发泡装置和火灾救援设备的制作方法

本申请属于消防应急，具体地涉及一种发泡装置和火灾救援设备。

背景技术：

1、

2、泡沫灭火剂是目前我国主要的消防灭火材料，常规水基泡沫灭火剂是一种液体类泡沫，虽然可以快速部署进行灭火，但其抗烧性能差(1000℃，4min内)，泡沫保持时间短(通常20min内)，难以起到长期隔离火灾的效果。而无机盐类凝胶体系灭火剂则是一种固体类泡沫，不仅具有普通泡沫良好的流动性与覆盖密封性，还具有抗烧性能异常好(1000℃，20min以上)、泡沫保持时间长(24h以上)等突出优点。

3、然而，现有的凝胶灭火剂由于不能发泡，应用受到限制，通常只应用在煤炭灭火领域，但不能适用于高层楼宇火灾、森林大火、化工原料大火、森林隔离带开辟等复杂火灾现场。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种发泡装置和火灾救援设备，能够实现无机盐类凝胶体系灭火剂的发泡且使其具有较高的发泡倍数，极大地拓展凝胶灭火剂的应用范围。

2、为了实现上述目的，本申请一方面提供一种发泡装置，包括：

3、混合发泡腔，轴向两端分别设有腔入口和腔出口；

4、挡流结构，设置在所述腔入口和所述腔出口之间；

5、喷液通道，能够将发泡液从所述腔入口喷入所述混合发泡腔；

6、环流通道，环绕所述喷液通道设置且能够将压缩气体从所述腔入口射入所述混合发泡腔。

7、在一些实施方式中，所述挡流结构的外周缘与所述混合发泡腔的内周壁之间形成有连通所述腔入口和所述腔出口的泡沫流通区域，所述发泡装置设置为能够通过所述喷液通道将发泡液喷向所述挡流结构，使得发泡液能够被所述挡流结构击散成液膜以将在所述混合发泡腔内形成强紊流的所述压缩气体包覆成泡沫。

8、在一些实施方式中，所述环流通道包括环绕所述喷液通道依次间隔布置且能够形成多股压缩气体射流的多个射流通道。

9、在一些实施方式中，所述环流通道还包括相互连通的压缩气体进气口和环形气腔，所述环形气腔环绕所述喷液通道设置，所述射流通道的两端分别连通所述环形气腔和所述腔入口。

10、在一些实施方式中，所述发泡装置还包括外壳和设置在所述外壳内的多用喷嘴，所述多用喷嘴包括喷筒部以及分别环绕所述喷筒部且沿轴向间隔设置的第一环形凸台部和第二环形凸台部；

11、其中，所述混合发泡腔形成在所述外壳内，所述压缩气体进气口形成在所述外壳的周壁上，所述环形气腔由所述第一环形凸台部、所述第二环形凸台部、所述喷筒部的外周壁以及所述外壳的内周壁共同限定而成，所述射流通道形成在所述第二环形凸台部中，所述喷液通道形成在所述喷筒部中。

12、在一些实施方式中，所述喷筒部与所述挡流结构同轴间隔设置，所述喷筒部的下游端伸入所述混合发泡腔且下游端外周壁面形成为射流导向锥面。

13、在一些实施方式中，所述混合发泡腔包括混合腔和发泡腔，所述混合腔位于所述喷液通道和所述发泡腔之间，所述发泡腔的流通截面积大于所述混合腔的流通截面积，所述挡流结构设置在所述发泡腔内，所述发泡装置设置为能够将通过所述喷液通道喷入所述混合腔内的发泡液与在所述混合腔内形成强紊流的所述压缩气体进行预混合，使得预混合后的流体在通过所述发泡腔的过程中被所述挡流结构击散成泡沫。

14、在一些实施方式中，所述环流通道设置为能够向所述混合腔内射入压缩气体旋流。

15、在一些实施方式中，所述环流通道的下游端形成有锥形环流区，所述锥形环流区的流通截面积沿上游至下游方向逐渐减小。

16、在一些实施方式中，所述锥形环流区的锥角为60°～90°。

17、在一些实施方式中，所述混合发泡腔还包括位于所述混合腔和所述发泡腔之间的锥形扩散腔，所述锥形扩散腔的流通截面积沿上游至下游方向逐渐增大。

18、在一些实施方式中，所述锥形扩散腔的锥角α不大于30°。

19、在一些实施方式中，所述喷液通道的下游端处的发泡液流速为ul，所述环流通道的下游端处的气体流速为ug，满足：

20、

21、其中，ρg为气体密度，μg为气体动力粘度，dg为气流特征直径且取值与所述混合腔的直径d1相等，reg为气流雷诺数，rego为临界雷诺数。

22、在一些实施方式中，所述喷液通道的下游端处的发泡液流速为ul，所述环流通道的下游端处的气体流速为ug，满足：

23、

24、其中，ρl为发泡液密度，σ为气体与发泡液界面表面张力系数，dl为发泡液特征直径且取值与所述喷液通道的下游端的直径d1相等，we为发泡液的流动韦伯数，weo为临界韦伯数。

25、在一些实施方式中，所述混合腔设有所述腔入口，所述喷液通道的下游端与所述腔入口的间距s为所述喷液通道的下游端的直径d1的0.5倍～1.5倍；

26、和/或，所述混合腔的轴向长度l1为所述混合腔的直径d1的3倍～10倍；

27、和/或，所述发泡腔的直径d2为所述混合腔的直径d1的2倍～5倍；

28、和/或，所述发泡腔的轴向长度l2为所述发泡腔的直径d2的2倍～10倍。

29、本申请第二方面还提供一种火灾救援设备，其包括上述的发泡装置。

30、通过上述技术方案，在使用本申请的发泡装置时，发泡液(以无机盐溶胶发泡液为例)能够通过喷液通道喷入混合发泡腔，压缩气体能够通过环流通道高速射入混合发泡腔以形成强紊流，产生强烈扰动，配合挡流结构对发泡液或发泡液与压缩气体混合的流体的撞击作用，可使黏度较高的无机盐溶胶发泡液也能产生较高的发泡倍数(发泡倍数≥6)。如此，可极大地拓展凝胶灭火剂的应用范围，使其不再局限于应用在煤炭灭火等少数灭火场景，而还可适用于高层楼宇火灾、森林大火、化工原料大火、森林隔离带开辟等复杂火灾现场。

31、本申请实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种发泡装置，包括：

2.根据权利要求1所述的发泡装置，其特征在于，所述挡流结构的外周缘与所述混合发泡腔(21)的内周壁之间形成有连通所述腔入口和所述腔出口的泡沫流通区域，所述发泡装置设置为能够通过所述喷液通道(711)将发泡液喷向所述挡流结构，使得发泡液能够被所述挡流结构击散成液膜以将在所述混合发泡腔(21)内形成强紊流的所述压缩气体包覆成泡沫。

3.根据权利要求1所述的发泡装置，其特征在于，所述环流通道(9)包括环绕所述喷液通道(711)依次间隔布置且能够形成多股压缩气体射流的多个射流通道(731)。

4.根据权利要求3所述的发泡装置，其特征在于，所述环流通道(9)还包括相互连通的压缩气体进气口(11)和环形气腔(12)，所述环形气腔(12)环绕所述喷液通道(711)设置，所述射流通道(731)的两端分别连通所述环形气腔(12)和所述腔入口。

5.根据权利要求4所述的发泡装置，其特征在于，所述发泡装置还包括外壳和设置在所述外壳内的多用喷嘴(7)，所述多用喷嘴(7)包括喷筒部(71)以及分别环绕所述喷筒部(71)且沿轴向间隔设置的第一环形凸台部(72)和第二环形凸台部(73)；

6.根据权利要求5所述的发泡装置，其特征在于，所述喷筒部(71)与所述挡流结构同轴间隔设置，所述喷筒部(71)的下游端伸入所述混合发泡腔且下游端外周壁面形成为射流导向锥面(712)。

7.根据权利要求1所述的发泡装置，其特征在于，所述混合发泡腔(21)包括混合腔(211)和发泡腔(213)，所述混合腔(211)位于所述喷液通道(711)和所述发泡腔(213)之间，所述发泡腔(213)的流通截面积大于所述混合腔(211)的流通截面积，所述挡流结构设置在所述发泡腔(213)内，所述发泡装置设置为能够将通过所述喷液通道(711)喷入所述混合腔(211)内的发泡液与在所述混合腔(211)内形成强紊流的所述压缩气体进行预混合，使得预混合后的流体在通过所述发泡腔(213)的过程中被所述挡流结构击散成泡沫。

8.根据权利要求7所述的发泡装置，其特征在于，所述环流通道(9)设置为能够向所述混合腔(211)内射入压缩气体旋流。

9.根据权利要求8所述的发泡装置，其特征在于，所述环流通道(9)的下游端形成有锥形环流区，所述锥形环流区的流通截面积沿上游至下游方向逐渐减小。

10.根据权利要求9所述的发泡装置，其特征在于，所述锥形环流区的锥角为60°～90°。

11.根据权利要求7所述的发泡装置，其特征在于，所述混合发泡腔(21)还包括位于所述混合腔(211)和所述发泡腔(213)之间的锥形扩散腔(212)，所述锥形扩散腔(212)的流通截面积沿上游至下游方向逐渐增大。

12.根据权利要求11所述的发泡装置，其特征在于，所述锥形扩散腔(212)的锥角α不大于30°。

13.根据权利要求7所述的发泡装置，其特征在于，所述喷液通道(711)的下游端处的发泡液流速为ul，所述环流通道(9)的下游端处的气体流速为ug，满足：

14.根据权利要求7所述的发泡装置，其特征在于，所述喷液通道(711)的下游端处的发泡液流速为ul，所述环流通道(9)的下游端处的气体流速为ug，满足：

15.根据权利要求7所述的发泡装置，其特征在于，所述混合腔(211)设有所述腔入口，所述喷液通道(711)的下游端与所述腔入口的间距s为所述喷液通道(711)的下游端的直径d1的0.5倍～1.5倍；

16.一种火灾救援设备，其特征在于，所述火灾救援设备包括根据权利要求1至15中任意一项所述的发泡装置。

技术总结本申请涉及消防应急领域，公开了一种发泡装置和火灾救援设备，其中，发泡装置包括：混合发泡腔，轴向两端分别设有腔入口和腔出口；挡流结构，设置在腔入口和腔出口之间；喷液通道，能够将发泡液从腔入口喷入混合发泡腔；和环流通道，环绕喷液通道设置且能够将压缩气体从腔入口射入混合发泡腔。本申请能够实现无机盐类凝胶体系灭火剂的发泡且使其具有较高的发泡倍数，可极大地拓展凝胶灭火剂的应用范围，使其不再局限于应用在煤炭灭火等少数灭火场景，而还可适用于较为复杂的火灾现场。技术研发人员：刘延斌,郭伦文,付玲,文杰,蒋凯歌,李睿,尹莉,佘玲娟,周磊受保护的技术使用者：中联重科股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/9