凝胶泡沫生成方法、系统、火灾救援设备和灭火方法与流程

本技术涉及火灾救援技术，具体地涉及一种凝胶泡沫生成方法、凝胶泡沫生成系统、火灾救援设备和灭火方法。

背景技术：

1、随着城镇化水平的发展，高楼层、大火场等应急救援场景逐渐增多，火灾现场救援状况也日趋复杂化、紧急化，因而对快速灭火、隔热和阻燃等集多种功能于一体的灭火剂及应急救援装置的需求更加迫切。

2、泡沫灭火是一种常见的灭火方法，其通过将生成的泡沫覆盖于燃烧物的表面，阻隔空气与燃烧物的接触，同时吸收热量、降低燃烧物的温度，从而达到灭火的目的。其中，水基泡沫灭火剂以其成本较低、适用范围广、易于快速部署等优势而被广泛用于扑灭固体物质火灾、液体火灾和气体火灾等不同类型的火灾。通常地，此类灭火系统可以利用压缩气体作为动力源，将由压缩气体、水和泡沫原液混合以生成并向外喷出灭火泡沫。然而，常规水基泡沫灭火剂存在抗烧性能差(1000℃，4min内)、泡沫保持时间短(通常20min内)等不足，难以长期隔离火灾。

3、为此，现有技术提出了如用于煤矿防灭火的凝胶泡沫产生装置和灭火方法，通过使得高压气和高压水流经文丘里管而形成负压，以将胶凝剂、发泡剂和交联剂(促凝剂)吸入泡沫发生器，从而产生胶体泡沫，该胶体泡沫可以被注入到煤炭自燃区等火灾位置进行灭火。相对而言，无机凝胶体系的灭火剂具有显著良好的抗烧性能和较长的泡沫保持时间，例如，硅酸盐类无机凝胶体系在1000℃的环境下抗烧时间可达20min以上，泡沫保持时间可达24h以上，对于森林火灾、化工原料火灾、森林隔离带开辟等复杂火灾现场具有显著的优势。然而，上述现有技术在泡沫发生器中同时将气体、水、胶凝剂、发泡剂和促凝剂等多种灭火原料混合，灭火和火场隔离效果欠佳。

技术实现思路

1、本技术的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种凝胶泡沫生成方法，能够更快速发生凝胶反应以生成并喷射细腻的凝胶泡沫，从而实现良好的灭火和火场隔离效果。

2、为了实现上述目的，本技术一方面提供一种凝胶泡沫生成方法，包括：

3、s1.发泡步骤，分别将第一压缩气体和泡沫溶液与胶凝剂的混合液通入至发泡装置的发泡腔中，使得所述泡沫溶液与胶凝剂的混合液在所述第一压缩气体的扰动作用下生成并输出泡沫；

4、s2.凝胶泡沫喷射步骤，分别将促凝液和由所述发泡装置输出的所述泡沫通入至凝胶泡沫喷射装置，并使得所述促凝液与所述泡沫在该凝胶泡沫喷射装置内混合后向外喷出。

5、可选地，持续向所述发泡腔中通入所述第一压缩气体和所述泡沫溶液与胶凝剂的混合液，以使得由所述发泡装置生成的所述泡沫在所述第一压缩气体的作用下通入至所述凝胶泡沫喷射装置，并接续执行发泡步骤s1和凝胶泡沫喷射步骤s2。

6、可选地，所述泡沫溶液与胶凝剂的混合液储存于主液罐中，发泡步骤s1进一步包括：监测该主液罐的质量变化率，并根据该质量变化率控制由所述主液罐通入至所述发泡腔中的所述泡沫溶液与胶凝剂的混合液的流量；

7、以及/或者，所述促凝液储存于促凝液罐中，凝胶泡沫喷射步骤s2进一步包括：监测该促凝液罐的质量变化率，并根据该质量变化率控制由所述促凝液罐通入至所述凝胶泡沫喷射装置中的所述促凝液的流量。

8、可选地，所述主液罐和/或所述促凝液罐安装于称重单元上；所述凝胶泡沫生成方法进一步包括：通过该称重单元监测所述主液罐和/或所述促凝液罐在设定时间长度内的质量变化量而获得相应的所述质量变化率。

9、可选地，所述主液罐与所述发泡腔之间的连通流路上设有用于控制所述泡沫溶液与胶凝剂的混合液的流量的主液罐出液调节阀；凝胶泡沫喷射步骤s2进一步包括：当所述主液罐内的储液量或压力低于预定值时，关闭所述主液罐出液调节阀，并排出所述凝胶泡沫喷射装置内的残留积液；

10、以及/或者，所述促凝液罐与所述凝胶泡沫喷射装置之间的连通流路上设有用于控制所述促凝液的流量的促凝液罐出液调节阀；凝胶泡沫喷射步骤s2进一步包括：当所述促凝液罐内的储液量或压力低于预定值时，关闭所述促凝液罐出液调节阀，并排出所述凝胶泡沫喷射装置内的残留积液。

11、可选地，所述发泡装置具有分别连通至所述发泡腔的混合液进液通道、泡沫输出通道以及环绕所述混合液进液通道设置的多个压缩气体射流通道，所述发泡腔内设有散液盘；发泡步骤s1进一步包括：利用所述混合液进液通道将所述泡沫溶液与胶凝剂的混合液引导为喷射至所述散液盘以形成分散液流，由所述压缩气体射流通道引入的多股气流射入所述发泡腔以扰动所述分散液流并生成所述泡沫，该泡沫经过所述散液盘和所述泡沫输出通道输出至所述凝胶泡沫喷射装置。

12、可选地，所述散液盘的朝向所述混合液进液通道的端面形成有用于引导所述泡沫溶液与胶凝剂的混合液散开的散液导向锥面。

13、可选地，所述发泡装置包括混合液喷嘴，所述混合液进液通道至少部分地形成于该混合液喷嘴中并在朝向所述发泡腔的一端具有渐缩的通流截面积，所述混合液喷嘴朝向所述发泡腔的一端的外周壁面形成为渐缩的射流导向锥面。

14、可选地，所述发泡装置包括彼此密封连接并限定有壳腔的第一罩壳部和第二罩壳部，所述混合液喷嘴安装于所述壳腔内，并具有与该壳腔的内壁面密封接合的环形凸台部，以由该环形凸台部将所述壳腔分隔为环形气腔和所述发泡腔，所述压缩气体射流通道形成在该环形凸台部上，所述第一罩壳部上形成有连通至所述环形气腔的压缩气体进气口。

15、可选地，所述散液盘上连接有两端分别抵接至所述环形凸台部和所述壳腔的位于所述第二罩壳部内的端壁上的多个支柱，并使得所述混合液喷嘴安装为抵接至所述壳腔的位于所述第一罩壳部内的端壁上。

16、可选地，所述凝胶泡沫喷射装置包括：

17、进料筒，所述进料筒的筒壁上设有混合泡沫入口；和

18、进料芯，所述进料芯穿设在所述进料筒的筒腔中，并形成有进液流道以及分别连通至该进液流道的促凝液入口和促凝液出口；

19、其中，所述筒腔包括沿轴向连通的进料腔和初步混合腔，所述进料腔为形成在所述进料芯的外周壁与所述进料筒的内周壁之间的环状腔体，所述混合泡沫入口连通至所述进料腔，所述促凝液出口连通至所述初步混合腔。

20、可选地，所述混合泡沫入口的中心轴线相对所述进料腔的中心轴线径向偏移以呈异面布置。

21、可选地，所述凝胶泡沫喷射装置还包括设于所述进料筒下游的混合管，所述混合管的管腔包括能够连通所述初步混合腔的搅拌混合腔，所述搅拌混合腔中设有搅拌混合组件。

22、可选地，所述混合管的管腔还包括位于所述搅拌混合腔下游的整流腔，所述整流腔中设有整流组件，所述整流组件形成有多条沿轴向平行布置的整流流道。

23、可选地，所述凝胶泡沫喷射装置还包括连接在所述混合管与所述进料筒之间的开关阀和/或连接至所述混合管的远离所述进料筒的一端的凝胶泡沫喷嘴。

24、可选地，所述泡沫溶液与胶凝剂的混合液储存于主液罐中，所述促凝液储存于促凝液罐中，所述凝胶泡沫生成方法还包括在发泡步骤s1之前执行的加压预混步骤s0，该加压预混步骤s0包括加压子步骤：

25、向所述主液罐内的液面下方通入第二压缩气体，直至该主液罐内的气压达到预设压力，并在发泡步骤s1和凝胶泡沫喷射步骤s2中，使所述主液罐内的所述泡沫溶液与胶凝剂的混合液能够在气压作用下被输送至所述发泡腔；和/或，向所述促凝液罐内通入第三压缩气体，直至该促凝液罐内的气压达到预设压力，并在凝胶泡沫喷射步骤s2中，所述促凝液罐内的所述促凝液能够在气压作用下被输送至所述凝胶泡沫喷射装置。

26、可选地，所述第一压缩气体、第二压缩气体和第三压缩气体来自同一压缩气源。

27、可选地，所述加压预混步骤s0还包括在所述加压子步骤之前执行的加液子步骤：

28、向所述主液罐内注入水，向所述主液罐内注入泡沫原液和胶凝剂，再次向所述主液罐内注入水，其中，向所述主液罐内注入水的流路与注入泡沫原液和胶凝剂流路至少部分地重叠；和/或，

29、向所述促凝液罐内注入所述促凝液并实时监测该促凝液罐内的液量，且在该注入过程中使得注入速度递减。

30、本技术的第二方面提供一种凝胶泡沫生成系统，所述凝胶泡沫生成系统采用上述的凝胶泡沫生成方法。

31、本技术的第三方面提供一种火灾救援设备，所述火灾救援设备包括上述的凝胶泡沫生成系统。

32、本技术的第四方面提供一种灭火方法，该灭火方法采用上述凝胶泡沫生成方法生成凝胶泡沫并将该凝胶泡沫喷射至燃烧物的表面。

33、根据本技术的凝胶泡沫生成方法，将预制的泡沫溶液与胶凝剂的混合液和第一压缩气体通入发泡装置的发泡腔而生成泡沫，进而将该泡沫和促凝液通入凝胶泡沫喷射装置混合生成凝胶泡沫；由于在与促凝液混合之前，胶凝剂首先与泡沫溶液混合并发泡，因而能够使得促凝液与胶凝剂更充分地混合，由此可以在凝胶泡沫喷射装置的出口处快速、高效地发生凝胶反应以生成并喷射细腻的凝胶泡沫，该凝胶泡沫可以被喷射为覆盖于火灾现场隔离空气；同时由于凝胶膜中的水分逐渐蒸发而降低温度，且因凝胶的锁水性能而更耐高温，由此实现良好的灭火和火场隔离效果。