消防設備的製作方法

2023-12-11 02:15:57

專利名稱：消防設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種消防設備，它包括一個蓄液器，所述蓄液器包括至少一個帶有盛放滅火液體的空間和用於容納推進氣體的空間的壓力容器、一個在該壓力容器中配有一側開口且在壓力容器的底部配有一個將滅火液體送入自身當中並進而供給至少一個噴嘴的吸入口的供液豎管。
這樣的設備例如在WO94/08659中公開了，其工作原理是開始時，只從噴嘴中噴出霧狀穿透型液體，隨後氣體通過側開口混入液體中。壓力容器中的壓降通常造成從噴嘴中噴射出大粒液滴。由於送入氣體，所以可縮小從噴嘴中排出的滅火介質的液滴尺寸。這些公知設備總體上工作良好，但是在某些使用場合中，會希望在最初用很大的穿透力噴射滅火介質後能使從噴嘴中排出的液滴的尺寸縮小到小於可用已知的蓄液器和噴嘴獲得的液滴尺寸。將大量氣體混入少量液體，這實際上是較難做到的。擴大供液豎管中的側開口無法產生所要求的效果。但是，通過縮小供液豎管的管徑，可以在一定程度上改善氣體的混合情況。但是，供液豎管直徑的縮小因液體在供液豎管中的流動阻力增大而增大了壓力損失，並且不可能在排空壓力容器時從壓力容器中獲得足夠的液體。由於能夠產生非常小的液滴，所以可極大地減少滅火液體用量。同時，如果水被用作滅火液體，則水損量是微不足道的。但是，並非總是如人所願地達到這種程度。
本發明涉及一種新型消防設備，當利用此套設備且使用一個蓄壓器時，在最初開始以具有較強穿透能力和較大的液滴尺寸的霧狀噴射液體滅火後，可以在滅火的最後階段中輕鬆地產生極其細化的霧氣。根據需要，此套設備可以通過在開始排空壓力容器時已將氣體混入滅火液體中而輕鬆地發揮其滅火作用。
為了產生這樣的具有極小液滴的極其細散的霧狀滅火介質，本發明的特點是壓力容器的供液豎管在位於側開口下方的區域內具有一節流閥。在所附的權利要求2-13中描述了本發明的優選實施例。
由於把節流閥設置在最低的側開口的下方，所以氣體可以在液面降至最低的側開口下面時經所有側開口充分地流入。如果使節流閥位於最低的側開口上方，則在排空壓力容器結束時只有液體可經過最低的側開口流入。
由於將側開口設置在供液豎管的至少三個不同高度上，所以對許多應用場合而言可獲得優良效果。在某些情況下，可以將側開口只設置在兩個不同的高度上或只設置一個側開口。
壓力容器最好盛有水或水基液體，由此使充有氮氣且壓力範圍為大約60巴-200巴的氣源與壓力容器相連。由於採用氮氣，所以當氮氣和水混合時可以獲得液滴很小的滅火介質。滅火介質比空氣略重，因此滅火介質將沉到噴流房間的底部。經過一段時間後，氮氣從水霧中逸出並在房間內上升。當氮氣上升時，房間中的氧氣含量降低並由此獲得了滅火效果。
本發明的基本構思在於通過節流閥而在供液豎管內、外獲得相當大的壓差。由於壓差的作用，當液面經過側開口的水平面時，使氣體通過側開口從供液豎管外充分地流入供液豎管內，從而使氣體有效地混入從供液豎管中排出的液體中。這樣的有效氣流在已知結構中是不可能獲得的，這是因為供液豎管的內外壓差(與假設相反)很小。在已知結構中，當在供液豎管內快速流動的滅火液體在吸引氣體的側開口處產生負壓時，氣體通過噴射效應穿過側開口流入(與假設相反)。
本發明的最大優點是實現了不可燃氣體非常有效地混入少量滅火液體中，由此在通過適當的噴嘴噴流時，獲得了液滴極小的呈氣/液混合物形式的霧狀滅火介質，液滴尺寸大約為10μm-50μm，當火苗首先被具有大約50μm-250μm的較大液滴尺寸的液霧壓下時(通常如此)，上述液滴尺寸對滅火極其有效。還可以設想到在整個滅火過程中可保持不變的小液滴尺寸，如10μm-50μm。可以噴射出這樣的霧狀滅火介質，這樣霧氣先充滿整個房間，隨後根據不可燃氣體的成分，所述霧氣可以沉向地面(如果氣/液混合物比空氣重)。此後，液/氣混合物中的氣體成分(如果所述氣體輕於空氣)可在一段時間後從液體中逸出並上升，而液霧仍然下沉。
以下將參見一個實施例並結合附圖來描述本發明。其中

圖1表示現有技術。
圖2表示圖1的局部。
圖3表示本發明。
圖4表示圖3的局部。
在表示現有技術的圖1中，參考數字1表示一個由用於盛放液體的壓力容器2構成的蓄液器。氣瓶4通過一帶閥3b的導管3a與壓力容器2相連。在壓力容器2的空間5中盛有水，該容器空間的體積通常約為50l。在體積約為50l的氣瓶4中充有氮氣或其它不可燃氣體。在開始滅火過程之前，氣瓶中的壓力通常為100巴-300巴。使用氮氣的優點是可以獲得適當的滅火介質重量，由此滅火介質可以先沉到地面上且滅火介質中的氣體成分可以隨後象上述的那樣上升。
壓力容器2包括一與導管3a相連的供氣管6和一從壓力容器下部向上伸向排氣管8的供液豎管7，所述排氣管經過閥9通向許多噴嘴10-12。這些噴嘴的數目當然是可變的。供液豎管7具有許多彼此間隔一段距離的側開口13-15並在下端具有一個吸入口16。
當圖1所示的整套設備開始工作時，開啟閥9且使閥3b一直處於開啟狀態。接著，將氮氣通入壓力容器的上部即空間17內，在此空間內形成了如180巴的初始氣壓。氮氣作為用於把水從壓力容器2中排出的推進氣體。水因氣壓的緣故而通過供液豎管7的吸入口16且多多少少地通過側開口13-15流入。當排空壓力空間時，水平面19下降，氣體所用空間17的體積由此增大。開始時，只有水流經供液豎管7，直到水平面19降到側開口13所在的位置為止。接著，當氮氣流經側開口13時，氮氣開始混入水中。當水平面已沉至側開口13的高度時，氣壓降到一個低於180巴的值。在進行壓力容器2的排空且壓力容器中的壓力同時下降時，水平面逐漸降至側開口14所在位置。然後，氮氣也通過側開口14流入。繼續排空壓力容器2，直到已經過側開口15且壓力空間中的水被排空為止。
當圖1所示的壓力容器2以上述方式被排空時，不可能在排空過程結束時獲得極小的液滴，如10μm-20μm的液滴。這是因為使氣體經側開口13-15流入的主要動力取決於流入供液豎管7的水流的噴吸作用。當縮小直徑d1(參見圖2，它示出了供液豎管7的剖面)時，可以加強上述噴吸作用縮小直徑d1導致水流加快，而水流加快又產生了較強的噴吸作用。但是，迄今為止還不可能採用很小的直徑d1，這是因為如果採用很小的直徑，則將不可能獲得足夠大的單位時間內的水流量。由於供液豎管7外的壓力P1(圖2)很接近供液豎管內的壓力P2，所以也不可能通過壓差(P1-P2)使氮氣流經側開口15。特別是當只開啟少量的投入滅火工作中的噴嘴時，如只開啟了噴嘴11時，情況更是如此。如果開啟許多組噴嘴10-12，雖可獲得小壓差P1-P2，但無法獲得大到足以使氣體混合得很充分的壓差，而氣體混合充分對保證滅火介質的液滴尺寸很小是至關重要的。
圖3示出了本發明設備的一個簡單實施例。在此採用了與圖1中相應部件的標記相同的參考數字。
圖3的發明與圖1的已知結構的不同之處在於供液豎管7′在其下部受到一個節流閥18′的控制。節流閥18′構成了在供液豎管7′下端上設在最低的側開口15′下方的收縮部。節流閥18′形成了直徑d2為0.5mm的孔18′，而供液豎管7′的名義直徑通常為8mm-15mm。孔18′優選地具有0.2mm-4mm的直徑d2且最好具有0.3mm-2mm的直徑。孔18′的直徑d2的選擇取決於許多因素，如噴嘴10′、11′、12′的類型、噴嘴數目、氣瓶4′內的推進壓力、氣體種類、供液豎管7′的直徑d1、側開口13′-15′的數目和大小、此套設備的設計用途即滅火類型。
由於設置了節流閥18′，所以在側開口13′-15′處且在供液豎管7′的內、外產生了較大壓差P1-P2。當壓力容器2′內的水平面已降到側開口13′下方時，可以例如為50巴左右的這個壓差使氮氣經側開口13′-15′充分地流入。由於氣體因排空壓力容器2而充分地流入側開口，所以最終可以在滅火結束時獲得從噴嘴10′-12′排射出的極小的噴射流液滴尺寸。此套設備連續工作，從而氣/水比是由壓力容器2′中水平面19′的位置決定的。首先，側開口13′-15′和吸入口16′只通過節流閥18′把水送入供液豎管7′。當水平面19′到達側開口13′時，側開口13′開始將氣體供入供液豎管7′，而其餘的側開口14′、15′和吸入口16′通過節流閥18′供水。在此水平面上，壓力仍較高，由此獲得小液滴所需的氣體量較小。如果其它參數保持不變，則液滴尺寸隨下降的壓力而增大。因此，當壓力下降時，不斷地需要更多的氣體，以獲得小液滴。當水平面降到側開口14′處時，氣體量增加而水量減少。這是因為側開口13′和14′供氣，而只有側開口15′和吸入口16′經節流閥18′供水。當水平面位於側開口15′下方時，混入的氣體量與水量相比很大，而水只經過節流閥18′從吸入口16′流入。
噴頭和/或其中裝有噴嘴的噴灑機構最好是WO 92/20453、 WO92/22353、WO 94/16771中所公開的那種類型。
如果節流閥18′是由其直徑d2與側開口13′-15′的直徑相比較小的孔構成的，則壓差P1-P2變得非常大，而且液體可以經側開口流入。側開口的直徑最好為0.5mm-5mm，且更好為1mm-3mm。在圖3的實施例中，供液豎管7′在上部具有一個直徑為2mm的側開口13′、在下部具有兩個直徑為2mm的側開口15′，且大約在側開口13′和15′正中間處具有一個直徑為2mm的側開口14′，由此壓力容器2′被分為尺寸大致相同的四段I-IV。由於設有彼此間隔一段距離的三個側開口13′-15′，最低的側開口15′位於供液豎管7′的下部，而最高的側開口13′位於供液豎管的上部。在排空壓力容器2的過程中，可以穩定地使氣體充分地混入水中。由於使最低的側開口15′大於其餘的側開口，所以在壓力容器2′的排空快結束時，實現了很充分地混入氣體。由於氣體的混入很充分，所以少量水就足以用於滅火。在圖3中，壓力容器2′的體積與圖1中的50l體積相比只為5l。
在圖3中，節流閥18′布置在最低的側開口15′下方，由此在所有側開口13′-15′處獲得了大的壓差，在試圖使氣體儘可能多地混入水中時，大壓差是很有利的。但是，可以設想出可將節流閥18′設置在另一個位置上，如在側開口13′與側開口14′之間，由此只在側開口13′處獲得較大壓差。對本發明而言重要的是，節流閥18′設置在最高的側開口13′的下方，由此至少在此側開口13處可獲得較大壓差，這樣在水平面降低到此側開口的水平高度時，使氣體經過此側開口流入。
壓力容器2′中的水可含有或不含有添加劑。
除了氮氣外，氣瓶4′中可充入其它不可燃氣體如氬氣或二氧化碳氣。如果希望氣體可隨後上升以便在房間的高空處獲得滅火效果，則優先選用輕於空氣的不可燃氣體。因此，完全可以採用氮氣。
在上文中已參見唯一一個實施例描述了本發明，因此需要指出的是本發明可在所附權利要求書的範圍內針對上述細節進行各種修改。因此，例如可將節流閥設計成孔，將此孔開設在位於供液豎管下端的供液豎管管壁上。在供液豎管上的側開口的數目可以多於圖中所示的側開口數目。還可以想到的是，儘管優選地在供液豎管上沿縱向彼此間隔地設置至少兩個側開口，但是可以只設置一個側開口。閥9′的單一功能是停止液體供向噴嘴。因此，閥對本發明來說是非必要的。
權利要求
1.一種消防設備，它包括一個蓄液器(1′)，所述蓄液器包括至少一個帶有一用於盛放滅火液體的空間(5′)和一用於容納推進氣體的空間(17′)的壓力容器(2′)、一個在該壓力容器中配有側開口(13′-15′)且在壓力容器底部配有一個將滅火液體送入自身當中並進而供給至少一個噴嘴(10′-12′)的吸入口(16′)的供液豎管(7′)，其特徵在於，供液豎管(7′)在一個低於側開口(13′)的下方區域內具有一個節流閥(18′)。
2.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，供液豎管(7′)配有至少兩個側開口(13′-15′)，這些側開口在供液豎管的縱向上彼此間隔一段距離地設置在節流閥(18′)的上方。
3.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，節流閥(18′)設置在供液豎管(7′)的底部上且在側開口(15′)的下方。
4.如權利要求1或2所述的設備，其特徵在於，節流閥是由一供液豎管(7′)上的收縮管部構成的，所述收縮管部由此在供液豎管上形成一個直徑為0.2mm-2mm的孔(18′)。
5.如權利要求4所述的設備，其特徵在於，孔(18′)的直徑為0.3mm-2mm。
6.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，供液豎管(7′)具有至少三個側開口(13′-15′)，這些側開口沿供液豎管的縱向彼此間隔一段距離地設置，從而將用於盛放滅火液體的壓力容器(2′)的空間(5′)在位於所述側開口之間的區域上分成不帶側開口的幾段(II，III)。
7.如權利要求6所述的設備，其特徵在於，側開口(13′-15′)之間的距離基本相等。
8.如權利要求6所述的設備，其特徵在於，側開口(13′-15′)的直徑為0.5mm-5mm。
9.如權利要求8所述的設備，其特徵在於，側開口(13′-15′)的直徑為1mm-3mm。
10.如權利要求9所述的設備，其特徵在於，供液豎管(7′)在底部設有至少一個離供液豎管(7′)的吸入口(16′)一定距離的側開口(15′)，此側開口的直徑大於位於供液豎管上部的側開口(13′，14′)的直徑。
11.如權利要求1或2所述的設備，其特徵在於，氣源(4′)與壓力容器(2′)相連，以便將推進氣體充入壓力容器(2′)。
12.如權利要求11所述的設備，其特徵在於，所述氣源由一個充有不可燃氣體的耐壓氣瓶(4′)構成。
13.如權利要求12所述的設備，其特徵在於，該耐壓氣瓶是一個充有30巴-300巴壓力的氮氣瓶(4′)。
全文摘要
本發明涉及一種消防設備,它包括一個蓄液器(1′),所述蓄液器包括至少一個帶有一用於盛放滅火液體的空間(5′)和一用於容納推進氣體的空間(17′)的壓力容器(2′)、一個設在該壓力容器內並配有側開口(13′—15′)且在壓力容器底部配有一個將滅火液體送入其中並進而供給至少一個噴嘴(10′—12′)的吸入口(16′)的供液豎管(7′)。為了在排空壓力容器的最後階段獲得滅火液體的極小的液滴尺寸且為了用少量滅火液體完成滅火任務,供液豎管(7′)在一個低於最高的側開口(13′)的區域內具有一個節流閥(18′)。
文檔編號A62CGK1200044SQ97191204
公開日1998年11月25日 申請日期1997年9月5日 優先權日1996年9月5日
發明者戈蘭·桑德霍姆 申請人:戈蘭·桑德霍姆