干粉噴射性能測試及回收裝置

摘要：GB 7956.4-2019《消防車第4部分：干粉消防車》是消防車系列標(biāo)準(zhǔn)之一，是干粉消防車進(jìn)行定型試驗和型式試驗的檢驗依據(jù)，干粉裝置的噴射壓力、有效噴射速率等技術(shù)指標(biāo)是干粉消防車性能考核的核心指標(biāo)。受限于干粉滅火劑成分組成及環(huán)保的要求，難以尋找合適的干粉消防車干粉噴射性能試驗場所。據(jù)此，提出一種既能夠檢測干粉噴射性能，又不對環(huán)境造成污染，同時還可以將噴射后的干粉回收再利用以便節(jié)約資源的裝置。

關(guān)鍵詞：干粉消防車；干粉系統(tǒng)；噴射性能測試；回收裝置

中圖分類號：U463.9 收稿日期：2023-06-20

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.10.016

1 前言

近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對環(huán)境造成的污染也越來越重，為了落實可持續(xù)發(fā)展的要求，我國對環(huán)境保護(hù)工作越來越重視，對水、大氣、土地的污染等監(jiān)控力度日益加大。干粉消防車作為消防裝備中的一員，主要用以撲救易燃液體（如油類、液態(tài)烴、醇、酯、醚等）、可燃?xì)怏w（如液化石油氣、天然氣、煤氣等）和電氣設(shè)備火災(zāi)等，是我國消防救援隊伍不可或缺的滅火類車輛［1］。干粉滅火劑主要由磷酸銨鹽、碳酸氫鈉等組成，呈極細(xì)粉塵狀態(tài)。干粉噴射時覆蓋面積極大，飄散距離極遠(yuǎn)，對操作人員及周圍環(huán)境的危害很大，大幅提高空氣中PM2.5的數(shù)值，被環(huán)保部門嚴(yán)厲查處，難以尋找合適的試驗場所，無法持續(xù)可靠的開展干粉消防車干粉噴射性能的檢測。干粉噴射性能測試及回收裝置可徹底解決干粉噴射產(chǎn)生的環(huán)境問題，同時還可以將噴射后的干粉回收再利用，以便節(jié)約資源［2］。

2 干粉系統(tǒng)工作原理

GB 7956.4-2019《消防車第4部分：干粉消防車》［3］是消防車系列標(biāo)準(zhǔn)之一，是干粉消防車進(jìn)行定型試驗和型式試驗的檢驗依據(jù)，干粉裝置的噴射壓力、有效噴射速率等技術(shù)指標(biāo)是干粉消防車性能考核的核心指標(biāo)。干粉消防車所配置干粉系統(tǒng)主要由高壓氮氣瓶組、供氣系統(tǒng)、干粉罐、出粉管路、吹掃管路和放余氣管路等裝置構(gòu)成，具體工作原理如圖1所示。

高壓氮氣瓶組是整套干粉噴射系統(tǒng)工作的動力源，通常由若干個鋼制氣瓶組成，干粉罐是存放干粉滅火劑的載體，其下部有進(jìn)氣環(huán)管，供氣系統(tǒng)的作用是將噴射干粉的壓縮氮氣經(jīng)減壓閥減壓后輸送到干粉罐內(nèi)，以推動干粉通過干粉管路由干粉炮或干粉槍噴射到火場。a.打開高壓氮氣瓶，高壓氮氣由高壓管路匯集至減壓閥，按照GB 7956.4-2019《消防車第4部分：干粉消防車》的要求，減壓閥減壓后的壓力不應(yīng)大于1.7 MPa，當(dāng)干粉罐內(nèi)氣壓達(dá)到系統(tǒng)工作壓力時，減壓閥即處于壓力平衡狀態(tài)；b.打開干粉罐進(jìn)氣球閥，氮氣通過管路從底部進(jìn)入干粉罐，強烈地攪動干粉，使罐內(nèi)充滿氮氣-干粉的混合物；c.打開出粉球閥，氮氣攜裹干粉由干粉炮（槍）口高速噴出。打開干粉炮（槍）的出粉球閥噴射后，隨著干粉罐內(nèi)壓力逐漸降低，減壓閥自動開啟，不斷向干粉罐內(nèi)補充高壓氮氣，系統(tǒng)壓力降低到最低工作壓力時干粉炮（槍）停止噴射。

3 干粉噴射性能測試及回收裝置

干粉噴射性能測試及回收裝置，包含有干粉收集裝置、干粉收集裝置底框架、振動器、擺動機構(gòu)、干粉回收機構(gòu)等，其工作原理如圖2所示。

由于干粉系統(tǒng)噴射時氮氣-干粉體積迅速膨脹，該裝置的技術(shù)難點在于如何將氮氣迅速擴散到空氣中，并同時收集干粉。干粉收集裝置設(shè)有干粉收集筒，主要用于收集干粉。收集筒的一端通過粉袋與干粉噴射裝置相連，另一端設(shè)有排粉管，與干粉回收機構(gòu)可拆卸連接，排粉管配置有閥門，在干粉收集筒的側(cè)壁上開設(shè)有若干排氣口，并均配置有用于阻擋干粉向外擴散的粉塵布，粉氣混合物通過粉氣輸送管路進(jìn)入干粉收集筒后，粉氣混合物中的氮氣通過干粉收集筒上的粉塵布排放到大氣中，干粉則過濾留在干粉收集筒內(nèi)，實現(xiàn)了既能檢測干粉噴射性能，又不對環(huán)境造成污染，同時還可以滿足將噴射后的干粉回收再利用的要求。

干粉收集筒的兩側(cè)通過轉(zhuǎn)軸安裝在干粉收集裝置底框架上，如圖3所示。干粉收集筒與擺動機構(gòu)相連，擺動機構(gòu)為電動液壓桿，其活塞桿、缸座分別連接干粉收集筒和底框架，在液壓桿的驅(qū)動下帶動干粉收集筒繞轉(zhuǎn)軸上下擺動，用以控制干粉收集筒的旋轉(zhuǎn)角度，使干粉收集裝置兩端的粉氣輸送管路、排粉管與車載干粉炮、干粉回收機構(gòu)方便快速的對接，保證粉氣進(jìn)口與干粉炮噴射口在同一個水平線上。

干粉收集筒的周向側(cè)壁上開設(shè)有若干排氣口，各排氣口均配置有用于阻擋干粉向外擴散的粉塵布，粉塵布的材質(zhì)為覆膜滌綸針刺氈除塵布。在干粉系統(tǒng)噴射時，為防止干粉堵塞粉塵布導(dǎo)致氮氣排放不通暢，在干粉收集筒的外壁設(shè)有振動頻率可調(diào)的振動器，使得附著在干粉收集筒內(nèi)壁以及粉塵布內(nèi)側(cè)表面的干粉抖落下來，便于回收利用。干粉收集裝置底框架下部安裝有電子秤重計固定在電動轉(zhuǎn)運車上，在干粉噴出后，即可測出噴射的干粉質(zhì)量，可以檢測干粉裝置的噴射率，達(dá)到測試目的。干粉回收機構(gòu)包含有安裝在移動推車上的螺旋輸送機，螺旋輸送機一端通過干粉回收管路與排粉管連接，另一端與干粉回收袋連接，通過粉料輸出口將干粉快速灌裝到干粉袋中回收再利用。

干粉系統(tǒng)噴射性能測試現(xiàn)場如圖4所示。

4 結(jié)語

結(jié)合干粉系統(tǒng)工作原理，本文提出一種干粉噴射性能測試及回收裝置，干粉噴射裝置噴射出的粉氣混合物通過粉氣輸送管路進(jìn)入干粉收集裝置后，粉氣混合物中的氮氣通過干粉收集筒側(cè)壁上的粉塵布排放到大氣中，干粉則過濾留在干粉收集筒內(nèi)，不僅實現(xiàn)了干粉噴射性能檢測，而且減少了對環(huán)境的污染，同時還可以將噴射后的干粉回收再利用，研究結(jié)論對于干粉消防車和車載式干粉炮等產(chǎn)品設(shè)計及發(fā)展具有重大的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏德洲，宋旭東.干粉滅火系統(tǒng)計算研究[J].工業(yè)用水與廢水，2002（5）：56-59.

[2]朱立強，霍祥俊.干粉炮滅火系統(tǒng)的設(shè)計探討[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2002（3）：39-40.

[3]GB 7956.4-2019 消防車第4部分：干粉消防車[S].

作者簡介：

李冰，男，1984年生，博士，研究方向為消防車輛檢驗及消防車標(biāo)準(zhǔn)制修訂。