将水基液体供应到一个系统内的动力源及消防装置 【发明背景】
本发明涉及一种用于通过一个管道系统将水基液体进送到一个系统中的动力源，该管道系统中充填有防冻剂，以使管道系统具有一定的备压，其中一个用于容纳水基液体的容器和另外一个充满防冻剂的容器及用于当管道系统内的压力下降到比备压小第一压力值时将水基液体以液相从容器进送到管道系统内、从而使管道系统内的压力立刻升高到第一压力水平的装置与管道系统相连接。
在本文中，术语‘水基液体’是指纯净水或不同类型的含水添加剂，这些含水添加剂根据液体用途的不同而不同。
美国专利4326589公开了一种用于消防的类似动力源。
就用于将水进送到各种系统内的动力源而言，其包括有一个用于容纳水的容器和一个用于通过一个充满水的管道系统将水从容器进送到系统内的泵送单元是经常使用的，例如在室内用于将水从淡水源例如水井进送到室内地管道系统中的动力源。这种动力源的另一种用途就是用于消防装置上。
本发明还涉及一种消防装置，该消防装置包括：一个喷头和一个用于通过一充填有防冻剂的管道系统将水基液体进送到一个防火单元的动力源，一个用于容纳水基液体的容器、另一个充满防冻剂的容器和用于当管道系统内的压力低于一定水平时以液相进送水基液体的装置与管道系统相连接，而水基液体可能在管道系统内或管道系统外冻结。
在需要进送水或水基液体的某些环境中存在冻结的可能。在许多国家当温度低于水的冰点的情况下这一问题都会存在。某些应用场合涉及到没有再循环设备的系统，即当液体被用于特定的目的下时，液体量会逐渐减少的系统。上述情况的一个实例就是将水基液体用作灭火剂的消防装置。在这些情况下，不使灭火剂冻结尤为重要，因为在灭火剂冻结的情况下，消防装置不能工作。
在一些应用条件下，可通过将一种能够防止结冰的物质加入水中来解决冻结的问题。但是，能够防止结冰的物质或防冻剂很昂贵，实际上比水或水基液体要昂贵得多。系统和液体的体积越大，那么加入防冻剂的成本也就越高。因此，在具有大容器的动力源中使用防冻剂就涉及到成本问题。
出现上述问题的一个应用实例就是为较大火势设计的消防装置，这种消防装置需要消耗大量的灭火剂。此外，如果将防冻剂混入使用水基液体的消防装置的水中或水基液体中，那么与没有混入防冻剂的液体相比，这样形成的灭火剂其灭火性能要差一些。因此，使用防冻剂将导致功能差的问题。
为避免高成本，有时不在水基液体中加入防冻物质，但这样就会在消防装置内产生严重的后果。也可用对环境有害的流体替代水基液体。此外，在某些情况下，可以减少水量，但在消防装置内，这当然存在危险。
美国专利4326589公开了一种消防装置，这种消防装置首先在管道系统中使用防冻剂，然后再将水输送到喷洒器。
【发明内容】
本发明的一个目的在于提供一种用于进送水基液体的动力源，这种动力源能够自动将水基液体进送到系统中去，而且可通过使用少量的防冻剂就能避免水结冰。
为实现该目的，本发明的动力源的特征在于：用于从容器进送水基液体的装置包括作为动力源的一部分的泵送单元，该泵送单元包括一个泵和一个用于泵的动力源；本发明的动力源还包括另外一个泵送单元，该泵送单元包括一个泵和一个用于该泵的动力源，另外这个泵送单元用于保持管道系统中的备压，当管道系统中的压力比备压小一个第二压力值时其能够从另外一个容器中将防冻剂进送到管道系统中，从而使管道系统中的压力立刻达到第二压力水平，该第二压力水平大于第一压力水平。
由于只是那些暴露于严寒下的系统部分需要防冻剂，因此另外这个容器的容积可以比容纳水基液体的容器之容积小几倍。当然，这要求充满水基液体的容器必须安装在不能使水基液体冻结的合适位置上。
动力源的最佳实施例如所附权利要求2至11所述。
该动力源的主要优点在于：其允许最少量地使用昂贵的防冻剂来防止水的结冰，当容器很大时，即当与一个使用大量不应冻结的液体的系统相连接时，这一优点尤其明显。
本发明的消防装置其特征在于：用于从容器进送水基液体的装置包括：作为动力源的一部分的泵送单元，该泵送单元包括一个泵和一个用于该泵的动力源；该动力源还包括另外一个泵送单元，该泵送单元包括一个泵和一个用于该泵上的动力源，这个添加的泵送单元能够保持管道系统内的备压，而且当管道系统中的压力比备压小一个第二压力值时其能够从另外一个容器中将防冻剂进送到管道系统中，从而使管道系统中的压力立刻达到第二压力水平，该第二压力水平大于第一压力水平。
在本发明的动力源和消防装置中，仅当需要时，才用防冻剂替代存在结冰可能的液体，即在具有结冰可能的液体短时间冻结的环境下，在这种情况下，具有结冰可能的液体仅能在短时间内使用，就是说，不给具有结冰可能的液体以冻结的时间。
这种消防装置尤其适用于火车。这种用途能够在很大程度上降低灭火剂的成本。
这种消防装置的最佳实施例如所附权利要求13至15所述。
这种消防装置的主要优点在于：可以使灭火剂的成本保持很低，尤其是需要大量灭火剂的场合下。同时，灭火剂还具有良好的灭火性能，而且根本不可能冻结。
【附图说明】
下面，将参照附图对本发明加以详细说明，其中附图中示出了一个安装在火车车厢内的消防装置和用于这种消防装置上的动力源。
对本发明的详细说明
附图示出了一个包括有三个火车(铁路)车厢1、2和3的系统。其中的一个铁路车厢3包括一个设置有泵送单元6、10的动力源。上述铁路车厢3可被称为泵送车厢。该火车设置有一个包括有上述动力源和多个喷头15的消防装置。该动力源能够通过管道系统4将水基液体的灭火剂进送到喷头15内。铁路车厢1、2设置有多个探测器19和区域阀20，当出现火情时，所需的喷头组可通过这些区域阀打开。或者，当在相关的车厢内检测到火情时，使铁路车厢内的所有喷头15都打开。喷头15还可以被设置成能够独立打开的结构形式，在这种情况下，其通常包括热致动释放部件，而且当其释放部件受热爆炸或熔化时，这些热致动部件能够打开。
该动力源包括一个充满水基液体的大容器5。由于容器5位于泵送车厢内，而泵送车厢被用作一个相对外部环境隔热的空间，因此就不存在使液体冻结的可能，否则液体就可能在消防装置的外部环境下冻结。容器5的容积很大，例如20-30000升。一个泵送单元6被设置成能够通过一个管道将水基液体从容器5进送到管道系统4中的结构形式，该单元包括一个能够产生50至200bar的压力的高压泵7和一个输出功率可以是200kW的柴油机8，该柴油机被用作泵的动力源。
该动力源包括另外一个充满防冻剂的容器9。一个泵送单元10包括一个泵11和一个被用作泵的动力源的电机12，而且该泵送单元被设置成能够通过一条管道13将防冻剂从容器9进送到管道系统4内的结构形式。一个压力指示器14和一个储存器16与管道13相连接。
一个阀17被连接到介于容器9和车厢1之间的管路13上。当阀17关闭时，其能够防止液体流回容器9内。
下面，将对图示系统的操作加以说明。
在实施例中，管道系统4内充满防冻剂。这样，管道系统4就可被放置在温度可能下降到低于水的冰点的环境下，而且在管道中没有液体结冰。在喷头15开始工作前，管道系统4中存在一个可以有10至30bar的备压。由于管道系统4通常从一个车厢延伸到多个其它的车厢内，因此必须在车厢之间设置接头18，当铁路车厢与火车相互连接或从火车上脱开时，接头18可相互锁紧和分离。
实际上，尽管所有的喷头15都没有打开，但管道系统4内的压力仍然会变化。为确保管道系统4内总是充满液体，而且为了平衡压力变化，泵送单元10被设置成能够使该管道系统内保持上述备压的结构形式。压力指示器14控制着备压，从而当管道系统4内的压力下降到低于备压一个第二压力值时启动电机12，以使管道系统内的压力立刻升高到第二压力水平。该第二压力水平仅略小于备压。第二压力水平例如可以是20bar。如果压力升高到超过一个较高的值，例如30bar，由于泵送单元10的压力较高，因此，压力指示器14将使电机12停止工作。为使电机12不在较短的时间间隔内多次启动和停机，设置一个能够将防冻剂进送到管路13和管道系统4内的储存器16。这样，储存器16就起到一个缓冲器的作用。
如果消防装置的喷头15由于探测器19检测到火情并输出一个信号能够打开区域阀20而开始喷射液体时，管道系统4内的压力将下降第一压力值，从而使管道系统4内的压力达到第一压力水平。当第一压力水平为5bar时，压力指示器14对压降作出反应并向柴油机8发出一个信号使其启动，在这种情况下，泵7开始将水基液体以高压泵送到管道系统4内。例如，该压力最好在50至200bar的范围内。单向阀25可防止高压液体流向和流入到另一泵送单元10内。由于水基液体的温度较高，而且以较高的速度在管道系统内运送，因此液体的温度没有时间下降到使液体结冰的程度。因此，液体将从喷头15内流出。
因此，压力指示器就控制着两个泵送单元的动力源，即电机12和柴油机8。还可以使用多个压力开关来替代压力指示器，当压力下降到低于一定的水平或超过该水平时，这些压力开关能够向泵送单元发送信号。
由于在消防装置开始喷射灭火剂前，防冻剂仅用于补偿管道系统4中可能的泄漏，因此容器9的容积可以比大容器5的容积小。容器9的容积可以是100至300升。
附图标记21表示一个截止阀，该截止阀能够防止泵送单元10以过高的压力将防冻剂进送到管道系统4内，这种情况是在压力指示器14不能正常工作时出现的，且这样会损坏动力源的部件。如果产生一个高于30bar的压力，那么该压力就会通过管道24返回容器9。截止阀21起到安全阀的作用。
附图标记22表示一个截止阀，当压力指示器14不能正常工作时，该截止阀能够防止泵送单元6以高压例如超过200bar的压力将水基液体进送到管道系统4内。这样的压力通过管道23返回容器5。截止阀22与截止阀21具有相同的功能，因此其也可被叫做安全阀。
上面，已通过实例对本发明作出了说明。需要强调的是：在所附权利要求书的范围内，可对本发明的细节以多种不同的方式作出变型。例如，可以改变泵送单元的结构。发动机8可以是一个电机，而电机12可以是一个柴油机。容器5、9的区别之处如上所述；但是基本构思不会改变，即容器5远大于容器9，其通常为几千升。除了铁路车厢外，该系统还可应用于其它场合，而且虽然本发明尤其适用于消防装置上，但其也可不必包括一个消防装置。在实施例中，防冻剂存在于管道系统中是最佳的，但不是必须这样，防冻剂也可应用于另一容器9中。