带有由伺服马达驱动的泡沫泵的灭火系统技术方案

本发明专利技术的实施例提供了用于向水流中喷射泡沫剂的灭火系统。该系统可包括：确定水流的流量的流量计；和泡沫泵，所述泡沫泵具有耦合于泡沫剂源的入口和耦合于水流的出口。该系统包括驱动泡沫泵的伺服马达。伺服马达包括用于确定转子轴速度和/或转子轴扭矩的传感器。一控制器可以利用闭环控制，根据所述流量和转子轴速度和/或转子轴扭矩，控制伺服马达的运行速度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有由伺服马达驱动的泡沬泵的灭火系统
技术介绍
新型灭火设备使用泡沫配料系统(FPS)利用水-泡沫剂溶液灭火。为实现最大 效率灭火性能，希望是恒定浓度的水_泡沫剂溶液。通常，泡沫配料系统可包括附加的泵， 其由不同的动力源驱动，所述动力源包括例如电动马达或液压马达。对于高流量(flow rate)，由于等效电动马达动力需求过大，所以使用液压马达。驱动液压马达的液压力常常 随着灭火作业阶段而变化。因此，液压马达不适合于少量流动，因为难以提供水-泡沫剂溶 液稳定流。除泡沫配料系统中的液压马达之外，通常也使用直流(DC)电动马达来提供低容 积流量。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了用于向水流中喷射泡沫剂的灭火系统。该系统可包括确 定水流的流量的流量计；和泡沫泵，所述泡沫泵具有耦合于泡沫剂源的入口和耦合于水流 的出口。该系统包括驱动泡沫泵的伺服马达。伺服马达可以包括用于确定转子轴速度和/ 或转子轴扭矩的传感器。一微处理器可以利用闭环控制，根据流量和转子轴速度和/或转 子轴扭矩，控制伺服马达的运行速度。附图说明图1是依照本专利技术一个实施例的灭火系统的示意图，所述灭火系统包括伺服马达 并在流量计的上游具有泡沫剂喷射点。图2是依照本专利技术另一个实施例的灭火系统的示意图，所述灭火系统包括伺服马 达并在流量计的下游具有泡沫剂喷射点。图3是依照本专利技术又一个实施例的灭火系统的示意图，所述灭火系统包括伺服马 达并在水泵的上游具有泡沫剂喷射点。图4A是依照本专利技术一个实施例的伺服马达的透视图。图4B是图4A伺服马达的剖视图。图5是供图1、2和3中任意一个灭火系统使用的控制器的示意图。图6是依照本专利技术一些实施例供图1、2和3中任意一个灭火系统使用的电气部件 的示意性方框图。图7是依照本专利技术一个实施例的载荷倾倒保护系统的示意性方框图。图8是依照本专利技术一个实施例的载荷倾倒保护方法的流程图。图9是依照本专利技术一个实施例的伺服马达的动力管理控制流程图。图10A至10D是依照本专利技术一些实施例的各种脉动形状的示意性曲线图。图11是依照本专利技术一个实施例的电流返流(current fold back)保护方法的流 程图。图12是依照本专利技术一个实施例的矫正桥路的示意性方框图。图13是图11的矫正桥路的工作流程图。具体实施例方式下面的叙述能够使本领域技术人员制造和使用本专利技术的实施例。所示实施例的各 种修改对本领域技术人员来说是显而易见的。这里的一般原理在没有脱离本专利技术的实施例 的情况下可以用于其他实施例和应用。因而，本专利技术的实施例没有特意局限于所示出的实 施例，而是符合与在此披露的原理和特征一致的最宽范围。参照附图阅读下文的详细说明， 其中不同附图中同样的元件具有相同的参考标记。这些附图描绘了所选择的实施例，不意 味着对本专利技术实施例范围的限制。有经验的技术人员应当认识到在此所提供的例子具有许 多有效的变形，都落入本专利技术实施例的范围内。下文的描述指的是元件或特征是“连接”或“耦合”在一起。正如在此所使用的， “连接”指的是一个元件/特征直接地或间接地连接到另一个元件/特征上，不一定是机械 连接，除非另有明确叙述。同样，“耦合”指的是一个元件/特征直接地或间接地耦合于另一 个元件/特征上，不一定是机械连接，除非另有明确叙述。因而，虽然图5所示的示意图描 绘了处理元件的一个配置实例，但是，在实际的实施例中可能存在另外的介入元件、装置、 特征或部件(假定不会不利地影响系统的功能)。在此使用功能性和/或逻辑块部件和各种处理步骤描述本专利技术，应当明白，可以 通过任何数量的构造成执行规定功能的硬件、软件和/或固件部件来实现这样的块部件。 例如，一实施例可以采用各种各样的集成电路部件，例如存储元件、数字信号处理元件、逻 辑元件、查找表等等，在一个或更多个微处理器或其他控制装置的控制下，可以执行各种各 样的功能。依照计算机编程领域技术人员的实践，在此参照操作符号表示描述了本专利技术，可 以通过各种计算部件、模块或装置执行这些操作。这样的操作有时被称为电脑执行、计算机 化、软件实施或电脑实施。应该明白，符号表示的操作包括由各种微处理器装置操作表示系 统存储器中的存储单元上的数据位的电信号以及其他处理信号。保持数据位的存储单元是 具有对应于数据位的特定电、磁、光或组织性能的物理位置。图1示出了依照本专利技术一个实施例的灭火系统1。灭火系统1可以是固定式的(例 如建筑物的喷淋系统)或移动式的(例如，安装在消防车上)。在其他实施例中，灭火系统 1可用于通过保护建筑物或通过提供辐射保护而帮助防火。灭火系统1可以包括泡沫配料 系统(FPS) 2、水箱4、水泵6、流量计8、控制器10和显示器12。水泵6可以从水箱4和/或 其他源(例如湖泊、河流、或市政消防栓)接收水。水通过软管或其他导管14进给到水泵 6的入口，水泵可以由适合的马达或引擎例如电动马达、内燃机或液压马达驱动。水泵6可 以是高压高流量泵。水泵6的出口可以通过适合的导管16连接到流量计8。流量计8产 生的信号经由线路18传递，该信号与穿过导管16的总流的体积流量成比例。泡沫配料系 统2能够将一定量的泡沫剂引入水流中，以形成所希望浓度比率的水_泡沫剂溶液。在此 以及附带权利要求书中所使用的术语“泡沫剂”可以包括下列中的任何一种或更多种液体 化学泡沫、浓缩液、水添加剂、乳化剂、凝胶液和其他适合的物质。在流量计8的下游，所泵送的水可以往排出歧管20去。在一个实施例中，单个排出 管路(例如单个消防软管或喷淋头)可以连接到排出歧管20上。其他实施例可以包括两 个或更多个构造成以基本相等的浓度分配水_泡沫剂溶液的排出管路。在有些实施例中，灭火系统1可以包括两个或多个独立排出管路，其中一个排出管路分配的水-泡沫剂溶液 浓度与另一个排出管路不同。还是如图1所示，泡沫配料系统2可以包括泡沫泵22、伺服马达24和泡沫箱26。 泡沫泵22可以为容积式泵或任何其他适合类型的泵。例如，泡沫泵22可以是柱塞泵、隔膜 泵、齿轮泵或蠕动泵。泡沫箱26可以存储液体形式的泡沫剂源。在有些实施例中，泡沫箱 26可以包括浮动机构28或其他适合类型的液位传感装置。浮动机构28产生的信号经由线 路30传递给控制器10。该信号可以指示留在泡沫箱26中的泡沫剂的量已经下降到预设液 位之下。泡沫箱26可以通过软管或其他适合的导管32耦合到泡沫泵22的入口上，以使泡 沫剂通过重力进给至泡沫泵22。但是，在其他实施例中，泡沫剂可以通过克服重力而被吸入 泡沫泵22。在有些实施例中，导管32至少有些柔性，以补偿泡沫泵22的振动，降低疲劳损 坏的风险。在有些实施例中，泡沫配料系统2可以包括第二流量计(未显示)，其能够测量 注入到水流中的泡沫剂的量。在有些实施例中，第二流量计可以测量所喷射的泡沫剂的量， 而不是或者额外基于泡沫泵22的排量计算所喷射的泡沫剂的量。泡沫泵22可以包括不同的缸筒，通过改变活塞尺寸和/或行程来适应大范围流 量。从泡沫箱26吸取并通过导管32泵送的泡沫剂的量与各缸筒的行程容积以及由伺服马 达24驱动的泡沫泵22的速度成比例。在有些实施例中，伺服马达24的转子轴角度可用于计算泡沫泵22的活塞(未显 示)的位置。在正常工作状态下，所计算的泡沫泵22的活塞的位置可用于改变伺服本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.09.08 US 12/555,7141.一种用于向水流中喷射泡沫剂的灭火系统，该系统包括 确定水流的水流量的流量计； 泡沫泵，所述泡沫泵具有耦合于泡沫剂源的入口和耦合于水流的出口 ；和 驱动泡沫泵的伺服马达， 伺服马达包括传感器，所述传感器用以测量转子位置以便确定转子轴速度和转子轴扭矩中的至少一个， 控制器，该控制器利用闭环控制，根据转子轴速度和转子轴扭矩中的至少一个以及水流量，控制伺服马达的运行速度。2.如权利要求I所述的灭火系统，其中，灭火系统是固定系统和移动系统中的一种。3.如权利要求I所述的灭火系统，其中，伺服马达的运行速度是基于泡沫剂流量的。4.如权利要求3所述的灭火系统，其中，泡沫剂流量由一第二流量计来测量。5.如权利要求3所述的灭火系统，其中，泡沫剂流量根据泡沫泵的排量计算。6.如权利要求I所述的灭火系统，还包括位于所述出口下游的选择阀，所述选择阀具有允许泡沫剂进入水流的第一位置和允许泡沫剂从灭火系统排出而不被引入到水流中的第二位置。7.如权利要求6所述的灭火系统，其中所述选择阀能够自动操作而清除空气，以便起动泡沫泵。8.如权利要求7所述的灭火系统，其中，所述选择阀是一电校准喷射阀。9.如权利要求I所述的灭火系统，其中，控制器基于马达轴扭矩和校准值，识别泡沫剂的粘性。10.如权利要求I所述的灭火系统，其中，对于大约12伏的直流电源，伺服马达的反电动势常数为每千转每分钟至少大约3. 5伏均方根。11.如权利要求I所述的灭火系统，其中，对于大约160伏的直流电源，伺服马达的反电动势常数为每千转每分钟至少大约46伏均方根。12.如权利要求I所述的灭火系统，其中，伺服马达与测量转...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·甘布尔，R·弗拉纳里，R·L·霍斯菲尔德，H·麦凯布，M·皮德尔，C·福特，T·安德森，
申请(专利权)人：斯得莱特工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：