壓縮空氣泡沫(CAF)是消防和凈化中的有用工具。CAF的生成涉及將藥劑和水混合以及最后將壓縮氣體引入到所得到的混合物中。用于生成泡沫的當(dāng)前設(shè)計(jì)提供了提供至消防車的一個(gè)或多個(gè)排放件(discharge)的有限最大流速。在需要高的最大流量的實(shí)例中，使用旁通線路環(huán)繞連接的流量生成器引導(dǎo)流量。除了這些缺陷，當(dāng)前泡沫生成系統(tǒng)的進(jìn)一步方面包括具有高生產(chǎn)和維護(hù)成本的復(fù)雜配置。

概述

公開了一種泡沫生成系統(tǒng)，其包括液體源，液體源提供包括水、添加劑和發(fā)泡劑中的至少一個(gè)的液體。系統(tǒng)進(jìn)一步包括壓縮氣體源以及與液體源耦合以接收來自液體源的液體的歧管。歧管流體耦合到彼此間隔開且彼此流體隔離的多個(gè)導(dǎo)管。壓力控制閥控制從液體源流到歧管的液體的壓力，并且多臺(tái)泡沫生成器與歧管流體耦合。多臺(tái)泡沫生成器可在有效狀態(tài)和無效狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換且包括發(fā)泡室、第一閥組件、第二閥組件以及輸出?？刂葡到y(tǒng)電耦合到壓力控制閥和每臺(tái)泡沫生成器?？刂葡到y(tǒng)使每臺(tái)泡沫生成器在有效狀態(tài)和無效狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換?？刂葡到y(tǒng)進(jìn)一步操作第一閥組件和第二閥組件中的每一個(gè)以提供用于第一類型泡沫輸出的第一流量控制狀態(tài)、用于第二類型泡沫輸出的第二流量控制狀態(tài)以及用于液體的水流量控制狀態(tài)。

附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1為具有與泡沫生成組件耦合的控制系統(tǒng)的泡沫生成系統(tǒng)的原理方框圖。

圖2為泡沫生成組件的等軸側(cè)視圖。

圖3為圖2的泡沫生成組件的泡沫生成器的剖視圖。

圖4為用于圖3的泡沫生成器的第一閥組件的分解圖。

圖5為與用于圖3的泡沫生成器的發(fā)泡室耦合的第二閥組件的分解圖。

圖6為用于圖3的泡沫生成器的輸出組件的分解圖。

圖7為用于操作泡沫生成組件的方法的流程圖。

詳細(xì)說明

圖1為具有與泡沫生成組件102有效耦合的控制系統(tǒng)100的泡沫生成系統(tǒng)的原理方框圖。控制系統(tǒng)100包括與泡沫生成組件102的壓力控制閥106和多臺(tái)泡沫生成器108電耦合的控制單元104。一般來說，控制系統(tǒng)100操作以控制泡沫生成組件102，以便來自液體源110的液體和來自氣體源112的氣體為一個(gè)或多個(gè)排放件114提供期望輸出。如下文更詳細(xì)地討論的，控制系統(tǒng)100操作泡沫生成組件102的一個(gè)或多個(gè)液體閥和氣體閥以提供期望輸出。在一種實(shí)施方式中，系統(tǒng)100與用戶界面116耦合，用戶界面為用戶提供操作控制系統(tǒng)100的能力。在一種實(shí)例實(shí)施中，用戶可從自用戶界面116選擇由多臺(tái)泡沫生成器108生成的輸出的類型和有效泡沫生成器的數(shù)量。

一個(gè)或多個(gè)閥的控制設(shè)置可基于為特定的期望輸出建立的一組一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)設(shè)置。或者，一個(gè)或多個(gè)閥可利用一個(gè)或多個(gè)建立的反饋環(huán)動(dòng)態(tài)控制。在美國專利申請(qǐng)公開No.2010/0126738和No.2013/0118763中描述了用于控制系統(tǒng)100的實(shí)例實(shí)施方式，將該美國專利申請(qǐng)公開的內(nèi)容整體通過引證結(jié)合于此。

在一種實(shí)施方式中，液體源110提供水與泡沫劑以及添加劑以期望比例的混合物，以生成特定類型的泡沫。泡沫的類型可取決于要消滅的火的類型。在一種實(shí)施方式中，混合物以如在美國專利申請(qǐng)公開No.2007/0209807中描述的方式提供給泡沫生成組件102，將該美國專利申請(qǐng)公開的內(nèi)容通過引證結(jié)合于此。在另一個(gè)實(shí)施方式中，液體源110只提供水。在一種實(shí)施方式中，氣體源112提供壓縮氣體(例如，空氣)，壓縮氣體供給到來自液體源110的液體以形成泡沫。

控制單元104被配置為操作壓力控制閥106以控制從液體源110供給到多臺(tái)泡沫生成器108的液體的壓力。多臺(tái)泡沫生成器108內(nèi)的泡沫生成器的數(shù)量可以是兩臺(tái)以上(例如，兩臺(tái)、三臺(tái)、四臺(tái)或以上)?？刂茊卧?04進(jìn)一步操作多臺(tái)泡沫生成器108的每一臺(tái)在有效狀態(tài)或無效狀態(tài)操作。通過控制壓力控制閥106和多臺(tái)泡沫生成器108的操作，控制系統(tǒng)100可操作以高效且有效地依照要求生成對(duì)于要消滅的火的類型所期望的泡沫或到達(dá)一個(gè)或多個(gè)排放件114的期望輸出。尤其是，控制系統(tǒng)100操作泡沫生成組件102以提供一個(gè)或多個(gè)流量控制狀態(tài)。在一種實(shí)施方式中，這些流量控制狀態(tài)包括用于不同類型的泡沫輸出的多個(gè)流量控制狀態(tài)。這些流量控制狀態(tài)的每一個(gè)狀態(tài)定義用于一個(gè)或多個(gè)有效生成器內(nèi)的每一個(gè)閥的設(shè)置。除了這些流量控制狀態(tài)，為液體提供了水流量控制狀態(tài)，在一種實(shí)施方式中，液體只由水組成。在水流量控制狀態(tài)下，用于泡沫生成器108的氣體控制閥關(guān)閉以阻止氣體到達(dá)對(duì)應(yīng)的泡沫生成器，使得只有液體供給到一個(gè)或多個(gè)排放件114。

圖2為由圖1的控制系統(tǒng)100有效控制的泡沫生成組件102的等軸側(cè)視圖。液體(例如，水、發(fā)泡劑和添加劑的混合物)通過壓力控制閥106輸送到歧管132。在所示的實(shí)施方式中，歧管132包括壓力傳感器134，該壓力傳感器向控制系統(tǒng)100提供反饋回路以確定控制閥106的正常操作。歧管132與多個(gè)導(dǎo)管136A-136C流體耦合，該導(dǎo)管將液體運(yùn)輸?shù)蕉嗯_(tái)泡沫生成器，該泡沫生成器在此示出為泡沫生成器108A-108C。盡管描述了三臺(tái)泡沫生成器108A-108C，但其他實(shí)時(shí)方式中的泡沫生成組件可具有任何數(shù)量的泡沫生成器，比如，兩臺(tái)、四臺(tái)、五臺(tái)或更多。多個(gè)導(dǎo)管136A-136C彼此流體隔離且彼此間隔開。在多個(gè)導(dǎo)管136A-136C之間提供間隔容許相應(yīng)泡沫生成器108A-108C的各個(gè)部件的維修。

泡沫生成器108A-108C中的每一臺(tái)結(jié)構(gòu)上相似，并且在下文參考圖3-5描述泡沫生成器108A的細(xì)節(jié)。通常，控制系統(tǒng)100操作泡沫生成器108A-108C中的每一臺(tái)建立流到發(fā)泡室的液體的流速和氣體的流速，以提供期望輸出。依據(jù)期望輸出和有效泡沫生成器的數(shù)量，控制系統(tǒng)100操作壓力控制閥106和多臺(tái)泡沫生成器108以將期望輸出輸送到多個(gè)排放件114。在一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式中，控制系統(tǒng)100提供第一流量控制狀態(tài)，該第一流量控制狀態(tài)在處于有效狀態(tài)的多臺(tái)泡沫生成器108的數(shù)量?jī)?nèi)生成第一類型的泡沫輸出。依據(jù)有效泡沫生成器的數(shù)量，為壓力控制閥選擇壓力控制設(shè)置。對(duì)于每臺(tái)有效泡沫生成器，第一設(shè)置應(yīng)用于液體閥，從而以第一恒定體積流率連續(xù)地將液體供應(yīng)到發(fā)泡室。此外，第二設(shè)置應(yīng)用于每一個(gè)氣體閥，從而以第二恒定體積流率連續(xù)地將氣體供應(yīng)到發(fā)泡室。在一個(gè)實(shí)施方式中，第一設(shè)置根據(jù)流量控制狀態(tài)和有效泡沫生成器的數(shù)量而改變，而第二設(shè)置要么是開放狀態(tài)，要么是關(guān)閉狀態(tài)。

圖3為泡沫生成器108A的示意性截面圖。泡沫生成器108A包括第一閥組件162(圖4中的分解圖)、第二閥組件164(圖5中的分解圖)以及出口組件166(圖6中的分解圖)。第一閥組件162和第二閥組件164與發(fā)泡室168流體耦合。閥組件162控制流到發(fā)泡室168的液體從閥體174的進(jìn)口170到出口172的流速。閥組件162包括電動(dòng)致動(dòng)器176，該電動(dòng)致動(dòng)器能與控制系統(tǒng)100(圖1)耦合以控制致動(dòng)器176的操作。致動(dòng)器176與閥桿178和閥構(gòu)件180耦合以控制通過閥體174的流速。在所示的實(shí)施方式中，閥構(gòu)件180為球，但是可以使用閥構(gòu)件180的其他實(shí)現(xiàn)方式。通過閥構(gòu)件180的流速可以控制為一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的校準(zhǔn)設(shè)置或根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)地控制。

第二閥組件164起到氣流控制組件的作用且包括流量控制閥182、電連接器184和電磁閥186。流量控制閥182與氣體源112耦合以接收壓縮氣體，例如，來自空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣。在一個(gè)實(shí)施方式中，流量控制閥182可機(jī)械地調(diào)節(jié)到期望設(shè)置且控制流到電磁閥186的流速。電連接器184耦合到控制系統(tǒng)100并操作以基于從控制系統(tǒng)100提供到電連接器184的信號(hào)改變電磁閥186的設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施方式中，電磁閥186是開/關(guān)閥，它控制流過閥182的氣體是否提供到設(shè)置在發(fā)泡室168內(nèi)的噴嘴188。當(dāng)表現(xiàn)為開/關(guān)閥時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)100的流量控制狀態(tài)，電磁閥186在打開配置和關(guān)閉配置之間轉(zhuǎn)換。在所示的實(shí)施方式中，還提供止回閥組件192以防止氣體從噴嘴188流到閥186。通過組件164的流速可以是預(yù)定設(shè)置(例如，當(dāng)電磁閥186是開/關(guān)閥時(shí)，如由流量控制閥182確定的)，該預(yù)定設(shè)置被控制為一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的校準(zhǔn)設(shè)置或根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)地控制。如圖5所示，氣體閥組件164可包括通過連接器196耦合到發(fā)泡室168的壓力傳感器194。壓力傳感器194可以向控制系統(tǒng)100提供關(guān)于發(fā)泡室168中的壓力水平的反饋。

從發(fā)泡室168，流體然后提供到輸出組件166，該輸出組件包括O形環(huán)200、連接管202和輸出閥204。連接管202包括設(shè)置在其中的混合元件205?；旌显?05可由用于混合來自室168和來自噴嘴188的液體以形成運(yùn)送到輸出閥204的壓縮空氣泡沫的各種結(jié)構(gòu)形成。在一個(gè)實(shí)施方式中，混合元件205由如美國專利申請(qǐng)公開No.2010/0126738中另外公開的多個(gè)濾網(wǎng)組成。在所示的實(shí)施方式中，輸出閥204是開環(huán)夾管閥，但是其他閥可以實(shí)施。輸出閥204的尺寸和特性可以根據(jù)需要修改。例如，如圖2所示，用于泡沫生成器108A和108B的相應(yīng)的輸出閥具有相似的尺寸和形狀，而用于泡沫生成器108C的相應(yīng)的輸出閥具有相對(duì)較大的尺寸和形狀。輸出閥可基于來自泡沫產(chǎn)生組件102的期望輸出來選擇。例如，泡沫生成組件102可被配置為每分鐘生成300加侖的組合輸出。在這種情況下，用于泡沫生成器108A和108B的輸出閥可裝備成每一個(gè)每分鐘生成150加侖的輸出流量。根據(jù)需要，可以選擇輸出閥108C以提供更大的輸出流量。

鑒于以上對(duì)控制系統(tǒng)100的描述和泡沫生成組件102的細(xì)節(jié)，圖7為用于操作泡沫生成組件102以建立流量生成組件102的一個(gè)或多個(gè)流量控制狀態(tài)的方法250的流程圖。在步驟252，選擇輸出類型。例如，用戶界面116可以包括用于將輸送到排放件114的不同輸出類型的多個(gè)選擇。這些選擇可包括兩個(gè)以上不同類型的泡沫、僅輸出水而沒有壓縮氣體和根據(jù)需要的其它選擇。一旦選擇了輸出類型，在步驟254選擇有效泡沫生成器的數(shù)量。有效泡沫生成器的數(shù)量也可以使用用戶界面116選擇。鑒于輸出類型和有效泡沫生成器的數(shù)量，在步驟256調(diào)節(jié)壓力控制閥106。例如，對(duì)于僅輸出水，壓力控制閥可定位為最大設(shè)定，該最大設(shè)定大于將為泡沫輸出提供的設(shè)定。在步驟258，根據(jù)輸出類型來調(diào)節(jié)用于有效泡沫生成器的液體閥組件。同樣，在步驟260，根據(jù)輸出類型來調(diào)節(jié)用于有效泡沫生成器的氣體閥組件。例如，對(duì)于僅輸出水，有效泡沫生成器的氣體閥組件將處于關(guān)閉位置。

雖然在此已說明和描述了具體實(shí)施方式，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將明白，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，各種各樣的交替和/或等同實(shí)施方式可替代所示出和描述的具體實(shí)施方式。該申請(qǐng)旨在涵蓋在此討論的具體實(shí)施方式的任何改變或變更。因此，意在使本發(fā)明僅受權(quán)利要求和其等同物限制。