脉冲双流体水雾灭火

技术领域

本实用新型涉及一种脉冲双流体水雾灭火，它属于一种快速高效的消防灭火装备，属 于公共安全应急救援装备技术领域。

背景技术

水是一种清洁高效、来源方便、无污染的高效灭火剂，然而常见的水喷淋系统中水颗粒 尺度大、表面积率小、汽化速度慢，在重力作用下很容易跌落至地面而成为无效的流淌水， 水利用率低，大量流失水还可能造成二次水渍污染。据统计用于灭火的90％左右的直流水在 灭火时流淌了，对灭火真正起作用的只占其中的很小一部分；而且用直流水扑灭油火时，易 导致燃油的流淌，增加控火难度；此外，直流水也不宜用于扑灭电气火灾。因此，常见的水喷 淋系统灭火效率低，水流损失严重。而采用水流雾化技术得到的水雾颗粒粒径小，吸热速度 快，在火焰区域汽化后将会产生大量的水蒸汽，降低火焰周围氧气浓度，因而大大提高了灭 火效率。

然而，常见的水雾灭火器材，通常是采用增加水压的方法破碎水颗粒，尽管在一定范围 内降低水颗粒粒径，但是往往要求系统供水压力大，而且在喷头雾化过程中水压损失大，因 此灭火时冲击力不强，喷射距离近，保护范围小，灭火效果不理想，而本实用新型的脉冲双 流体水雾灭火采用压缩空气直接雾化直流水，不仅大大降低水颗粒粒径，而且形成具有较 大冲击力的水、气混合的双流体灭火介质，尤其是采用内、外两圈水流结构方式进一步提高 了灭火效率，由于内圈水雾颗粒粒径小，在火焰区中汽化速度快，能够迅速降低火焰区温度， 同时由于水雾汽化后产生大量水蒸气，迅速降低火焰周围氧气含量，提高灭火效率；由于外 圈压缩空气具有较大的冲击力，直接切断火焰根部，同时外圈压缩空气对内圈水雾起到保护 作用，能够减少内圈细小的水雾颗粒在空气中的摩擦损耗，将其远距离输送到燃烧区域，降低 火焰区温度，极大地提高了灭火效率。

尽管连续水雾对大功率火源具有较好的灭火效果，但是往往对扑灭有遮挡的“小火星” 效果不佳，常常需要更长的时间，而这些“小火星”很容易造成“死灰复燃”现象，而采用 脉冲式灭火方法，可以对燃烧气流产生较大的空气扰动，对“小火星”有较好的扑灭效果。

因此，本实用新型从灭火机理出发，采用水、气混合的双流体灭火介质，设计内外两圈 水流结构，并采用机械脉冲方式，对固体火和油类火及其复合火灾以及电气火灾具有较好的 灭火效率，由于本实用新型结构简单、使用方便，能广泛应用于民用建筑或工业场所中。

发明内容

本实用新型脉冲双流体水雾灭火，能够在一定距离上快速切断火源，通过脉冲作用迅 速扑灭有遮挡的“小火星”，结构简单，使用方便，对固体火和油类火及其复合火灾具有较强 的灭火能力，还适用于电气火灾的快速扑救；

一种脉冲双流体水雾灭火，包括喷头套管1、喷头2、喷管3、内芯4、体5、中轴6、 密封圈7、轴承8、进气管9、气流开关10、旋转阀11、档块12、进水管13、水流开关14、 后座15、连接块16、固定螺母17、弹簧18、按钮开关19、档圈20、进气孔21、进水孔22 和凹槽23；

所述地喷头套管1是指圆柱形套管，它安装在体5前端；所述的喷头2是指前大后小 的锥形结构，它安装在中轴6前端，与喷管3和内芯4相联；所述的喷管3是指圆柱形套管， 它安装在内芯4前端并固定在喷头2上；所述的内芯4是指带有四个圆孔的圆柱体，它安装 在喷头2上；所述的体5是本实用新型的外壳部件，它与套管1、喷头2、进气管9、旋转 阀11、后座15、连接块16等多个零部件相联；所述的中轴6是指锥形的水流通道，它与喷 头2和进水管13联接；所述的密封圈7是指O型密封圈，它固定在旋转阀11的凹槽23上； 所述的轴承8是指滚动轴承，它固定在中轴6上；所述进气管9是指与体5相联的一段管 接头，与外部气源联接，气流开关10固定在进气管9上；所述的气流开关10是指压缩空气 的气流控制阀门，它固定在进气管9上；所述的旋转阀11是指圆环型套管，它通过轴承8固 定在中轴6上；所述的进气孔21是指旋转阀11上的椭圆形气孔，它与进气管9连通；所述 的进水孔22是指旋转阀11上的圆孔，它与中轴6圆孔连通；所述的凹槽23是指旋转阀11 上的半圆形槽孔，它是密封圈7的固定部位；所述的档块12是指细长圆柱，它固定在旋转阀 11上；所述的进水管13是指消防水的接管，它与后座15相联；所述的水流开关14是指接 通或切断外部水源的控制阀门，它固定在进水管13上；所述的后座15是指带有突台的圆柱 体，它固定在体5上，与进水管相联；所述的连接块16是指圆环形套管，它固定于体5 上，并与固定螺母17和弹簧18联接；所述的按钮开关19是指带突台的圆柱体，它与档块 12配套使用，并通过连接块16、固定螺母17、弹簧18安装在体5上；所述的档圈20是 指金属圆环，它固定在中轴上，与轴承8相联。

安装顺序：通过喷管3将内芯4固定在喷头2上构成出口端部件；密封圈7和档块12都 固定在旋转阀11上，旋转阀11安装在轴承8上，档圈20将轴承8固定在中轴6上，中轴6 与后座15相联，构成进口端部件；出口端部件中的喷头2与进口端部件中的中轴6联接后， 形成体内部核心部件，再通过后座15固定在体5上；按钮开关19通过固定螺母17和弹 簧18与连接块16相联，连接块16固定在体5上；进气管9和气流开关10与体5相联； 进水管13和水流开关14、后座15相联；喷头套管1与体5相联。

本实用新型脉冲双流体水雾灭火从灭火基本原理出发，改进现有产品的水利用率低、 灭火效率不高的种种欠缺，具有如下优点：

①.由于采用压缩空气直接雾化直流水，形成粒径大小合适的双流体水雾灭火介质，不 仅大大降低水颗粒粒径，而且具有较大冲击力，提高了灭火效率；

②.由于压缩空气具有较大的冲击力，灭火动能大、冲击力强，在水平方向上直接从火 源根部切断火焰，达到快速灭火的目的；

③.采用机械方式实现气流脉冲作用，成本低廉、方便可靠；

④.由于空气具有可压缩的特点，短时间脉冲压缩可进一步提高空气瞬间压力，增加灭 火冲击力，提高对“小火星”的扑灭效率；

⑤.由于仅对压缩空气进行脉冲控制，水流一直处于喷射状态，抑制了高温环境下可能 产生的“复燃”现象；

⑥.采用了内、外两圈水流结构方式，大大提高了灭火效率；内圈水雾颗粒粒径小，在 火焰区汽化速度快，能够迅速降低火焰区温度，而且由于水雾汽化后产生大量水蒸气，迅速 降低火焰周围氧气含量，提高了灭火效率；外圈中的压缩空气具有较大的冲击力大，直接切 断火焰根部，灭火速度快，而且减少内圈细小的水雾颗粒在空气中的摩擦损耗，将其远距离 输送到燃烧区域，降低火焰区温度，极大地提高了灭火效率；

⑦.对固体火和油类火及其AB类复合火灾有较强灭火能力，这种快速水雾灭火方式还适 用于电气火灾扑救；

⑧.手动控制，操作简便，适用面广；

因此，脉冲双流体水雾灭火具有灭火冲击力强、水雾粒径小、水流损失小、脉冲效果 好、控火能力强、灭火效果好的优点，是一种新型高效清洁灭火设备，适合于民用建筑和工 矿企业中对固体火和油类火及其复合火灾以及电气火灾的快速扑救。

附图说明

图1为脉冲双流体水雾灭火的机械结构示意图；

图2为脉冲双流体水雾灭火的出口端部件图；

图3为脉冲双流体水雾灭火的进口端部件图；

图4为体5纵向剖视图；

图5为旋转阀11的主视图；

图6为旋转阀11的A-A向剖视图。

具体实施方式

以下结合附图具体说明本实用新型的实施方式。

图1为脉冲双流体水雾灭火的机械结构示意图，其中，1为喷头套管、2为喷头、3为 喷管、4为内芯、5为体、6为中轴、7为密封圈、8为轴承、9为进气管、10为气流开关、 11为旋转阀、12为档块、13为进水管、14为水流开关、15为后座、16为连接块、17为固 定螺母、18为弹簧、19为按钮开关、20为档圈。喷头套管1安装在体5前端；喷头2安 装在中轴6前端，与喷管3和内芯4相联；喷管3安装在内芯4前端并固定在喷头2上；内 芯4带有四个圆孔，内芯4安装在喷头2上；体5是本实用新型的外壳部件，它与套管1、 喷头2、进气管9、旋转阀11、后座15、连接块16相联；中轴6与喷头2和进水管13以及 后座15相联；密封圈7是O型密封圈，它固定在旋转阀11的凹槽23上；轴承8为滚动轴承， 它固定在中轴6上；进气管9是指与体5相联的一段管接头，与外部气源联接，气流开关 10固定在进气管9上；气流开关10是指压缩空气的气流控制阀门，它固定在进气管9上； 旋转阀11安装在轴承8，通过轴承8固定在中轴6上；旋转阀11上还有进气孔21和进水孔 22；进气孔21进气管9连通；进水孔22与中轴6圆孔连通；档块12固定在旋转阀11上； 进水管13是消防水的接管，它与后座15相联；水流开关14是接通或切断外部水源的控制阀 门，它固定在进水管13上；后座15固定在体5上，与进水管相联；连接块16固定于体 5上，并与固定螺母17和弹簧18联接；按钮开关19通过固定螺母17和弹簧18与连接块16 相联，连接块16固定在体5上；按钮开关19与档块12配套使用；档圈20固定在中轴6 上，将轴承8固定在中轴6上。按钮开关19通过固定螺母17和弹簧18与连接块16相联， 连接块16固定在体5上；进气管9和气流开关10与体5相联；进水管13和水流开关 14、后座15相联；喷头套管1与体5相联。

图2为脉冲双流体水雾灭火的出口端部件图，其中，2为喷头，3为喷管，4为内芯。 通过喷管3将内芯4固定在喷头2上构成出口端部件；

图3为脉冲双流体水雾灭火的进口端部件图，其中，6为中轴、7为密封圈、8为轴承、 11为旋转阀、12为档块、15为后座、20为档圈。密封圈7和档块12都固定在旋转阀11上， 旋转阀11安装在轴承8上，档圈20将轴承8固定在中轴6上，中轴6与后座15相联，构成 进口端部件；出口端部件中的喷头2与进口端部件中的中轴6联接后，形成体内部核心部 件，再通过后座15固定在体5上；图4为体5纵向剖视图。

图5为旋转阀11的主视图；其中，21为进气孔、22为进水孔；图6为旋转阀11的A-A 向剖视图。21为进气孔、22为进水孔，23为凹槽，凹槽23是密封圈7的固定部位。

本实用新型采用螺纹将喷头套管1安装在体5前端，通过调节两者之间的位置可以控 制外圈的气流喷射角度和距离；喷头2采用螺纹联接在中轴6前端，它与喷管3和内芯4相 联，它是内、外圈水流分割物，通过四个直径为3毫米的斜孔将外圈气流引入到内圈的水流 中，通过改变喷头2与中轴6之间的距离来调节外圈喷口尺寸，进而控制外圈气流速度；喷 管3是指安装在内芯4前端并固定在喷头2上的圆柱形套管，它是内芯4的出水部位，与喷 头2之间采用螺纹联接；内芯4是水流雾化器，通过旋转孔将水流二次雾化，减小水雾粒径； 体5是指本实用新型的外壳部件，它与套管1、喷头2、进气管9、旋转阀11、后座15、 连接块16等多个零部件相联；中轴6是水流通道，前端与喷头2连接，后端与后座15相联； 密封圈7是指固定在旋转阀11上的O型密封圈；轴承8是指固定在中轴6上的滚动轴承；进 气管9是指与体5相联的压缩空气的接管；气流开关10是指固定在进气管9上，接通或切 断压缩空气气源的阀门开关，它通过旋转手轮控制阀门开启或关闭状态；进水管13是指与后 座15相联的消防水的接管；水流开关14是指固定在进水管13上，接通或切断外部水源的阀 门开关，通过旋转手轮控制阀门开启或关闭状态；后座15是指带有突台的圆柱体结构部分， 它采用螺纹固定在体5上，分别与中轴6和进水管13螺纹联接；旋转阀11是指通过轴承 8固定在中轴6上的圆环型套管，在其圆环侧面上由隔板分割成多个小室，只有半数小室与 旋转阀11上的椭圆形进气孔21相通，因此，旋转阀11在进气管9中喷射出的压缩空气带动 下快速旋转时，外圈气流被周期性的接通和封闭，从而实现了外圈气流脉冲喷射，提高对“小 火星”的扑灭效率；进水孔22是指旋转阀11上的圆孔，它与中轴6圆孔连通，是外圈水流 的入口；凹槽23是指旋转阀11上的半圆形槽孔，它是密封圈7的固定部位；档块12是指固 定在旋转阀11上的直径为3毫米、高度为10毫米的圆柱体；后座15是指带有突台的圆柱体 结构部分，它固定在体5上，与进水管13相联；按钮开关19是指与档块12配套使用的圆 柱体开关，它通过连接块16、固定螺母17、弹簧18固定在体5上，当按钮开关19被按入 时，由于档块12运动受阻，旋转阀11被迫停止转动，压缩空气处于完全接通状态，加强了 对大功率火源的扑灭效果；当按钮开关19被弹出时，按钮开关19和档块12之间无接触，旋 转阀11在压缩空气作用下快速转动，形成周期性脉冲气流，加强对空气气流的扰动，强化了 对小火星的扑灭效果；档圈20是指固定在中轴6上的金属圆环，它与轴承8相联；

喷管3通过螺纹将内芯4固定在喷头2前端，构成出口端部件；密封圈7安装在旋转阀 11上，档块12也固定在旋转阀11上，旋转阀11安装在轴承8上，档圈20将轴承8固定在 中轴6上，中轴6与后座15相联，构成进口端部件；出口端部件中的喷头2与进口端部件中 的中轴6联接后，构成体内部核心部件，再通过后座15固定在体5上；按钮开关19通 过固定螺母17和弹簧18与连接块16相联，连接块16固定在体5上；进气管9和气流开 关10与体5相联；进水管13和水流开关14、后座15相联；喷头套管1与体5相联；

本实用新型的脉冲双流体水雾灭火的工作过程如下：操作者采用消防输水管将进水管 13与外部水源连接，打开水流开关14，大部分消防水通过后座15和中轴6内腔进入喷头2 内腔中，在压缩空气作用下进行空气雾化，在内芯4中进一步旋转雾化后由喷管3喷出；少 量的消防水通过中轴6的斜孔和旋转阀11的进水孔22后进入体的外圈里，与压缩空气雾 化后由喷头2的外腔喷出。采用软管将进气管9与外部压缩空气源相联，打开气流开关10后， 高压空气将驱动旋转阀11快速转动，由于旋转阀11侧壁上设计了一系列进气孔21，形成脉 冲式气流。大部分压缩空气在水外圈中混合少量消防水后由喷头2的外腔喷出；少量的压 缩空气通过喷头2的斜孔进入喷头2内腔里，雾化消防水后，由喷管3喷出。于是，从灭火 出口喷头2和喷管3处迅速喷出具有较大冲击力的水、气混合的双流体灭火介质，水雾颗 粒粒径小，灭火效率高，气流速度快，灭火冲击力强。操作者将灭火对准火源根部来回扫 射，利用具有较强冲击力的水源快速切断火焰，以发挥脉冲双流体水雾灭火高效快速灭火 的作用。

对于初期的大功率火源，连续水雾控火能力强、灭火效率高，操作者按入按钮开关19后， 旋转阀11运动受阻，压缩空气一直处于接通状态，连续水雾对大功率火源具有较好的灭火效 果。

对于灭火后期的“小火星”，需要采用脉冲式灭火方式，弹开按钮开关19后，旋转阀11 在压缩空气冲击下在水内快速转动形成脉冲式双流体灭火介质，这种脉冲灭火方式对燃烧 气流产生较大的空气扰动，对“小火星”有较好的扑灭效果。