流体驱动多介质比例混合系统技术方案

本发明专利技术涉及一种流体驱动多介质比例混合系统，它包括用于从主流体介质获取动力的驱动装置（５）、用于传递机械能的机械动力传输机构（３）、用于输送其它流体介质的输送机构（２）、用于盛装其它流体介质的常压容器（１）及介质输送管道；所述驱动装置（５）的机械能输出端经机械动力传输机构（３）与输送机构（２）的动力输入端相连，并经与输送机构（２）配置的其它介质输入管道与常压容器（１）相连，同时又由输送机构（２）的介质出口端经其它介质输出管道（７）与自驱动装置（５）引出的混合介质输出管道（６）相连，由此构成无外加驱动力的多介质比例混合系统。本发明专利技术适用于化工、消防等领域，主要适用于室内外火灾的消防工程或者化工生产领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多介质比例混合系统，特别是涉及一种由流体驱动的多介质比例混合 系统。
技术介绍
在目前使用的消防系统中需要将一种或多种灭火剂与主体消防水按比例混合形 成所需的混合液，以达到消防灭火的目的。同样，在化工、食品等生产领域中根据产品工艺 的要求，也需要对多种不同流体介质进行比例混合。可见，多介质混合技术的研究和应用， 在当代生产和生活中关系是极为紧密的。据本申请人对相关技术的分析，现有的多介质比 例混合装置有如下几种主要型式。1、负压式比例混合系统，含压介质A (参见图1)在流经比例混合器时产生负压，将 介质B吸入与其混合形成比例混合液；2、压力式比例混合系统，介质B储存在耐压容器中的胶囊内，介质A在流经比例混合器 时产生负压，同时流入耐压容器，将介质B从胶囊中挤进比例混合器与其混合形成比例混 合液；3、为平衡式比例混合系统，含压介质A在流经比例混合器时产生负压，介质B由加压泵 加压，流经压力式平衡阀后在比例混合器中与介质A混合形成比例混合液，压力式平衡阀 通过平衡介质A和介质B的压力进而控制进入比例混合器的介质B的压力和流率，以保持 两种介质的混合比例。4、计量注入式比例混合系统，安装在介质A流通管道的流量计测量其流率，并将 流率信号传送至控制器，控制器按照设定的混合比和介质A流率计算出所需的介质B流率， 并通过控制变频器、变频电机和容积泵所需介质B注入介质A管道，与之混合形成混合液。以上前三种比例混合系统对介质混合比的控制能力按序增强，但均使用了以文丘 里管原理设计的比例混合器(参见图1)。文丘里管中有一个收缩段，根据伯努利方程可知， 主流体(介质A)流过收缩段时管壁静压变小，由此产生负压，并通过一个节流孔板将其他流 体(介质B)吸入并混合。而这种由负压与节流孔板所形成的其他流体(介质B)的流量与流 经比例混合器的主流体(介质A)的流量之间是非线性关系的。因此，这种比例混合器的流 量范围是很有限的，为保证介质混合比控制在合适的范围内，它额定的工作流量范围通常 都较窄，只能适用于流量范围变化不大的场所，通常只是两种介质的混合。另外，收缩段的 存在还会导致流体介质压力降低。第4种比例混合系统中虽然不再需要上述的比例混合器，做到了混合比可随时设 置且可大可小，可实现超过两种介质的多种介质混合，但系统构成复杂，必须借助于外加动 力源，系统的供电可靠性要求较高。因此，探寻一种既能有效实现多介质比例混合，同时又能不借助于外加动力源的 多介质比例混合系统，就成为相关行业亟需解决的一大课题。
技术实现思路
针对现有的比例混合系统只适用于介质流量范围变化不大的场所，存在工作流量 范围较窄、压力损失大、系统构成复杂、对供电可靠性要求较高等问题，本专利技术的目的是提 供一种流体驱动多介质比例混合系统。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是这种流体驱动多介质比例混合系统，包括用于从主流体介质获取动力的驱动装置、用 于传递机械能的机械动力传输机构、用于输送其它流体介质的输送装置、用于盛装其它流 体介质的常压容器以及介质输送管道；所述驱动装置的机械能输出端经机械动力传输机 构与输送机构的动力输入端相连，并经与输送装置配置的其它介质输入管道与常压容器相 连，同时又由输送机构的其他流体出口端经其它流体输出管道与自驱动装置引出的混合介 质输出管道相连，由此构成无外加驱动力的比例自调型多介质比例混合系统。所述的驱动装置包括两端分别设置主介质输入端和主介质输出端的外壳、以及安 置在所述外壳内的水轮驱动机构；其中所述的水轮驱动机构由水轮机壳体、水轮叶片和安 装水轮叶片的转动轴组成；所述的外壳为一带双向开口的腔体，所述的水轮机壳体为一嵌 置在外壳内的环状体，环状体的对应周边的壳体部位设有面向外壳左、右端开口的水轮机 进液孔和水轮机出液孔，所述转动轴呈偏心状设于水轮机壳体的内腔，并在所述转动轴的 轴杆上设有两片呈十字交叉状安置的水轮叶片。所述水轮机壳体横截面上弧ad和弧be与转动轴同心，弧ab和弧cd的两端均与 相接触的水轮叶片相切，所述水轮叶片沿转轴轴向垂直面方向做往复运动。所述转动轴的横截面为圆环形。进一步优选方案为所述的驱动装置的机械能输出端经机械动力传输机构与配有 多个常压容器的多个输送机构分别连接，由每个输送机构将储存在每个常压容器内的其它 介质经介质输送管道分别并联到自驱动装置引出的混合介质输出管道中，由此构成无外加 驱动力的液体流动多介质比例混合系统。在上技术方案中所述驱动装置和输送机构之间使用的机械动力传输机构可以使 联轴器、变速箱，或者是分动箱连接。本专利技术的有益效果在于1、本专利技术的多介质比例混合系统使用驱动装置从一种介质中获取动力以驱动其它介 质的容积泵进入最终的混合管线，无额外供电需求，系统可靠性高。2、驱动装置具有通过介质流率与输出转速成正比的特点，直接使用驱动装置驱动 容积泵就可以用最简单结构实现介质混合比的恒定不变。3、由于介质混合比通常较小，需要注入的其他介质流量因此很小，因此驱动装置 需要输出的功率也会很小，所以对通过介质的压力损失相应也会较小。4、输送装置为容积泵，所以其它介质可直接注入主介质管道，无需配置任何比例 混合器，从而也不存在比例混合器对流通介质产生的额外压力损失。5、驱动装置和输送装置之间使用变速箱连接时，可通过调节传动比方便地调节介 质混合比；当使用分动箱连接时，还可同时混合多种介质，装置具有灵活多变，应用方便的 优点。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明； 图1为比例混合器的结构示意图； 图2为本专利技术的系统框架图； 图3为本专利技术中驱动装置的结构示意图； 图4为图3的e-e剖面图； 图5和图6为实施例4的系统框架图。图中1-常压容器 2-输送机构 3-机械动力传输机构 4-主介质输送管道 5-驱 动装置 6-混合介质输送管道 7-其它介质输入管道 8-其它介质输出管道 11 一外壳 12 —水轮机进液孔 13 —主介质输入端 14 一水轮机壳体 15—水 轮叶片 16 —转动轴17 —水轮机出液孔 18 —主介质输出端具体实施例方式以下结合附图2给出的本专利技术的组成设备装配示意图，进一步阐述本本专利技术一定压力的介质A从主介质输送管道4进入驱动装置5，并从连接驱动装置5出口的后 续输送管道流出，主介质A经过驱动装置5时流率不发生变化，只是压力有部分损失，并由 驱动装置5将部分水力动能转换为转动机械能并由转动轴16输出，驱动装置5输出的机械 能通过机械动力传输机构3 (由联轴器、变速箱或者是分配箱)驱动输送机构2，输送机构2 通过与该输送机构连接的输送管道从盛放其它介质的常压容器1中抽取其它介质、并又通 过输送机构2输出管道注入到自驱动装置5引出的后续输出管道(混合介质输送管道8 )中， 与主介质A混合成所需要的多介质混合液(这种多介质混合液可以是化工生产中所需生产 工艺中的配制中间体或最终液体，也可以是消防灭火中水和泡沫添加剂形成的灭火泡沫水 剂)。从理论分析可知如果设进液管处主介质A压力为P、通过驱动装置5的流率为Q， 驱动装置5由于输出机械能而给主介质A带来的压力损失为Δ P，驱动装置5的输出机械能 为W1, Q1为驱动装置5的能量转换效率，α 2为驱动装置5与输送机构2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体驱动多介质比例混合系统，其特征在于：包括用于从主流体介质获取动力的驱动装置（５）、用于传递机械能的机械动力传输机构（３）、用于输送其它流体介质的输送机构（２）、用于盛装其它流体介质的常压容器（１）及介质输送管道；所述驱动装置（５）的机械能输出端经机械动力传输机构（３）与输送机构（２）的动力输入端相连，并经与输送机构（２）配置的其它介质输入管道与常压容器（１）相连，同时又由输送机构（２）的介质出口端经其它介质输出管道（７）与自驱动装置（５）引出的混合介质输出管道（６）相连，由此构成无外加驱动力的多介质比例混合系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周象义，刘益民，张兆宪，秦翔宇，邵红林，倪震楚，
申请(专利权)人：上海金盾消防安全设备有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]