一种干粉喷射系统及消防车技术方案

本发明专利技术属于消防领域，具体涉及一种干粉喷射系统及消防车。其中的干粉喷射系统包括：干粉流化罐；高压气源，可调压地连通至所述干粉流化罐；干粉喷射装置，连通至所述干粉流化罐，用于喷射经流化处理的干粉气流；以及助吹装置，能够将设定压力的助吹气流引导至所述干粉喷射装置，以满足所述干粉喷射装置要求的设定喷射压力。基于上述技术方案，本发明专利技术实施例至少能够解决举高消防车干粉灭火系统的吹送压力不足的问题。

A Dry Powder Injection System and Fire Truck

【技术实现步骤摘要】
一种干粉喷射系统及消防车
本专利技术涉及消防领域，尤其涉及一种干粉喷射系统及消防车。
技术介绍
随着城市的发展以及城市人口的聚集，高层消防、大型建筑消防以及石化装备消防得到了社会的高度重视，为了保障人民群众的生命及财产安全，针对于这类灭火场景的举高消防车得到了愈加广泛的应用。其中的举高消防车是指装备有举高和灭火装置，可进行登高灭火或消防救援的消防车，主要分为：登高平台消防车、举高喷射消防车、和云梯消防车。为应对复杂的火情，现有的举高消防车通常采用干粉灭火剂进行灭火处理，其典型的喷射过程包括以下步骤：①高压氮气储瓶减压供气→②流化罐内干粉流化→③打开干粉出罐阀→④干粉-氮气两相流进入输送管路→⑤供给干粉喷射器喷出→⑥射入需灭火场所。对于上述步骤①，通常采用压力值不大于1.5MPa的氮气储瓶供给流化罐以定压氮气进行干粉的流化，基于此，流化罐的罐体通常按照1.6MPa的工作压力进行设计。这样的工作压力对于常规的干粉消防车是充分的，因为从流化罐到喷射装置的输送管路较短、且基本没有高度落差，使得输送管路的整体压损较小。此外，常规干粉消防车上输运管路的长度和走向在出厂即已确定，因此只要流化罐内的压力满足要求，到达喷射装置的干粉相应地也具有充足的喷射动能。但是对于具有一定高度落差的举高消防车(通常大于30米)而言，其干粉喷射系统的输运管路较长，高度落差也较大，且管路的变径、变向情况复杂，此外随着举高消防车臂架或梯架的不同举升状态，其高度落差以及管路变径、变向的复杂度也随之增大。因此，现有的相关举高消防车往往存在着由于干粉喷射系统吹送压力不足而导致的喷射能力欠缺的问题。针对吹送压力不足所导致的喷射能力欠缺这一技术问题，如果提高供给流化罐的定压氮气的压力，则会使流化罐的工作压力设计值随之提高，进而使得流化罐的罐体厚度以及输运管路的管壁厚度显著增加，导致干粉喷射系统的整体重量和造价大幅提升，制约着目前举高消防车向更高的灭火高度发展。对于上述步骤②，已有实验表明灭火剂的充装比对其喷射特性的影响较为显著，不同物性的干粉灭火剂通常存在对应于自身种类的较适宜的充装比范围：当流化罐内灭火剂的充装比低于这一范围时，将导致干粉灭火剂的供给量与供给强度不足，难以起到合格的灭火效能；而高于这一范围时，也会相应的使流化罐内的驱动气体储量不足，影响到流化罐罐底灭火剂的输运，使灭火剂释放过程延长，并且在灭火剂释放阶段的中后期驱动压力较低，易产生喷粉无力和脉动输粉的现象。针对于此，目前现有消防车的干粉喷射系统多采用目测的方式观测干粉流化罐内加注料的位面，并以此确定干粉流化罐的充装比。然而对于微米级粒径的干粉粉体，不同的干粉型号批次、不同的加注或存放方式均会影响到干粉在流化罐罐内的占位容积，因此基于加注高度的判定方式无法准确计量干粉的充装比，结果必然导致干粉喷射系统所提供的干粉-氮气两相流的喷射特性无法达到最优化的喷射效能。而对于上述步骤⑤，基于现有行业标注《GA39-2016消防车、消防要求和试验方法》，干粉喷射装置的有效喷射速率(即干粉喷射输送率)是衡量考评干粉喷射系统的最重要指标。所述有效喷射速率被定义为单位时间内流化罐的质量变化，针对于该指标的检测方式多采用初始、终止两状态(终止状态多采用流化罐内压力降低至0.5MPa作为判定标准)下的流化罐的称重差值，除以以秒表计时的喷射时长，从而求出喷射速率的平均值，并将其作为评估指标。干粉吹送灭火的效能在于灭火剂的含量，所以真正决定是否有必要继续喷射的直接判断依据应该是干粉有效喷射速率(单位：kg/s)，而不应是间接评估指标：干粉罐的降压状态。因为即使干粉罐压力仍大，但是如果喷出的干粉含量已很少，没有充分的供给强度，再继续喷射是基本没有价值的，既浪费粉也浪费氮气。因此，缺乏对喷射关闭时机的准确判定与控制也是目前具有干粉灭火系统的消防车所存在的共性弊端。
技术实现思路
为克服以上技术缺陷，本专利技术的至少一个目的是提出一种干粉喷射系统及消防车，能够解决举高消防车干粉灭火系统的吹送压力不足的问题。本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。本专利技术提供了一种干粉喷射系统，包括：干粉流化罐；高压气源，可调压地连通至所述干粉流化罐；干粉喷射装置，连通至所述干粉流化罐，用于喷射经流化处理的干粉气流；以及助吹装置，能够将设定压力的助吹气流引导至所述干粉喷射装置，以满足所述干粉喷射装置要求的设定喷射压力。进一步的，所述助吹装置包括：助吹管路，分别通过连通管路连通于所述干粉流化罐和所述干粉喷射装置，能够使所述干粉气流与所述助吹气流混合，并使混合后的气体向所述干粉喷射装置流动。进一步的，所述助吹管路包括：第一管路，与连通至所述干粉流化罐一侧的连通管路连接，用于喷送所述干粉气流；以及第二管路，具有入口段与出口段，所述入口段用于引入所述助吹气流，所述出口段的中心线与所述第一管路的中心线互相平行，用于使流经所述第二管路的所述助吹气流具有与所述干粉气流相同的流向。进一步的，所述第一管路套设在所述出口段的外侧，或所述出口段套设在所述第一管路的外侧，且位于外侧的所述第一管路和所述出口段中的一个具有开口，用于引入位于内侧的所述第一管路和所述出口段中的另一个。进一步的，所述第一管路与所述出口段以中心线共线的方式互相套设。进一步的，套设在外的所述第一管路或所述出口段具有变径管路段，变径管路段与连通至所述干粉喷射装置一侧的连通管路连接，用以避免所述助吹气流从所述第一管路回流。进一步的，所述变径管路段的流通面积随流向均匀变化。进一步的，所述第一管路套设于所述出口段外侧，所述第一管路具有收缩—扩张的变径管路段，变径管路段与所述干粉喷射装置一侧的连通管路连接，所述出口段的出口位于所述变径管路段的收缩区域。进一步的，所述收缩—扩张的变径管路段的入口直径为D1、喉道直径为D2、出口直径为D3，所述收缩-扩张的变径管路段的收缩区域的长度为L1，扩张区域的长度为L2，所述第二管路的直径为d1，所述出口段进入所述变径管路段的长度为L3，所述出口段未进入所述收缩区域的长度为L4，所述D1、D2、D3、D4、d1、L1、L2、L3、L4满足以下条件：D3＝(1.2～1.5)*D1；D2＝(0.7～0.9)*D1；L1＝(3～5)*D1；L2＝(0.8～1.1)*D1；L3＝(0.2～0.3)*L1；d1＝(0.2～0.4)*D1；以及L4＝(6～10)*d1。进一步的，所述第一管路套设于所述出口段内侧，所述出口段具有收缩的变径管路段，变径管路段与所述干粉喷射装置一侧的连通管路连接，所述第一管路的出口位于所述变径管路段的收缩区域。进一步的，所述收缩的变径管路段的出口直径为D5、入口直径为D6，所述收缩的变径管路段的长度为L5，所述第一管路的直径为D7，所述第二管路的直径为d2，所述第一管路出口距离所述变径管路段的出口的长度为L6，所述D5、D6、D7、d2、L5、L6满足以下条件：D5＝D7；D6＝(1.4～1.8)*D5；L5＝(3～5)*D5；d2＝(0.3～0.55)*D5；以及L6＝(0.4～0.6)*L5。进一步的，所述助吹装置还包括：电控减压阀，设置于所述助吹管路与所述高压气源之间，用于控制所述助吹气流的压力。进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干粉喷射系统，其特征在于，包括：干粉流化罐；高压气源，可调压地连通至所述干粉流化罐；干粉喷射装置，连通至所述干粉流化罐，用于喷射经流化处理的干粉气流；以及助吹装置，能够将设定压力的助吹气流引导至所述干粉喷射装置，以满足所述干粉喷射装置要求的设定喷射压力。

【技术特征摘要】
1.一种干粉喷射系统，其特征在于，包括：干粉流化罐；高压气源，可调压地连通至所述干粉流化罐；干粉喷射装置，连通至所述干粉流化罐，用于喷射经流化处理的干粉气流；以及助吹装置，能够将设定压力的助吹气流引导至所述干粉喷射装置，以满足所述干粉喷射装置要求的设定喷射压力。2.根据权利要求1所述的干粉喷射系统，其特征在于，所述助吹装置包括：助吹管路，分别通过连通管路连通于所述干粉流化罐和所述干粉喷射装置，能够使所述干粉气流与所述助吹气流混合，并使混合后的气体向所述干粉喷射装置流动。3.根据权利要求2所述的干粉喷射系统，其特征在于，所述助吹管路包括：第一管路，与连通至所述干粉流化罐一侧的连通管路连接，用于喷送所述干粉气流；以及第二管路，具有入口段与出口段，所述入口段用于引入所述助吹气流，所述出口段的中心线与所述第一管路的中心线互相平行，用于使流经所述第二管路的所述助吹气流具有与所述干粉气流相同的流向。4.根据权利要求3所述的干粉喷射系统，其特征在于，所述第一管路套设在所述出口段的外侧，或所述出口段套设在所述第一管路的外侧，且位于外侧的所述第一管路和所述出口段中的一个具有开口，用于引入位于内侧的所述第一管路和所述出口段中的另一个。5.根据权利要求4所述的干粉喷射系统，其特征在于，所述第一管路与所述出口段以中心线共线的方式互相套设。6.根据权利要求4所述的干粉喷射系统，其特征在于，套设在外的所述第一管路或所述出口段具有变径管路段，变径管路段与连通至所述干粉喷射装置一侧的连通管路连接，用以避免所述助吹气流从所述第一管路回流。7.根据权利要求6所述的干粉喷射系统，其特征在于，所述变径管路段的流通面积随流向均匀变化。8.根据权利要求3所述的干粉喷射系统，其特征在于，所述第一管路套设于所述出口段外侧，所述第一管路具有收缩—扩张的变径管路段，变径管路段与所述干粉喷射装置一侧的连通管路连接，所述出口段的出口位于所述变径管路段的收缩区域。9.根据权利要求8所述的干粉喷射系统，其特征在于，所述收缩—扩张的变径管路段的入口直径为D1、喉道直径为D2、出口直径为D3，所述收缩-扩张的变径管路段的收缩区域的长度为L1，扩张区域的长度为L2，所述第二管路的直径为d1，所述出口段进入所述变径管路段的长度为L3，所述出口段未进入所述收缩区域的长度为L4，所述D1、D2、D3、D4、d1、L1、L2、L3、L4满足以下条件：D3＝(1.2～1.5)*D1；D2＝(0.7～0.9)*D1；L1＝(3～5)*D1；L2＝(0.8～1.1)*D1；L3＝(0.2～0.3)*L1；d1＝(0.2～0.4)*D1；以及L4＝(6～10)*d1。10.根据权利要求3所述的干粉喷射系统，其特征在于，所述第一管路套设于所述出口段内侧，所述出口段具有收缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：田志坚，李前进，徐小东，王贞军，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司，徐工消防安全装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32