置以及机械泵入式泡沫比例混合装置前后五代产品。前三代产品一般适用于混合比较大的泡沫混合液，如6％泡沫灭火剂、3％泡沫灭火剂，而且能够使用的消防水流量范围通常都较窄，其利用的是文丘里管原理，灭火剂是通过压差的原理被吸入水流中并混合，混合比受流速和压力等因素影响较大，无法保证准确性。
3.计量注入式的系统构成比较复杂，系统的供电可靠性要求较高。机械泵入式一般包括特种水轮机、泡沫泵和联轴器三部分组成，纯机械传动，结构简单紧凑、可靠性高。与利用压差的装置相比，两者是基于体积的泡沫比例混合装置，混合比相对较为准确，但都是直接将泡沫液注入水流中，当流量较大、混合比较低时，泡沫液一般只能停留在高速水流局部表层，很难与水充分混合形成均匀的泡沫混合液，直接影响发泡效果和灭火性能。
4.针对上述技术背景中的相关问题，亟待研制一种适用流量大、混合比低、精度高、可靠性高，同时可将泡沫液与水充分均匀混合的泡沫比例混合装置，目前对此尚未提出十分有效的解决方案。

技术实现要素：

5.鉴于上述现状的不足，本实用新型提供一种结构简单、可靠性高、适用流量大、混合比精确，同时可将低混合比的泡沫液与水充分均匀混合的泡沫比例混合装置，实现大流量低混合比条件下的精确混合，既适用于新型正压式固定泡沫灭火系统，也可用于移动灭火装备。
6.为实现上述技术目的，本实用新型专利的技术方案为：
7.一种大流量低混合比泡沫比例混合装置，其特征在于，主要包括特种水轮机、泡沫泵、混合器；所述特种水轮机与泡沫泵传动连接，所述特种水轮机的出水管路和泡沫泵的出液管路都连通所述混合器。
8.进一步的，所述特种水轮机为螺旋齿轮式水轮机，主要包括两个相互啮合的螺旋齿轮、外壳、输出主轴以及连接法兰和管道，所述特种水轮机依靠高压消防水为动力源，高压消防水沿着所述螺旋齿轮的径向进入水轮机后，带动所述螺旋齿轮啮合转动，通过输出主轴输出转矩。
9.更进一步的，所述特种水轮机输出主轴和所述泡沫泵传动连接，带动所述泡沫泵实现泡沫液的吸入、排出。
10.进一步的，所述泡沫泵为高精度往复式柱塞泵。
11.进一步的，所述泡沫泵的进液端设有进液端三通阀，进液端三通阀一路连接泡沫泵的进液管路，控制泡沫泵吸取泡沫液，在所述进液管路上还设置有止回阀；所述进液端三通阀另一路连接有冲洗管路，利用消防水对泡沫泵和相应管路进行冲洗，在所述冲洗管路上还设置有手动球阀和过滤器。
12.进一步的，所述泡沫泵的出液端连接有出液端三通阀，所述出液端三通阀一路连接泡沫泵的出液管路，在所述出液管路上并联连接有排气阀、压力表和安全阀，串联连接有止回阀；所述出液端三通阀另一路为预留管路，连接泡沫液的回收管路。
13.进一步的，所述泡沫泵的出液管路与所述特种水轮机的出水管路的连接处，设置有混合器；所述混合器一端为法兰，所述法兰通过与水轮机的连接法兰连接实现混合器在管道内的固定；所述混合器两侧为外径与水轮机出水管路内径相同的圆环，中间部分为一个直径小于水轮机出水管路的圆环，同时与水轮机出水管路向下偏心连接，在水轮机出水管路内部与其形成空腔；所述混合器的中间部分圆环表面等距离设置小孔，小孔面积之和小于泡沫泵的出液管路的横截面积，同时下半部分小孔孔径大于上半部分小孔孔径。
14.更进一步的，所述出液管路的横截面积与所述小孔面积之和的比为5:1～1.2:1。
15.更进一步的，所述中间部分圆环下半部分小孔孔径与上半部分小孔孔径的孔径之比为10:1～1.5:1。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.(1)本实用新型泡沫比例混合装置采用螺旋齿轮与外壳配合紧密、间隙小的特制螺旋齿轮式水轮机，既保证螺旋齿轮被高压消防水带动后正常啮合转动，又可防止高压消防水从间隙流过，整个装置结构简单，安全可靠，通过与高精度柱塞泵的配合，实现泡沫液和消防水的高精度比例混合。
18.(2)本实用新型泡沫比例混合装置采用与水轮机出水管路向下偏心连接的混合器，将泡沫泵注入的泡沫液360
°
全方位、均匀注入到消防水流中，使泡沫液和消防水更充分、均匀混合，解决了大流量、低混合比下的泡沫比例精确、均匀混合技术难题，尤其适用于消防水流量达10000l/min以上、混合比为0.1％～1％的泡沫比例混合，可以大大提升灭火能力，延长灭火作战时间。
19.(3)本实用新型泡沫比例混合装置结构简单、可靠性高、适用流量范围大、混合比精确，泡沫液与水混合均匀，既适用于新型正压式固定泡沫灭火系统，也可用于移动灭火装备。
附图说明
20.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
21.图1是本实用新型实施例所述泡沫比例混合装置的俯视图。
22.图2是本实用新型实施例所述泡沫比例混合装置的主视图。
23.图3是本实用新型实施例所述特种水轮机主视方向的内部结构示意图。
24.图4是本实用新型实施例所述特种水轮机左视方向的结构示意图。
25.图5是本实用新型实施例所述比例混合装置的混合器外形结构图。
26.图6是图5的a-a剖视图。
27.图7是图5的b-b剖视图。
具体实施方式
28.为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例对本实用新型做进一步详述，本实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。
29.本实用新型所述比例混合装置如图1、2所示，其中特种水轮机1为特制的螺旋齿轮式水轮机，其结构如图3、4所示，主要包括两个相互啮合的螺旋齿轮1-1，外壳1-2，输出主轴1-3以及连接法兰1-4和管道。所述外壳1-2与所述螺旋齿轮1-1之间存在极小缝隙，所述输出主轴1-3与所述两个相互啮合螺旋齿轮1-1中的位于下方的螺旋齿轮同轴心连接。
30.本实用新型中，通过联轴器3一端连接特种水轮机输出主轴1-3，一端连接泡沫泵2，实现特种水轮机输出主轴到泡沫泵的传动，除了联轴器3，也可以通过其他方式，例如输出主轴1-3和泡沫泵2之间再设置一个传动结构，来实现传动连接。
31.所述泡沫泵2为高精度往复式柱塞泵，所述泡沫泵2的进液端连接有进液端三通阀7，出液端连接有出液端三通阀10。
32.所述进液端三通阀7一路控制连接进液管路16，所述进液管路16连接药剂储存装置，泡沫泵2通过进液管路16吸入药剂，在所述进液管路16上设置有止回阀6，防止泡沫液以及高压消防水向药剂存储装置回流。
33.所述进液端三通阀7另一路控制连接有冲洗管路14，在所述冲洗管路14上设置有过滤器4、手动球阀5，可在更换不同种类的泡沫液时，用高压消防水对泡沫泵以及相应管道进行冲洗。
34.所述出液端三通阀10一路控制连接出液管路15，在所述出液管路15上设置止回阀 11，并联连接有排气阀8、压力表9和安全阀12，所述出液管路15连接在水轮机出水管路，实现泡沫液注入水流与水混合。
35.所述出液端三通阀10另一路为预留管路，可在测试条件下，作为泡沫液的回收管路。
36.所述水轮机1、所述泡沫泵2以及相应的管道阀门整体固定在底座13上。整套装置以高压消防水为动力源，高压消防水沿着所述螺旋齿轮1-1的径向进入水轮机后，带动所述螺旋齿轮啮合转动，通过所述主轴1-3输出转矩，经所述联轴器3传动，带动所述泡沫2转动，进而带动其柱塞缸实现泡沫液的吸入、排出。
37.在所述出液管路15与水轮机出水管路的连接处，设置有混合器17。所述混合器17 如图5、6、7所示，包括连接部分和主体部分。所述混合器连接部分为位于边缘一端的法兰17-1，所述法兰17-1通过与水轮机法兰1-4连接实现混合器在所述水轮机出水管路内的固定。
38.所述混合器17主体部分的两端为外径与水轮机出水管路内径相同的圆环17-2，中间部分为一个直径小于水轮机出水管路的圆环17-3，同时与水轮机出水管路向下偏心连接，在水轮机出水管路内部与其形成空腔17-4。所述混合器主体部分中间圆环17-3表面等距离设置小孔17-5，所述小孔17-5面积之和小于出液管路15的横截面积，同时所述混合器主体部分中间圆环17-3下半部分小孔孔径大于上半部分小孔孔径。
39.泡沫液进入水轮机出水管路后，首先进入所述混合器与水轮机出水管路形成的空腔，再通过2mm～20mm的小孔注入消防水流。所述出液管路的横截面积与小孔面积之和的比为5:1～1.2:1，可将泡沫液在一定程度上整体增压增速，使其能穿透水流表层后更好地注入消防水流，与水充分混合。
40.所述混合器与出液主管路向下偏心连接，上侧空腔空间较大，有利于泡沫液的快速导入，避免因设置了混合器而在注入口形成阻碍，同时泡沫液从上侧空腔到达下侧空腔的过程中空间不断变小，可将进入下侧空腔的泡沫液进一步增压后注入消防水流，使通过下半部分小孔注入水流的泡沫液也可穿透水流表层后逼近水流中心。下部小孔与上部小孔的孔径之比为10:1～1.5:1，可在一定程度上降低泡沫液从不同方向注入时受重力作用的影响，通过混合器的设置实现将泡沫液360
°
全方位环绕水流均匀注入，与水更加充分均匀地混合，从而提高泡沫发泡效果和灭火性能。
41.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种大流量低混合比泡沫比例混合装置，其特征在于，主要包括特种水轮机、泡沫泵、混合器；所述特种水轮机与泡沫泵传动连接，所述特种水轮机的出水管路和泡沫泵的出液管路都连通所述混合器；所述特种水轮机为螺旋齿轮式水轮机，主要包括两个相互啮合的螺旋齿轮、外壳、输出主轴以及连接法兰和管道，所述特种水轮机依靠高压消防水为动力源，高压消防水沿着所述螺旋齿轮的径向进入水轮机后，带动所述螺旋齿轮啮合转动，通过输出主轴输出转矩；所述外壳与所述螺旋齿轮之间存在极小缝隙；所述特种水轮机输出主轴和所述泡沫泵传动连接，带动所述泡沫泵实现泡沫液的吸入、排出；所述泡沫泵为高精度往复式柱塞泵。2.根据权利要求1所述的一种大流量低混合比泡沫比例混合装置，其特征在于，所述泡沫泵的进液端设有进液端三通阀，进液端三通阀一路连接泡沫泵的进液管路，控制泡沫泵吸取泡沫液，在所述进液管路上还设置有止回阀；所述进液端三通阀另一路连接有冲洗管路，利用消防水对泡沫泵和相应管路进行冲洗，在所述冲洗管路上还设置有手动球阀和过滤器。3.根据权利要求1所述的一种大流量低混合比泡沫比例混合装置，其特征在于，所述泡沫泵的出液端连接有出液端三通阀，所述出液端三通阀一路连接泡沫泵的出液管路，在所述出液管路上并联连接有排气阀、压力表和安全阀，串联连接有止回阀；所述出液端三通阀另一路为预留管路，连接泡沫液的回收管路。4.根据权利要求1所述的一种大流量低混合比泡沫比例混合装置，其特征在于，所述泡沫泵的出液管路与所述特种水轮机的出水管路的连接处，设置有混合器；所述混合器一端为法兰，所述法兰通过与水轮机的连接法兰连接实现混合器在管道内的固定；所述混合器两侧为外径与水轮机出水管路内径相同的圆环，中间部分为一个直径小于水轮机出水管路的圆环，同时与水轮机出水管路向下偏心连接，在水轮机出水管路内部与其形成空腔；所述混合器的中间部分圆环表面等距离设置小孔，小孔面积之和小于泡沫泵的出液管路的横截面积，同时下半部分小孔孔径大于上半部分小孔孔径。5.根据权利要求4所述的一种大流量低混合比泡沫比例混合装置，其特征在于，所述出液管路的横截面积与所述小孔面积之和的比为5:1~1.2:1。6.根据权利要求4或5所述的一种大流量低混合比泡沫比例混合装置，其特征在于，所述中间部分圆环下半部分小孔孔径与上半部分小孔孔径的孔径之比为10:1~1.5:1。

技术总结

本实用新型公开一种大流量低混合比泡沫比例混合装置，主要包括特种水轮机、泡沫泵、混合器、底座、进液管路、出液管路、冲洗管路、压力表、各类阀门，所述特种水轮机和泡沫泵通过联轴器或其它方式实现传动，所述特种水轮机的出水管路和泡沫泵的出液管路都连通所述混合器。本实用新型泡沫比例混合装置结构简单、可靠性高、适用流量范围大、混合比精确，泡沫液与水混合均匀，既适用于新型正压式固定泡沫灭火系统，也可用于移动灭火装备。也可用于移动灭火装备。也可用于移动灭火装备。