一种凝胶泡沫产生装置及方法与流程

本发明属于消防安全，具体地，涉及一种凝胶泡沫产生装置以及一种凝胶泡沫产生方法。

背景技术：

1、我国是石油消耗大国，有众多炼化厂和石油存储库。民用加油站约有10万座。在这些石化装置区域，液体泄漏事故时有发生，泄漏事故若处置不当，极易造成火灾事故。

2、此外，随着油罐车运输量不断增加，油罐车泄漏事故也频频发生，且其事故情况较为复杂，处置过程危险性较大。

3、上述两者在发生泄漏事故时，泄漏的液体多为易燃或者有毒的液体。易燃或有毒液体的泄漏通常会造成现场出现大面积的挥发性液滩，液滩流淌及其挥发的气相在空气中的扩散极易引发人员中毒、环境污染和火灾爆炸等重大事故，对人民群众生命财产安全和生态环境造成严重威胁。2018年我国危险品牵引车销量为3.33万辆，单车销量为0.63万辆。据统计，2015年危化品运输车辆在所有机动车辆中的占比是0.42％，至2019年4月占比上升为2.51％。2016年、2017年和2018年罐车事故发生起数分别为112起、253起和413起。

4、为了抑制易燃有毒泄漏液体的挥发，在消防抢险救援实践中常采用砂土覆盖、泡沫覆盖、水层覆盖、燃烧等方法。其中泡沫因其易运送、易产生、易施放、易流动、质量轻、覆盖范围大等优点，已成为最常用的泄漏覆盖方法之一。但是目前所使用的消防泡沫在对泄漏液体进行覆盖时，存在覆盖时间短、覆盖稳定性差、覆盖效果受现场风力因素影响较大的问题。

5、中国专利文献cn106581897b公开了一种二氧化碳胶体泡沫灭火装置，仅仅是常规的液相混合，并且未对混合质量及混合方法提出说明；中国专利文献cn110115812a公开了一种螺旋式雾化凝胶泡沫发生装置，通过螺旋式搅拌器对混合流体进行搅拌产生泡沫；中国专利文献cn202178835u公开了一种旋流式凝胶泡沫发生器，通过设置多个细小的旋转腔体增加混合流体的碰撞次数，从而产生泡沫，但是，同时也增大了混合流体的摩擦力，极大的消耗了混合流体的动能，导致喷射效果较差。

技术实现思路

1、针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种凝胶泡沫产生装置，其能够快速产生泡沫，并进行较远距离的泡沫喷射，从而覆盖泄漏物。

2、针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种凝胶泡沫产生方法，其能够快速产生泡沫，并进行较远距离的泡沫喷射，从而覆盖泄漏物。

3、根据本发明，提供了一种凝胶泡沫产生装置，包括同轴设置并且从前到后依次相互连通的混合管段、发泡交联管段和喷射管段，

4、其中，在混合管段的尾部范围设置有用于注入气体的分散器和用于注入交联剂的交联剂注入机构，

5、所述分散器的中心轴线与所述混合管段的中心轴线重合，用于将从所述混合管段流向所述发泡交联管段的流体击散。

6、在一个具体的实施例中，在所述混合管段的入口处设置有多个进液管，在各进液管上均设置有阀门。

7、在一个具体的实施例中，所述分散器包括分别设置在其轴向两端的入口端和出口端，在所述出口端设置有多个向周围喷射的气孔。

8、在一个具体的实施例中，所述出口端的气孔横截面积总和为所述入口端内腔的横截面积的80％～90％。

9、在一个具体的实施例中，所述分散器的横截面积是所述混合管段的内腔的横截面积的30％～70％。

10、在一个具体的实施例中，所述交联剂注入机构的出口位于所述分散器的尾部区域。

11、在一个具体的实施例中，所述交联剂注入机构包括设置在所述分散器的尾部区域的分配器，在所述分配器的侧壁开设有多个径向均匀分布的分配孔。

12、在一个具体的实施例中，所述发泡交联管段的内腔的横截面积为所述混合管段的内腔的横截面积的1.2～2倍。

13、在一个具体的实施例中，在所述混合管段和所述发泡交联管段之间连接有锥形筒。

14、在一个具体的实施例中，所述发泡交联管段的长度所述混合管段的长度的3～12倍。

15、在一个具体的实施例中，在所述发泡交联管段内沿其长度方向设置有多个导流板。

16、在一个具体的实施例中，所述导流板设置为纵向波浪式或者迷宫式。

17、在一个具体的实施例中，所述喷射管段的内径大于等于所述混合管段的内径。

18、在一个具体的实施例中，所述喷射管段的长度大于等于所述喷射管段的内腔的直径的5倍。

19、根据本发明，还提供了一种凝胶泡沫产生方法，使用本发明提供的凝胶泡沫产生装置，包括如下步骤：

20、s1、将凝胶剂、泡沫原液以及消防水注入所述混合管段；

21、s2、分别通过所述分散器和所述交联剂注入机构向所述步骤s1的混合流体中通入高压气体和交联剂；

22、s3、所述步骤s2中的混合物在所述发泡交联管段内产生泡沫流体，最终经所述喷射管段喷出。

23、与现有技术相比，本申请的优点如下。

24、本发明对混合流体的混合顺序做了调整，首先凝胶剂、泡沫原液以及消防水在混合管段进行混合，然后使用分散器向其中加入高压气体，并通过交联剂注入机构向其中加入交联剂。将多股流体按照流体的性质及工艺作业条件进行了相应混合发泡的处置，提出了高效的混合技术方法，保证了泡沫性能。

25、此外，分散器位于混合管段的尾部，一方面用于充入气体，为混合流体增加动能，加剧混合流体的混合；另一方面，分散器能够对混合流体起到一定的撞击分散作用，混合流体撞击到分散器的外壁时，能够分散为微液滴，从而进一步增加混合流体与气体的接触面积，有利于加快发泡速度。

26、与此同时，交联剂注入机构的出口位于分散器的尾部，混合流体在流经分散器的过程中，会在分散器的尾部形成负压区域，交联剂在该负压区域释放后，能够快速被周围的混合流体流体吸收，参与混合流体交联，从而快速产生泡沫。

27、除此之外，本发明的发泡交联管段的横截面积大于混合管段，一方面，能够为泡沫体积膨胀提供空间，另一方面，混合流体流到发泡交联管段时，流速相对于混合管段降低，能够为泡沫体积膨胀提供时间。

技术特征：

1.一种凝胶泡沫产生装置，其特征在于，包括同轴设置并且从前到后依次相互连通的混合管段(1)、发泡交联管段(2)和喷射管段(3)，

2.根据权利要求1所述的凝胶泡沫产生装置，其特征在于，在所述混合管段(1)的入口处设置有多个进液管，在各进液管上均设置有阀门。

3.根据权利要求2所述的凝胶泡沫产生装置，其特征在于，所述分散器(4)包括分别设置在其轴向两端的入口端(41)和出口端(42)，在所述出口端(42)设置有多个向周围喷射的气孔。

4.根据权利要求3所述的凝胶泡沫产生装置，其特征在于，所述出口端(42)的气孔横截面积总和为所述入口端(41)内腔的横截面积的80％～90％。

5.根据权利要求4所述的凝胶泡沫产生装置，其特征在于，所述分散器(4)的横截面积是所述混合管段(1)的内腔的横截面积的30％～70％。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的凝胶泡沫产生装置，其特征在于，所述交联剂注入机构(5)的出口位于所述分散器(4)的尾部区域。

7.根据权利要求6所述的凝胶泡沫产生装置，其特征在于，所述交联剂注入机构(5)包括设置在所述分散器(4)的尾部区域的分配器(51)，在所述分配器(51)的侧壁开设有多个径向均匀分布的分配孔(52)。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的凝胶泡沫产生装置，其特征在于，所述发泡交联管段(2)的内腔的横截面积为所述混合管段(1)的内腔的横截面积的1.2～2倍。

9.根据权利要求8所述的凝胶泡沫产生装置，其特征在于，在所述混合管段(1)和所述发泡交联管段(2)之间连接有锥形筒(6)。

10.根据权利要求1～7中任一项所述的凝胶泡沫产生装置，其特征在于，所述发泡交联管段(2)的长度所述混合管段(1)的长度的3～12倍。

11.根据权利要求1～7中任一项所述的凝胶泡沫产生装置，其特征在于，在所述发泡交联管段(2)内沿其长度方向设置有多个导流板(21)。

12.根据权利要求11所述的凝胶泡沫产生装置，其特征在于，所述导流板(21)设置为纵向波浪式或者迷宫式。

13.根据权利要求1～5中任一项所述的凝胶泡沫产生装置，其特征在于，所述喷射管段(3)的内径大于等于所述混合管段(1)的内径。

14.根据权利要求13所述的凝胶泡沫产生装置，其特征在于，所述喷射管段(3)的长度大于等于所述喷射管段(3)的内腔的直径的5倍。

15.一种凝胶泡沫产生方法，其特征在于，使用根据权利要求1～14中任一项所述的凝胶泡沫产生装置，包括如下步骤：

技术总结本发明提供一种凝胶泡沫产生装置及方法，该装置包括同轴设置并且从前到后依次相互连通的混合管段、发泡交联管段和喷射管段，其中，在混合管段的尾部范围设置有用于注入气体的分散器和用于注入交联剂的交联剂注入机构，分散器的中心轴线与混合管段的中心轴线重合，用于将从混合管段流向发泡交联管段的流体击散。本发明对混合流体的混合顺序做了调整，首先凝胶剂、泡沫原液以及消防水在混合管段进行混合，然后使用分散器向其中加入高压气体，并通过交联剂注入机构向其中加入交联剂。将多股流体按照流体的性质及工艺作业条件进行了相应混合发泡的处置，提出了高效的混合技术方法，保证了泡沫性能。技术研发人员：郎需庆,牟小冬,崔芃雨,焦金庆,吴京峰,张日鹏,尚祖政,张广文受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/7