消防车用正压式大流量泡沫比例混合系统[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711403336.2
(22)申请日 2017.12.22
(71)申请人 苏州市捷达消防车辆装备有限公司
地址 215562 江苏省苏州市常熟市辛庄镇
双浜村工业园
(72)发明人 张建明　
(74)专利代理机构 常熟市常新专利商标事务所
(普通合伙) 32113
代理人 王晓霞
(51)Int.Cl.
A62C 27/00(2006.01)
A62C 5/02(2006.01)
A62C 37/00(2006.01)
(54)发明名称
消防车用正压式大流量泡沫比例混合系统
(57)摘要
一种消防车用正压式大流量泡沫比例混合
系统，属于移动消防灭火技术领域。

包括泡沫泵、
泡沫罐、比例控制器、混合管、泡沫状态监控保护
电路、泡沫流量检测电路、水流量检测电路、反馈
电路、比例阀调节电路以及交互式控制单元，泡
沫状态监控保护电路、泡沫流量检测电路、水流
量检测电路以及反馈电路分别与交互式控制单
元电连接，泡沫状态监控保护电路连接所述的泡
沫罐，水流量检测电路连接所述的混合管，反馈
电路连接泡沫泵以及比例阀调节电路，比例阀调
节电路通过比例控制器连接交互式控制单元。

优
点：泡沫泵能够以精确的比例输出所需泡沫，泡
沫泵的流量增大，并且泡沫与水的比例能够始终
维持在设定的范围内；系统操作简单，易于维护
且稳定可靠。

权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 107982829 A 2018.05.04
C N 107982829
A
1.一种消防车用正压式大流量泡沫比例混合系统，包括泡沫泵、泡沫罐、比例控制器以及连接外部水路的混合管，其特征在于：还包括泡沫状态监控保护电路、泡沫流量检测电路、水流量检测电路、反馈电路、比例阀调节电路以及交互式控制单元，所述的泡沫状态监控保护电路、泡沫流量检测电路、水流量检测电路以及反馈电路分别与所述的交互式控制单元电连接，泡沫状态监控保护电路连接所述的泡沫罐，水流量检测电路连接所述的混合管，反馈电路连接所述的泡沫泵以及比例阀调节电路，所述的比例阀调节电路通过比例控制器连接所述的交互式控制单元。

2.根据权利要求1所述的消防车用正压式大流量泡沫比例混合系统，其特征在于所述的比例阀调节电路包括液压泵(1)、比例调节阀(2)以及液压马达(3)，所述的反馈电路包括转速传感器(4)和压力传感器(5)，所述的泡沫流量检测电路包括泡沫流量计(6)，所述的水流量检测电路包括水流量计(8)，所述的泡沫状态监控保护电路包括单向阀(7)、泡沫低液位开关(9)、过滤器(10)以及泄压阀(11)，所述的液压泵(1)与消防车的侧取力器传动连接，同时又通过比例调节阀(2)与液压马达(3)通过液压管路连接，液压马达(3)与所述的泡沫泵传动连接，比例调节阀(2)与所述的比例控制器电连接，所述的转速传感器(4)配设在泡沫泵的一侧，用于测量泡沫泵的转速，所述的泡沫泵通过第一管路(12)连接泡沫罐，所述的泡沫罐上连接有第二管路(13)，所述的第二管路(13)通过第三管路(14)连接泡沫泵，同时又通过第四管路(15)连通混合管，所述的压力传感器(5)设置在第三管路(14)上，所述的泡沫流量计(6)和单向阀(7)间隔设置在第四管路(15)上并且单向阀(7)介于泡沫流量计(6)和混合管之间，所述的水流量计(8)安装在混合管的进水端，用于测量进水的流量，所述的泡沫低液位开关(9)设置在泡沫罐外侧且对应泡沫罐的下端，所述的过滤器(10)设置在第一管路(12)上，所述的泄压阀(11)设置在第二管路(13)上，所述的交互式控制单元分别与转速传感器(4)、压力传感器(5)、泡沫流量计(6)、水流量计(8)、泡沫低液位开关(9)以及比例控制器电连接。

权　利　要　求　书1/1页CN 107982829 A
消防车用正压式大流量泡沫比例混合系统
技术领域
[0001]本发明属于移动消防灭火技术领域，具体涉及一种消防车用正压式大流量泡沫比例混合系统。

背景技术
[0002]常用的消防车泡沫混合系统分为两类：负压式泡沫混合系统和正压式泡沫混合系统。

这两种泡沫混合系统都要求水与泡沫按一定的比例混合，从而达到最佳灭火效果。

其中，负压式泡沫混合系统是一种环泵式系统，结构比较简单，但对水泵进水口的压力及水泵进出水口的压差有很高的要求，一般只用于简易的单车消防灭火。

正压式泡沫比例混合系统克服了负压式的不足，其利用泡沫泵主动按一定的比例向水中注入泡沫，经泡沫和水充分混合后进行灭火。

进一步地，为了提高注入效率，泡沫泵一般使用容积泵，并且在泡沫出口安装单向阀，使泡沫压力始终大于水的压力。

此外，泡沫泵通常都采用直流电机来进行驱动，但在消防车上，由于受到车用发电机及电瓶容量的限制，直流电机的功率无法设置得较大，这会导致大流量供水时泡沫比例受限，从而无法满足大流量时的泡沫使用需求。

[0003]鉴于上述已有技术，有必要对现有的消防车泡沫混合系统的结构加以改进，为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种消防车用正压式大流量泡沫比例混合系统、操作简单，易于维护且稳定可靠，能够实现精确的泡沫比例控制。

[0005]本发明的目的是这样来达到的，一种消防车用正压式大流量泡沫比例混合系统，包括泡沫泵、泡沫罐、比例控制器以及连接外部水路的混合管，其特征在于：还包括泡沫状态监控保护电路、泡沫流量检测电路、水流量检测电路、反馈电路、比例阀调节电路以及交互式控制单元，所述的泡沫状态监控保护电路、泡沫流量检测电路、水流量检测电路以及反馈电路分别与所述的交互式控制单元电连接，泡沫状态监控保护电路连接所述的泡沫罐，水流量检测电路连接所述的混合管，反馈电路连接所述的泡沫泵以及比例阀调节电路，所述的比例阀调节电路通过比例控制器连接所述的交互式控制单元。

[0006]在本发明的一个具体的实施例中，所述的比例阀调节电路包括液压泵、比例调节阀以及液压马达，所述的反馈电路包括转速传感器和压力传感器，所述的泡沫流量检测电路包括泡沫流量计，所述的水流量检测电路包括水流量计，所述的泡沫状态监控保护电路包括单向阀、泡沫低液位开关、过滤器以及泄压阀，所述的液压泵与消防车的侧取力器传动连接，同时又通过比例调节阀与液压马达通过液压管路连接，液压马达与所述的泡沫泵传动连接，比例调节阀与所述的比例控制器电连接，所述的转速传感器配设在泡沫泵的一侧，用于测量泡沫泵的转速，所述的泡沫泵通过第一管路连接泡沫罐，所述的泡沫罐上连接有第二管路，所述的第二管路通过第三管路连接泡沫泵，同时又通过第四管路连通混合管，所述的压力传感器设置在第三管路上，所述的泡沫流量计和单向阀间隔设置在第四管路上并
量进水的流量，所述的泡沫低液位开关设置在泡沫罐外侧且对应泡沫罐的下端，所述的过滤器设置在第一管路上，所述的泄压阀设置在第二管路上，所述的交互式控制单元分别与转速传感器、压力传感器、泡沫流量计、水流量计、泡沫低液位开关以及比例控制器电连接。

[0007]本发明由于采用了上述结构，与现有技术相比，具有的有益效果是：所述的液压马达通过调节泡沫泵的转速来使泡沫泵按精确的比例输出所需泡沫，泡沫泵的流量增大，并且泡沫与水的比例能够始终维持在设定的范围内；系统操作简单，易于维护且稳定可靠。

附图说明
[0008]图1是本发明的原理框图。

[0009]图2为本发明的电连接原理图。

[0010]图中：1.液压泵；2.比例调节阀；3.液压马达；4.转速传感器；5.压力传感器；6.泡沫流量计；7.单向阀；8.水流量计；9.泡沫低液位开关；10.过滤器；11.泄压阀；12.第一管路；13.第二管路，14.第三管路；15.第四管路。

具体实施方式
[0011]为了使公众能充分了解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。

[0012]请参阅图1，本发明涉及一种消防车用正压式大流量泡沫比例混合系统，包括泡沫泵、泡沫罐、比例控制器以及连接外部水路的混合管，其特征在于：还包括泡沫状态监控保护电路、泡沫流量检测电路、水流量检测电路、反馈电路、比例阀调节电路以及交互式控制单元，所述的泡沫状态监控保护电路、泡沫流量检测电路、水流量检测电路以及反馈电路分别与所述的交互式控制单元电连接，泡沫状态监控保护电路连接所述的泡沫罐，水流量检测电路连接所述的混合管，反馈电路连接所述的泡沫泵以及比例阀调节电路，所述的比例阀调节电路通过比例控制器连接所述的交互式控制单元。

[0013]请参阅图2，具体地，所述的比例阀调节电路包括液压泵1、比例调节阀2以及液压马达3，所述的反馈电路包括转速传感器4和压力传感器5，所述的泡沫流量检测电路包括泡沫流量计6，所述的水流量检测电路包括水流量计8，所述的泡沫状态监控保护电路包括单向阀7、泡沫低液位开关9、过滤器10以及泄压阀11。

所述的液压泵1与消防车的侧取力器传动连接，同时又通过比例调节阀2与液压马达3通过液压管路连接。

液压马达3与所述的泡沫泵通过连接轴直连，连接轴上安装有测速齿轮。

液压马达3具有最低工作转速和最高工作转速，转速传感器4通过测速齿轮测得泡沫泵的转速并反馈转速信号给交互式控制单元，由交互式控制单元调节比例调节阀2的开度。

所述的液压泵1通过比例调节阀2来对液压马达3进行调速，由液压马达3驱动泡沫泵运转。

所述的液压马达3通过调节泡沫泵的转速来使泡沫泵按比例输出所需泡沫，泡沫泵的流量最高可达40升每秒。

比例调节阀2与所述的比例控制器电连接。

所述的泡沫泵通过第一管路12连接泡沫罐，所述的泡沫罐上连接有第二管路13，所述的第二管路13通过第三管路14连接泡沫泵，同时又通过第四管路15连通混合管。

所述的压力传感器5设置在第三管路14上，所述的泡沫流量计6和单向阀7间隔设置在第四管路
端，能够避免水与泡沫混合时对水流量检测的干扰。

所述的转速传感器4、压力传感器5、泡沫流量计6、水流量计8以及比例控制器分别与交互式控制单元电连接。

在本实施例中，转速传感器4采用DW-AS-621-M8-001，压力传感器5采用0-16bar/1-6V，泡沫流量计6采用F3.00.H.02，水流量计8采用XE-MF10F-SOA，其他元件均可采用常规产品。

[0014]首先，由水流量计8检测当前的实际水流量，同时泡沫流量计6检测出当前的泡沫流量并将检测结果送入交互式控制单元，所述的交互式控制单元根据设定的泡沫比例，判断当前的泡沫流量值是否满足泡沫的比例要求。

若泡沫流量过大且超出误差范围，则比例调节阀2减小开度，使泡沫泵的转速下降，减小泡沫供给；反之，若泡沫流量过小且超出误差范围，则比例调节阀2增加开度，使泡沫泵转速升高，增加泡沫供给。

由此，通过上述闭环控制，泡沫与水的比例能够始终维持在设定的范围内。

当泡沫流量计6由于某种原因停转后，交互式控制单元将自动切换成用泡沫泵转速检测来代替泡沫流量检测。

泡沫泵转速同时还作为泡沫泵限速的依据，当泡沫罐液位过低等原因导致泡沫泵进口缺液时，泡沫泵停转，同时通过泡沫低液位开关9向交互式控制单元91送出故障信息。

[0015]在本实施例中，所述的泡沫低液位开关9采用MFP-11B，其设置在泡沫罐外部且对应在泡沫罐的下端，泡沫低液位开关9与交互式控制单元电连接。

所述的过滤器10设置在第一管路12上，所述的泄压阀11设置在第二管路13上。

所述的压力传感器5用于实时测量泡沫管路的压力，当实测压力大于泡沫泵的额定压力时，泄压阀13开启，使泡沫经第二管路13回流至泡沫罐内。

在一定时间内若泡沫压力仍然过高，则通过降低泡沫泵转速来进一步保护。

所述的转速传感器4测量泡沫泵的转速，当转速超过泵转速的上限或低于泵转速的下限时，由比例控制器自动限制比例调节阀2的开度，使泡沫泵的转速维持在合理的工作区间。

当所述的泡沫低液位开关9动作后，比例调节阀2关闭，使泡沫泵运转停止，以防发生干磨损坏的问题。

[0016]在本实施例中，所述的交互式控制单元采用车用宽电压电控产品，具体型号为TERA，防护等级IP65，抗干扰能力强。

交互式控制单元具有人机交互界面，用于实时显示流量、压力、泡沫液位、转速值，同时可通过界面标定各传感器，实时送出提示信息及故障信息。

通过人机界面还可设定泡沫比例，调节范围介于0.1%-10%且调节步长任意，实现了精确的泡沫比例控制。

系统操作简单，易于维护且稳定可靠，可用于石化类火灾的移动灭火。

图1
图2。