[发明专利]文丘里管、泡沫比例混合控制系统和消防车

说明书

技术领域

本发明涉及消防领域，具体而言，涉及一种文丘里管、泡沫比例混合控制系统和消防车。

背景技术

图1示出了现有技术的文丘里管的剖视结构示意图，如图1所示，现有技术的文丘里管包括文丘里式腔体1’、分别与文丘里式腔体1’连通的射流管、吸液管3’和混合出液管4’，射流管具有射流口21’。

图2示出了现有技术的泡沫比例混合控制系统的主视结构示意图，如图2所示，现有技术的泡沫比例混合控制系统包括水泵60’、与水泵60’的出口连通的主管路液体管道40’、原液供应管路10’、内循环液体供应管路20’和设置在原液供应管路10’和内循环液体供应管路20’连接处的文丘里管、节流阀30’和开关阀50’。其中，节流阀30’设置在原液供应管路10’上，开关阀50’设置在内循环液体供应管路20’上且与控制器连接以实现内循环液体供应管路20’的通断。

现有技术中，泡沫比例混合控制系统采用文丘里管、节流阀30’、开关阀50’及流量计来实现泡沫原液与主管路液体管道40’的水流的比例调节。

泡沫比例混合控制系统的工作原理如下：

在主管路液体管道40’的出口与原液供应管路10’上各安装一个流量计监测主管路流量及泡沫原液流量，其中主动变量是主管路液体管道40’中的主流量，被动变量是原液供应管路10’中的原液流量，调整自动节流阀30’来调大或调小泡沫原液流量以使之与主流量比值在设置区间，整个过程通过可编程控制器来实现自动监控。

现有技术的文丘里管不能实现流量控制，且存在以下缺陷：

水泵出口水压很高时，通过文丘里管的水流量将急剧增加，即用于吸取泡沫原液的内循环水量大增，此时泡沫原液流量也将增大，而此时水泵出口的主管路液体管道中的水流量相比低压力时是减小的，因此需急速调节泡沫原液流量以达到相应比例，根据水泵的性能曲线，当水泵出口压力很高时，水泵能提供的流量会相应降低，即图2中主管路液体管道40’中的水流量降低；而此时由于水泵出口压力增大，致使内循环液体供应管路20’的入口处压力增大，最终导致内循环的水流量急剧增大，同时其携带泡沫原液的能力也大大提高，此时需调小节流阀30’的开度以降低泡沫原液流量，但此时内循环液体供应管路20’的水流量没有降低(内循环液体供应管路20’的液体用于携带泡沫原液，此时其携带能力太过富余)而水泵提供的流量是一定的，因此主管路液体管道40’出口的泡沫与水的混合液的流量会大幅下降，即用于灭火的流量大幅下降，很大部分水都在内循环液体供应管路20’中做无用功。

假设泡沫原液在消防车的出口灭火混合液中占比6％，若水泵工作的工况为：压力2MPa、流量60L/min时，通过仿真分析，在原管路中此时内循环液体供应管路20’的水流量为17L/min，位于水泵60’出口处的主管路液体管道40’的液体流量为60-17＝43L/min，泡沫原液流量为43×6％＝2.58L/min，内循环液体供应管路20’的水流量与主管路液体管道40’的流量之比为：17：43＝39.5％，由上述计算可知，高压时内循环液体供应管路20’的水流量占到水泵出口总流量高达30％以上，大大降低水泵出口混合液的利用率；原泡沫比例混合控制系统管实现比例调节是以能量损失为代价的，混合比例调节范围有限。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种文丘里管、泡沫比例混合控制系统和消防车，以解决现有技术中的文丘里管难以控制流量的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种文丘里管，包括文丘里式腔体和分别与文丘里式腔体连通的射流管、吸液管和混合出液管，射流管具有射流口，文丘里管还包括用于控制流经射流口的流体流量的流量控制部，流量控制部至少部分设置在射流管的内部以调节射流管的有效流通面积。

进一步地，流量控制部包括控制杆，控制杆的至少部分可轴向移动地设置在射流管的内部以调节射流管的有效流通面积。

进一步地，射流管包括内孔为锥形的锥形管段，锥形管段部分伸入文丘里式腔体的内部；控制杆包括与锥形管段配合的锥形杆段，锥形杆段沿锥形管段的轴向可移动地设置，其中，锥形杆段和锥形管段的横截面面积均沿射流管的射流方向逐渐减小。

进一步地，锥形杆段的最大直径大于锥形管段的最小直径。

进一步地，射流管还包括与锥形管段连接的直孔管段，控制杆还包括与锥形杆段连接的柱体杆段，文丘里管具有下述的约束条件：1.1＜D/d＜1.2，2＜φ/D＜3，2.5＜L/D＜3；其中，D为柱体杆段的外径；d为射流口的直径；L为锥形杆段的水平长度；φ为直孔管段的内径。