本發(fā)明屬于消防工程領(lǐng)域，尤其涉及一種基于伺服控制的滅火劑比例添加裝置及實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)中，需要將滅火劑（如添加劑、泡沫液）按一定比例添加到水中，形成滅火劑和水的混合液進(jìn)行滅火，滅火劑占混合液的比例一般為0.3%-6%，且在實(shí)際工程應(yīng)用中，隨著噴頭開啟數(shù)量的變化，滅火劑混合液的流量會(huì)實(shí)時(shí)發(fā)生變化，這就需要對滅火劑的添加量實(shí)時(shí)調(diào)整，以滿足混合比例一定的要求。

首先，在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中，尚未有成熟的滅火劑定比例添加裝置；其次，在泡沫滅火系統(tǒng)中，雖然有比較成熟滅火劑定比例添加裝置，如壓力式泡沫比例混合裝置和平衡式泡沫比例混合裝置等，但這類比例添加裝置存在以下缺點(diǎn)：1）混合比精度不夠，不適用于對混合比要求較高的滅火劑。2）混合比固定，不能根據(jù)滅火劑類型進(jìn)行調(diào)整。3）適用的流量范圍較小，當(dāng)流量發(fā)生變化時(shí)，滅火劑流量不能實(shí)時(shí)調(diào)整，或即使能調(diào)整，響應(yīng)速度不能滿足自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，結(jié)合我國目前消防領(lǐng)域科研水平，研制一種適用于不同類型滅火劑、混合比可調(diào)、根據(jù)流量變化實(shí)時(shí)調(diào)整滅火劑流量、響應(yīng)速度快的基于伺服控制的滅火劑比例添加裝置及實(shí)現(xiàn)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種基于伺服控制的滅火劑比例添加裝置，包括控制系統(tǒng)、人機(jī)界面、機(jī)架、伺服電機(jī)、容積泵、沖洗管路、沖洗管路球閥、沖洗管路單向閥、沖洗管路過濾器、滅火劑管路、滅火劑容器、滅火劑管路球閥、滅火劑管路單向閥、容積泵入口兩位三通閥、消防水管路、消防水流量計(jì)、排氣管路、容積泵出口兩位三通閥、滅火劑管路過濾器、滅火劑流量計(jì)；

所述機(jī)架底板上分別固定有伺服電機(jī)、容積泵、滅火劑容器、消防水管路，機(jī)架框架上固定有控制系統(tǒng)；

伺服電機(jī)通過法蘭與容積泵相連，消防水管路一端為進(jìn)水管口，消防水管路另一端為出水管口，在進(jìn)水管口和出水管口之間連接有消防水流量計(jì)，

所述滅火劑容器一端為加液口，滅火劑容器另一端出口通過滅火劑管路與容積泵入口兩位三通閥入口連接，在滅火劑容器與容積泵入口兩位三通閥入口的滅火劑管路上依次安裝有滅火劑管路球閥、滅火劑管路單向閥，容積泵入口兩位三通閥的一路出口與容積泵入口連接，容積泵入口兩位三通閥的另一路出口通過沖洗管路與消防水管路的進(jìn)水管連接，在容積泵入口兩位三通閥的另一路出口與消防水管路的進(jìn)水管之間的沖洗管路上依次安裝有沖洗管路過濾器、沖洗管路單向閥、沖洗管路球閥，容積泵出口與容積泵出口兩位三通閥進(jìn)口連接，容積泵出口兩位三通閥的一路出口連接排氣管路，另一路出口依次通過滅火劑管路過濾器和滅火劑流量計(jì)與消防水管路的出水管連接；

所述控制系統(tǒng)包括plc、驅(qū)動(dòng)器、人機(jī)界面，電路連接為：plc分別與消防水流量計(jì)、滅火劑流量計(jì)、人機(jī)界面和驅(qū)動(dòng)器連接，驅(qū)動(dòng)器依次通過伺服電機(jī)、容積泵與滅火劑流量計(jì)連接。

一種基于伺服控制的滅火劑比例添加裝置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：步驟如下，

第一步，加滅火劑，連接設(shè)備；

將滅火劑通過滅火劑容器的加液口注入滅火劑容器內(nèi)，將消防水管路的進(jìn)水管口通過法蘭與消防水源連接，將消防水管路的出水管口通過法蘭與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)或泡沫滅火系統(tǒng)的滅火設(shè)備連接；

第二歩，設(shè)定參數(shù)；

根據(jù)滅火劑本身特性，在控制系統(tǒng)人機(jī)界面上設(shè)定好滅火劑的添加比例參數(shù)；

第三歩，排氣；

使用時(shí)，首先旋轉(zhuǎn)容積泵出口兩位三通閥開關(guān)，切斷滅火劑管路過濾器的通道，使容積泵出口與排氣管路相通，旋轉(zhuǎn)容積泵進(jìn)口兩位三通閥開關(guān)，使容積泵進(jìn)口與滅火劑管路相通，手動(dòng)打開滅火劑管路球閥，啟動(dòng)伺服電機(jī)，伺服電機(jī)帶動(dòng)容積泵旋轉(zhuǎn)，待排氣管路排出滅火劑后，排氣完畢；

第四歩，實(shí)施滅火；

旋轉(zhuǎn)容積泵出口兩位三通閥開關(guān)，切斷排氣管路通道，使容積泵出口與滅火劑管路單向閥相通，滅火劑依次經(jīng)滅火劑容器、滅火劑管路球閥、滅火劑管路單向閥、容積泵入口兩位三通閥、容積泵、滅火劑管路過濾器和滅火劑流量計(jì)注入消防水管路的出水管中，消防水通過消防水流量計(jì)與消防水管路出水管中的滅火劑混合形成混合液，經(jīng)消防水管路的出水管口流入自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)或泡沫滅火系統(tǒng)的末端滅火設(shè)備實(shí)施滅火。

當(dāng)消防水流量發(fā)生變化時(shí)，控制系統(tǒng)接收到消防水流量計(jì)提供的消防水流量變化信號(hào)，經(jīng)計(jì)算分析后確定滅火劑流量，通過控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制容積泵流量，同時(shí)滅火劑流量計(jì)將滅火劑流量實(shí)時(shí)反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將反饋信號(hào)與設(shè)定的滅火劑添加比例參數(shù)對比，達(dá)到精確、實(shí)時(shí)調(diào)整滅火劑的添加比例；

第五歩，沖洗；

結(jié)束前手動(dòng)關(guān)閉滅火劑管路球閥，手動(dòng)打開沖洗管路球閥，旋轉(zhuǎn)容積泵入口兩位三通閥開關(guān)，使沖洗管路與容積泵進(jìn)口相通，消防水依次通過沖洗管路球閥、沖洗管路單向閥、沖洗管路過濾器、容積泵入口兩位三通閥、容積泵、滅火劑管路過濾器和滅火劑流量計(jì)口兩位三通閥開關(guān)，切斷滅火劑管路過濾器的通道，使容積泵出口與排氣管路相通，消防水流進(jìn)排氣管路，沖洗排氣管路。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過基于伺服控制技術(shù)，克服了傳統(tǒng)比例添加裝置的混合比精度不夠、混合比固定等缺點(diǎn)，解決了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)噴頭動(dòng)作后流量變大滅火劑添加量不能實(shí)時(shí)調(diào)整的問題，使滅火劑添加過程響應(yīng)速度快、控制精度高，混合比可調(diào)范圍寬，滿足了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)的實(shí)際需求，且混合比可預(yù)先在控制系統(tǒng)輸入，系統(tǒng)靈活性、實(shí)用性更強(qiáng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明機(jī)械本體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明機(jī)械本體結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖4是本發(fā)明控制系統(tǒng)電路連接框圖。

圖中：1、控制系統(tǒng)；2、人機(jī)界面；3、機(jī)架；4、伺服電機(jī)；5、容積泵；6、沖洗管路；7、沖洗管路球閥；8、沖洗管路單向閥；9、沖洗管路過濾器；10、滅火劑管路；11、滅火劑容器；12、滅火劑管路球閥；13、滅火劑管路單向閥；14、容積泵入口兩位三通閥；15、消防水管路；16、消防水流量計(jì)；17、排氣管路；18、容積泵出口兩位三通閥；19、滅火劑管路過濾器；20、滅火劑流量計(jì)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：參照圖1至圖3，一種基于伺服控制的滅火劑比例添加裝置，包括控制系統(tǒng)1、人機(jī)界面2、機(jī)架3、伺服電機(jī)4、容積泵5、沖洗管路6、沖洗管路球閥7、沖洗管路單向閥8、沖洗管路過濾器9、滅火劑管路10、滅火劑容器11、滅火劑管路球閥12、滅火劑管路單向閥13、容積泵入口兩位三通閥14、消防水管路15、消防水流量計(jì)16、排氣管路17、容積泵出口兩位三通閥18、滅火劑管路過濾器19、滅火劑流量計(jì)20。

在機(jī)架3底板上分別固定有伺服電機(jī)4、容積泵5、滅火劑容器11、消防水管路15，機(jī)架3框架上固定有控制系統(tǒng)1。

伺服電機(jī)4通過法蘭與容積泵5相連，消防水管路15一端為進(jìn)水管口15-1，消防水管路15另一端為出水管口15-2，在進(jìn)水管口15-1和出水管口15-2之間連接有消防水流量計(jì)16，滅火劑容器11一端為加液口11-1，滅火劑容器11另一端出口通過滅火劑管路10與容積泵入口兩位三通閥14入口連接，在滅火劑容器11與容積泵入口兩位三通閥14入口的滅火劑管路10上依次安裝有滅火劑管路球閥12、滅火劑管路單向閥13，容積泵入口兩位三通閥14的一路出口與容積泵5入口連接，容積泵入口兩位三通閥14的另一路出口通過沖洗管路6與消防水管路15的進(jìn)水管連接，在容積泵入口兩位三通閥14的另一路出口與消防水管路15的進(jìn)水管之間的沖洗管路6上依次安裝有沖洗管路過濾器9、沖洗管路單向閥8、沖洗管路球閥7，容積泵5出口與容積泵出口兩位三通閥18進(jìn)口連接，容積泵出口兩位三通閥18的一路出口連接排氣管路17，另一路出口依次通過滅火劑管路過濾器19和滅火劑流量計(jì)20與消防水管路15的出水管連接。

控制系統(tǒng)1包括plc、驅(qū)動(dòng)器、人機(jī)界面2，電路連接為：plc分別與消防水流量計(jì)16、滅火劑流量計(jì)20、人機(jī)界面2和驅(qū)動(dòng)器連接，驅(qū)動(dòng)器依次通過伺服電機(jī)4、容積泵5與滅火劑流量計(jì)20連接。

一種基于伺服控制的滅火劑比例添加裝置的實(shí)現(xiàn)方法，步驟如下：

第一步，加滅火劑，連接設(shè)備；

將滅火劑通過滅火劑容器11的加液口11-1注入滅火劑容器11內(nèi)，將消防水管路15的進(jìn)水管口15-1通過法蘭與消防水源連接，將消防水管路15的出水管口15-2通過法蘭與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)或泡沫滅火系統(tǒng)的滅火設(shè)備連接；

第二歩，設(shè)定參數(shù)；

根據(jù)滅火劑本身特性，在控制系統(tǒng)1人機(jī)界面2上設(shè)定好滅火劑的添加比例參數(shù)；

第三歩，排氣；

使用時(shí)，首先旋轉(zhuǎn)容積泵出口兩位三通閥18開關(guān)，切斷滅火劑管路過濾器19的通道，使容積泵5出口與排氣管路17相通，旋轉(zhuǎn)容積泵5進(jìn)口兩位三通閥14開關(guān)，使容積泵5進(jìn)口與滅火劑管路10相通，手動(dòng)打開滅火劑管路球閥12，啟動(dòng)伺服電機(jī)4，伺服電機(jī)4帶動(dòng)容積泵5旋轉(zhuǎn)，待排氣管路17排出滅火劑后，排氣完畢；

第四歩，實(shí)施滅火；

旋轉(zhuǎn)容積泵出口兩位三通閥18開關(guān)，切斷排氣管路17通道，使容積泵5出口與滅火劑管路單向閥13相通，滅火劑依次經(jīng)滅火劑容器11、滅火劑管路球閥12、滅火劑管路單向閥13、容積泵入口兩位三通閥14、容積泵5、滅火劑管路過濾器19和滅火劑流量計(jì)20注入消防水管路15的出水管中，消防水通過消防水流量計(jì)16與消防水管路15出水管中的滅火劑混合形成混合液，經(jīng)消防水管路15的出水管口15-2流入自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)或泡沫滅火系統(tǒng)的末端滅火設(shè)備實(shí)施滅火。

當(dāng)消防水流量發(fā)生變化時(shí)，控制系統(tǒng)1接收到消防水流量計(jì)16提供的消防水流量變化信號(hào)，經(jīng)計(jì)算分析后確定滅火劑流量，通過控制伺服電機(jī)4轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制容積泵5流量，同時(shí)滅火劑流量計(jì)20將滅火劑流量實(shí)時(shí)反饋給控制系統(tǒng)1，控制系統(tǒng)1將反饋信號(hào)與設(shè)定的滅火劑添加比例參數(shù)對比，達(dá)到精確、實(shí)時(shí)調(diào)整滅火劑的添加比例；

第五歩，沖洗；

結(jié)束前手動(dòng)關(guān)閉滅火劑管路球閥12，手動(dòng)打開沖洗管路球閥7，旋轉(zhuǎn)容積泵入口兩位三通閥14開關(guān)，使沖洗管路6與容積泵5進(jìn)口相通，消防水依次通過沖洗管路球閥7、沖洗管路單向閥8、沖洗管路過濾器9、容積泵入口兩位三通閥14、容積泵5、滅火劑管路過濾器19和滅火劑流量計(jì)20注入水管路15，待滅火設(shè)備不再有滅火劑混合液流出后，旋轉(zhuǎn)容積泵出口兩位三通閥18開關(guān)，切斷滅火劑管路過濾器19的通道，使

容積泵5出口與排氣管路17相通，消防水流進(jìn)排氣管路17，沖洗排氣管路17。

容積泵入口兩位三通閥14的設(shè)置，可以選擇容積泵5進(jìn)口分別與滅火劑管路10和沖洗管路6的連接狀態(tài)。

容積泵出口兩位三通閥18的設(shè)置，可以選擇容積泵5出口分別與滅火劑管路10和排氣管路17的連接狀態(tài)。

滅火劑管路球閥12用來控制滅火劑的通斷，滅火劑管路單向閥13用來防止消防水倒流入滅火劑容器11引起滅火劑變質(zhì)；滅火劑管路過濾器19用于過濾滅火劑中的雜物，滅火劑流量計(jì)20用于測量滅火劑的實(shí)際流量，并反饋給控制系統(tǒng)1。

消防水流量計(jì)16用于測量添加滅火劑前的消防水流量，并輸入給控制系統(tǒng)1。

沖洗管路球閥7控制沖洗管路6通斷，沖洗管路單向閥8防止沖洗水倒流，沖洗管路過濾器9過濾消防水中雜質(zhì)。