一種壓縮空氣泡沫智能炮自動(dòng)滅火方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及自動(dòng)滅火技術(shù)，尤其涉及一種壓縮空氣泡沫智能炮自動(dòng)滅火方法及系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 固定式壓縮空氣泡沫滅火技術(shù)是近年來(lái)逐漸發(fā)展起來(lái)的一種新型泡沫滅火技術(shù)， 它是通過(guò)向泡沫溶液中正壓注入空氣（或氮?dú)猓┑姆绞疆a(chǎn)生泡沫。壓縮空氣泡沫結(jié)構(gòu)細(xì)膩、 均勻，析液時(shí)間長(zhǎng)，穩(wěn)定性高，可長(zhǎng)時(shí)間覆蓋在保護(hù)對(duì)象的表面。與水和現(xiàn)有低倍泡沫相比， 壓縮空氣泡沫具有諸多突出優(yōu)點(diǎn)：（1)對(duì)A類火和B類火的滅火效能高，具有顯著的節(jié)水特 點(diǎn)；（2)具有良好的"堆積覆蓋"特征，適宜撲滅AB類混合火?？蓪⑵嚮鸬染哂蠥B類混合 火特征的火災(zāi)完全覆蓋，使之缺氧窒息滅火。而水和現(xiàn)有低倍泡沫由于不具有"堆積覆蓋" 特征，故此撲救AB類混合火的效果差；（3)發(fā)泡倍數(shù)可調(diào)，且摩擦阻力低，能夠根據(jù)不同的 保護(hù)對(duì)象調(diào)整適宜的泡沫參數(shù)和輸送距離。固定式壓縮空氣泡沫滅火技術(shù)所具備的這些獨(dú) 特技術(shù)優(yōu)勢(shì)為其在公路隧道、汽車庫(kù)、機(jī)庫(kù)等典型場(chǎng)所的推廣應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)展空間。
[0003] 壓縮空氣泡沫施放技術(shù)是固定式壓縮空氣泡沫滅火技術(shù)的核心技術(shù)之一，它不但 影響著自動(dòng)滅火系統(tǒng)的保護(hù)范圍，而且影響著泡沫的性能，決定著能否將壓縮空氣泡沫快 速有效的施加到火災(zāi)區(qū)域和保護(hù)對(duì)象。目前，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有壓縮空氣泡沫施放裝置主要包括： 壓縮空氣泡沫槍、壓縮空氣泡沫炮和壓縮空氣泡沫噴頭。其中，現(xiàn)有壓縮空氣泡沫槍和壓縮 空氣泡沫炮需要由人工操控進(jìn)行泡沫施放和滅火，主要用于移動(dòng)式壓縮空氣泡沫消防車， 不適宜用于固定（自動(dòng)）自動(dòng)滅火系統(tǒng)。壓縮空氣泡沫噴頭是固定式壓縮空氣自動(dòng)滅火系 統(tǒng)的主要施放裝置，它是基于傳統(tǒng)噴淋模式進(jìn)行泡沫施放和滅火，但該噴淋模式需要龐大 的管網(wǎng)系統(tǒng)，施工復(fù)雜，工程造價(jià)高，并且不具有自動(dòng)定位、精確打擊和快速撲滅初期火災(zāi) 的功能，在實(shí)際應(yīng)用中易造成大量泡沫滅火劑和水資源的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種壓縮空氣泡沫智能炮自動(dòng)滅火 方法及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位、精確打擊和快速撲滅早期火災(zāi)目的。
[0005] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種壓縮空氣泡沫智能炮自動(dòng)滅火方法，其特征在于， 包括以下步驟：
[0006] 步驟一、火源探測(cè)及定位
[0007] (1).采用數(shù)字圖像火災(zāi)探測(cè)器將監(jiān)測(cè)到被保護(hù)區(qū)域發(fā)生火災(zāi)的信息傳送到系統(tǒng) 控制部分；
[0008] (2).系統(tǒng)控制部分接收火災(zāi)信息并進(jìn)行分析判斷，若判斷火災(zāi)成立，則立即啟動(dòng) 火源定位程序，具體如下：
[0009] a).紅外火焰探測(cè)器隨著炮筒進(jìn)行水平方向360°旋轉(zhuǎn)檢測(cè)，確定火源點(diǎn)的水平 位置，然后炮口指向在火源點(diǎn)的水平中心位置；
[0010] b).紅外火焰探測(cè)器隨著炮筒進(jìn)行垂直方向135°旋轉(zhuǎn)檢測(cè)，確定火源點(diǎn)的垂直 位置，然后炮口指向在火源點(diǎn)的垂直中心；
[0011] C).系統(tǒng)控制部分獲取此時(shí)炮口對(duì)準(zhǔn)火源的定位角；
[0012] 步驟二、壓縮空氣泡沫智能炮噴射俯仰角計(jì)算
[0013] (1).根據(jù)以下公式計(jì)算火源點(diǎn)距離炮口的水平距離X:
[0014] X = H/ tan (r)----------------------(1)
[0015] 式中：H-壓縮空氣智能炮的安裝高度；單位為m;X_火源點(diǎn)距離炮口的水平距離， 單位為m ;r-火源定位角；
[0016] (2).根據(jù)下列公式計(jì)算壓縮空氣泡沫射流初始速度Vtl:
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種壓縮空氣泡沫智能炮自動(dòng)滅火方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一、火源探測(cè)及定位 (1) .采用數(shù)字圖像火災(zāi)探測(cè)器將監(jiān)測(cè)到被保護(hù)區(qū)域發(fā)生火災(zāi)的信息傳送到系統(tǒng)控制 部分； (2) .系統(tǒng)控制部分接收火災(zāi)信息并進(jìn)行分析判斷，若判斷火災(zāi)成立，則立即啟動(dòng)火源 定位程序，具體如下： a) .紅外火焰探測(cè)器隨著炮筒進(jìn)行水平方向360°旋轉(zhuǎn)檢測(cè)，確定火源點(diǎn)的水平位置， 然后炮口指向在火源點(diǎn)的水平中心位置； b) .紅外火焰探測(cè)器隨著炮筒進(jìn)行垂直方向135°旋轉(zhuǎn)檢測(cè)，確定火源點(diǎn)的垂直位置， 然后炮口指向在火源點(diǎn)的垂直中心； c) .系統(tǒng)控制部分獲取此時(shí)炮口對(duì)準(zhǔn)火源的定位角； 步驟二、壓縮空氣泡沫智能炮噴射俯仰角計(jì)算 (1) .根據(jù)以下公式計(jì)算火源點(diǎn)距離炮口的水平距離X : X = H/ tan (r)----------------------(1) 式中：H-壓縮空氣智能炮的安裝高度；單位為m ;X-火源點(diǎn)距離炮口的水平距離，單位 為m ;r-火源定位角； (2) .根據(jù)下列公式計(jì)算壓縮空氣泡沫射流初始速度Vtl:
式中：λ -壓縮空氣泡沫氣液比；Q7jc -水流量，單位為L(zhǎng)/min ;Qn -空氣流量，單位為m3/ h ; ε -壓縮空氣泡沫質(zhì)量含氣率；P n -空氣密度，單位為kg/m3; P 7ic -水密度，單位為kg/ m3;:-壓縮空氣泡沫平均動(dòng)力粘度，單位為Pa · s ; μ n -空氣動(dòng)力粘度，單位為Pa · s ; μ 水動(dòng)力粘度，單位為Pa · s ;。一壓縮空氣泡沫平均密度，單位為kg/m3;d_炮□管徑，單 位為m -壓縮空氣泡沫射流初始速度，單位為m/s ; (3) .根據(jù)以下公式計(jì)算壓縮空氣泡沫射流的空氣阻力系數(shù)K :
式中：?-雷諾數(shù)；K-空氣阻力系數(shù)； (4) .根據(jù)以下壓縮空氣泡沫射流軌跡方程計(jì)算壓縮空氣泡沫智能炮噴射俯仰角：
式中：g_重力加速度，A、B、C為射流軌跡相關(guān)系數(shù)；ω -噴射俯仰角Θ對(duì)應(yīng)的余弦值； Θ-噴射俯仰角 (5) .系統(tǒng)控制部分輸出噴射俯仰角Θ至旋轉(zhuǎn)動(dòng)作機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)動(dòng)作機(jī)構(gòu)自動(dòng)調(diào)整炮口 方向角度； 步驟三、噴射壓縮空氣泡沫滅火 (1) .系統(tǒng)控制部分發(fā)出滅火指令給壓縮空氣泡沫產(chǎn)生裝置和電控閥，壓縮空氣泡沫產(chǎn) 生裝置開(kāi)始產(chǎn)生壓縮空氣泡沫，同時(shí)電控閥打開(kāi)，壓縮空氣泡沫智能炮按照已調(diào)整好的角 度噴射壓縮空氣泡沫，同時(shí)控制炮口以火源點(diǎn)為中心進(jìn)行±10°的水平擺動(dòng)； (2) .當(dāng)火源被撲滅后，數(shù)字圖像火災(zāi)探測(cè)器和紅外火焰探測(cè)器將火源熄滅信號(hào)傳遞給 系統(tǒng)控制部分，系統(tǒng)控制部分發(fā)出指令，使壓縮空氣泡沫產(chǎn)生裝置停止噴射壓縮空氣泡沫， 然后關(guān)閉電控閥； (3) .數(shù)字圖像火災(zāi)探測(cè)器和紅外火焰探測(cè)器繼續(xù)隨炮筒360°旋轉(zhuǎn)巡視一周，確認(rèn)無(wú) 火源后，進(jìn)入待機(jī)監(jiān)測(cè)模式，若監(jiān)測(cè)火源復(fù)燃，壓縮空氣泡沫智能炮重新啟動(dòng)，重復(fù)步驟一 至步驟三滅火過(guò)程。
2. -種壓縮空氣泡沫智能炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括壓縮空氣泡沫產(chǎn) 生裝置（1)、手動(dòng)控制箱（2)、電控閥（3)、中控箱（4)、泡沫進(jìn)入管（5)、水平旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)齒輪 組（6)、水平旋轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)（15)、水平旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)（7)、泡沫進(jìn)入彎管（8)、垂直旋轉(zhuǎn)傳動(dòng) 齒輪組（9)、垂直旋轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)（14)、垂直旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)（10)、炮筒（11)、數(shù)字圖像火災(zāi)探 測(cè)器（12)和紅外火焰探測(cè)器（13);其中，電控閥（3)前端通過(guò)泡沫管路連接壓縮空氣泡沫 產(chǎn)生裝置（1)，電控閥（3)后端通過(guò)泡沫管路連接泡沫進(jìn)入管（5)上端設(shè)有的法蘭盤底座， 泡沫進(jìn)入管（5)的下端通過(guò)軸承連接泡沫進(jìn)入彎管（8)的一端，泡沫進(jìn)入彎管（8)的另一 端通過(guò)軸承和90°彎管連接炮筒（11);水平旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)（7)、水平旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)齒輪組（6) 和水平旋轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)（15)安裝在泡沫進(jìn)入管（5)和泡沫進(jìn)入彎管（8)的接口處，用于控制 泡沫進(jìn)入彎管（8)和炮筒（11)的水平旋轉(zhuǎn)；垂直旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)（10)、垂直旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)齒輪組 (9)和垂直旋轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)（14)安裝在泡沫進(jìn)入彎管（8)和炮筒（11)的接口處，用于控制炮 筒（11)的垂直旋轉(zhuǎn)；數(shù)字圖像火災(zāi)探測(cè)器（12)和紅外火焰探測(cè)器（13)安裝在炮筒（11) 上，二者與炮筒（11)平行，隨炮筒（11)旋轉(zhuǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種壓縮空氣泡沫智能炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)，其特征在于，所述 紅外火焰探測(cè)器（13)采用雙波段紅外火焰探測(cè)器，且與數(shù)字圖像火災(zāi)探測(cè)器（12)集成在 一起安裝在炮筒（11)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種壓縮空氣泡沫智能炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)，其特征在于，所述 雙波段紅外火焰探測(cè)器鏡片外裝有遮光罩，遮光罩上開(kāi)有縫隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種壓縮空氣泡沫智能炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)，其特征在于，所述 的數(shù)字圖像火災(zāi)探測(cè)器（12)和紅外火焰探測(cè)器（13)、手動(dòng)控制箱（2)、水平旋轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān) (15)和垂直旋轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)（14)分別連接至中控箱（4);中控箱（4)分別連接壓縮空氣泡沫 產(chǎn)生裝置（1)、水平旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)（7)和垂直旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)（10);水平旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)（7)和 垂直旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)（10)分別連接水平旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)齒輪組（6)和垂直旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)齒輪組（9);壓 縮空氣泡沫產(chǎn)生裝置（1)的出口通過(guò)電控閥（3)和泡沫管路連接至泡沫進(jìn)入管（5)，且通過(guò) 泡沫進(jìn)入彎管（8)進(jìn)入炮筒（11)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種壓縮空氣泡沫智能炮自動(dòng)滅火方法及系統(tǒng)。首先對(duì)火源進(jìn)行探測(cè)及定位，一旦火災(zāi)成立，則立即啟動(dòng)火源定位程序，計(jì)算智能炮噴射俯仰角，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整炮口方向角度；泡沫產(chǎn)生裝置接收滅火指令開(kāi)始工作，電控閥打開(kāi)；火源撲滅后，泡沫產(chǎn)生裝置停止工作，電控閥關(guān)閉。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、精確定位滅火。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、保護(hù)范圍大，火災(zāi)探測(cè)響應(yīng)及時(shí)，能夠?qū)⒒馂?zāi)撲滅在初期階段，滅火效率高，大大節(jié)約了泡沫滅火劑和水的用量，通過(guò)控制智能炮以火源點(diǎn)為中心的水平擺動(dòng)，使泡沫覆蓋范圍大大增加，解決了因液體燃料泄漏而導(dǎo)致的大面積流淌火的撲救技術(shù)難題，提高了壓縮空氣泡沫智能炮自動(dòng)滅火系統(tǒng)的可靠性和適用范圍。
【IPC分類】A62C37-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104740818
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510183844
【發(fā)明人】傅學(xué)誠(chéng), 陳濤, 胡成, 夏建軍, 包志明, 張憲忠, 靖立帥, 王榮基
【申請(qǐng)人】公安部天津消防研究所
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年4月17日