【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及森林火灾防治，特别是一种防治森林火灾的泡沫灭火剂、制备装置及制备方法。
技术介绍
1、森林火灾是一种破坏性极强的自然灾害，它不仅对生态环境造成严重破坏，还可能威胁到人类的生命财产安全。随着全球气候变化和人类活动的影响，森林火灾的发生率和严重程度不断上升，对灭火技术提出更高的要求。目前，传统的森林火灾灭火方法主要包括水、泡沫、干粉和化学灭火剂等。这些方法在一定程度上能够控制火势，但存在一些明显的局限性。例如，水灭火剂在干旱地区难以获取，且灭火效率受到火势大小和地形条件的限制；泡沫灭火剂虽然能够覆盖火源，但在高温和强风条件下容易迅速蒸发，灭火效果不稳定；干粉和某些化学灭火剂虽然灭火速度快，但可能对环境和人体健康造成长期影响。在现有技术中，氟蛋白泡沫灭火剂和水成膜泡沫灭火剂是两种常见的森林灭火剂。它们在灭火效率上具有一定的优势，但同时也存在应对大规模火灾时存在快速灭火效能不足、成本较高的问题。
2、鉴于现有技术的局限性，如何提供一种防治森林火灾的泡沫灭火剂，使其能快速对森林火灾进行灭火，灭火稳定性较好，且其对环境友好、成本较低，是本专利技术的研发方向。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种防治森林火灾的泡沫灭火剂、制备装置及制备方法，其制备的泡沫灭火剂具有发泡速率高、发泡量大、对环境友好的特点，使其能快速对森林火灾进行灭火，灭火稳定性较好，且成本较低，适用于大规模森林火灾的灭火工作。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的
3、所述a组分按照质量份数由1份的基料、1～5份的发泡剂混合组成；
4、所述b组分按照质量份数由2份的稳泡剂、2份的阻燃剂和2份的骨料混合组成；
5、将a组分和b组分共同加入85～95份的水中搅拌混合均匀，得到泡沫灭火剂。
6、进一步，所述水为去离子水，去离子水的质量份数为90份。
7、进一步，所述基料为柠檬酸，发泡剂为碳酸氢钠；稳泡剂为聚乙烯醇；阻燃剂为聚磷酸铵。
8、进一步，所述骨料为粉煤灰、碳酸钙的其中一种或两种混合组成。
9、上述防治森林火灾泡沫灭火剂的制备装置，包括搅拌混合主体、第一搅拌结构、第二搅拌结构和双层多孔板，搅拌混合主体顶部开设注料口和泄压孔，注料口用于向搅拌混合主体内部输送物料；泄压孔内装有泄压阀，用于控制泄压孔的开闭使搅拌混合主体内部气体排出；双层多孔板装在搅拌混合主体内部，将其内部分隔成处于双层多孔板上方的第一搅拌混合空间、处于双层多孔板下方的第二搅拌混合空间和处于双层多孔板中间的泡沫灭火剂形成空间，第一搅拌结构装在第一搅拌混合空间内，用于对第一搅拌混合空间内的物料进行混合搅拌；第二搅拌结构装在第二搅拌混合空间内，用于对第二搅拌混合空间内的物料进行混合搅拌；第一搅拌混合空间和第二搅拌混合空间制成的泡沫灭火剂受气体影响分别通过双层多孔板进入泡沫灭火剂形成空间，搅拌混合主体侧部开设出料口，出料口与泡沫灭火剂形成空间连通，用于使泡沫灭火剂形成空间内的泡沫灭火剂从出料口排出。
10、进一步，所述双层多孔板中处于上方的多孔板孔径大于处于下方的多孔板孔径。这种结构能提高搅拌容器内的混合均匀性，有助于防止生成的柠檬酸钠水合物堵塞，适应不同粒径的物料，从而增强搅拌过程的效率和效果。
11、进一步，所述第一搅拌结构包括第一变频电机和叶片搅拌机构，第一变频电机装在搅拌混合主体顶部用于驱动叶片搅拌机构在第一搅拌混合空间内转动；所述第二搅拌结构包括第二变频电机和刮板式搅拌机构，第二变频电机装在搅拌混合主体底部用于驱动刮板式搅拌机构在第二搅拌混合空间内转动。其中刮板式搅拌机构在搅拌混合过程中，通过旋转运动使刮板不断地刮擦第二搅拌混合空间底部，从而破坏可能形成的沉积层，并且能够有效防止部分物质未反应完全，使其充分反应，显著提高装置内部的反应效率，并且方便搅拌容器使用后的清洗。
12、进一步，所述第一搅拌混合空间的体积大于第二搅拌混合空间的体积，第二搅拌混合空间的体积大于泡沫灭火剂形成空间的体积；这种分布形式有助于大部分原料在第一搅拌混合空间混合，而第二搅拌混合空间较小有助于进一步细化分布并且可以减少大颗粒物料或固体沉积物的沉底从而有助于促进气体均匀分散，提高搅拌效率和混合效果，充分搅拌过后的物料形成的泡沫灭火剂进入最小的泡沫灭火剂形成空间产出，保证了产出的泡沫灭火剂的稳定性。所述第一搅拌混合空间的内壁为波浪形陶瓷内壁。这种内壁形状可以更好地引导原料的流动，增加原料与叶片搅拌机构的接触，从而提高混合效率，并且陶瓷内壁光滑，不易粘附物料，便于清洗和维护以及搅拌过程的稳定性。
13、上述制备装置的制备方法，具体过程为：先分别按照所需质量份数分别混合形成a组分和b组分，然后将a组分和b组分通过注料口放入搅拌混合主体内，a组分和b组分中部分处于第一搅拌混合空间内、部分通过双层多孔板分别处于第二搅拌混合空间和泡沫灭火剂形成空间内，然后通过注料口向搅拌混合主体内注入水，使得泡沫灭火剂形成空间内的a组分和b组分随水流进入第二搅拌混合空间内，完成注水后封闭注料口并保持泄压阀处于关闭状态，此时启动第一搅拌结构和第二搅拌结构分别对第一搅拌混合空间和第二搅拌混合空间内的物料进行搅拌混合，混合搅拌过程中会产生气体，进而使第一搅拌混合空间和第二搅拌混合空间各自内部气压升高，两个搅拌混合空间随着持续产生的气体增加均通过双层多孔板使气体携带部分混合物从不同方向进入泡沫灭火剂形成空间内，两个搅拌混合空间内的气体及混合物在泡沫灭火剂形成空间内碰撞形成扰动充分区域，最终使混合物进一步碰撞混合，最终形成泡沫灭火剂并从出料口排出至收集容器内完成制备过程，完成后打开泄压阀排出搅拌混合主体内部的气体。
14、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
15、1、本专利技术制备的泡沫灭火剂，其选用柠檬酸和碳酸氢钠作为起泡溶液，柠檬酸钠和碳酸氢钠作为可大规模生产的材料具有良好的成本效益且柠檬酸和碳酸氢钠的反应化学速率较快，发泡倍数为15～20倍，从而能够在较短时间内生成大量气泡，具有优异的起泡能力；反应生成的柠檬酸钠水合物稳定性较好作为生成泡沫的主要成分；稳泡剂选用聚乙烯醇，可以提高成膜后的强度和耐溶剂性，有助于稳定泡沫的形成；上述特性使得本专利技术泡沫灭火剂在森林火灾应急响应中能够快速铺设耐热性好、稳定性强的防火隔离带，从而有效阻断火势的进一步扩散和蔓延。
16、2、本专利技术中柠檬酸和碳酸氢钠反应生成的柠檬酸钠水合物具备优异稳定性，能够在长期储存过程中保持化学性质的稳定，避免因腐败或变质而影响其灭火效能。且本专利技术组成物料包括柠檬酸、碳酸氢钠、聚磷酸铵、聚乙烯醇均为环境友好型材料，作用后可以被土壤中的微生物完全降解无二次污染，适用于广泛的森林防火应用场景。
17、3、本专利技术采用特定的制备装置制备泡沫灭火剂，该制备装置内部划分成第一搅拌混合空间、第二搅拌混合空间和泡沫灭火剂形成本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防治森林火灾的泡沫灭火剂，其特征在于，包括A组分和B组分：
2.根据权利要求1所述防治森林火灾的泡沫灭火剂，其特征在于，所述水为去离子水，去离子水的质量份数为90份。
3.根据权利要求1所述防治森林火灾的泡沫灭火剂，其特征在于，所述基料为柠檬酸，发泡剂为碳酸氢钠；稳泡剂为聚乙烯醇；阻燃剂为聚磷酸铵。
4.根据权利要求1所述防治森林火灾的泡沫灭火剂，其特征在于，所述骨料为粉煤灰、碳酸钙的其中一种或两种混合组成。
5.一种根据权利要求1至4任一项所述防治森林火灾泡沫灭火剂的制备装置，其特征在于，包括搅拌混合主体、第一搅拌结构、第二搅拌结构和双层多孔板，搅拌混合主体顶部开设注料口和泄压孔，注料口用于向搅拌混合主体内部输送物料；泄压孔内装有泄压阀，用于控制泄压孔的开闭使搅拌混合主体内部气体排出；双层多孔板装在搅拌混合主体内部，将其内部分隔成处于双层多孔板上方的第一搅拌混合空间、处于双层多孔板下方的第二搅拌混合空间和处于双层多孔板中间的泡沫灭火剂形成空间，第一搅拌结构装在第一搅拌混合空间内，用于对第一搅拌混合空间内的物料进行混合搅拌；
6.根据权利要求5所述制备装置，其特征在于，所述双层多孔板中处于上方的多孔板孔径大于处于下方的多孔板孔径。
7.根据权利要求5所述制备装置，其特征在于，所述第一搅拌结构包括第一变频电机和叶片搅拌机构，第一变频电机装在搅拌混合主体顶部用于驱动叶片搅拌机构在第一搅拌混合空间内转动；所述第二搅拌结构包括第二变频电机和刮板式搅拌机构，第二变频电机装在搅拌混合主体底部用于驱动刮板式搅拌机构在第二搅拌混合空间内转动。
8.根据权利要求5所述制备装置，其特征在于，所述第一搅拌混合空间的体积大于第二搅拌混合空间的体积，第二搅拌混合空间的体积大于泡沫灭火剂形成空间的体积；所述第一搅拌混合空间的内壁为波浪形陶瓷内壁。
9.一种根据权利要求5至8任一项所述制备装置的制备方法，其特征在于，具体过程为：先分别按照所需质量份数分别混合形成A组分和B组分，然后将A组分和B组分通过注料口放入搅拌混合主体内，A组分和B组分中部分处于第一搅拌混合空间内、部分通过双层多孔板分别处于第二搅拌混合空间和泡沫灭火剂形成空间内，然后通过注料口向搅拌混合主体内注入水，使得泡沫灭火剂形成空间内的A组分和B组分随水流进入第二搅拌混合空间内，完成注水后封闭注料口并保持泄压阀处于关闭状态，此时启动第一搅拌结构和第二搅拌结构分别对第一搅拌混合空间和第二搅拌混合空间内的物料进行搅拌混合，混合搅拌过程中会产生气体，进而使第一搅拌混合空间和第二搅拌混合空间各自内部气压升高，两个搅拌混合空间随着持续产生的气体增加均通过双层多孔板使气体携带部分混合物从不同方向进入泡沫灭火剂形成空间内，两个搅拌混合空间内的气体及混合物在泡沫灭火剂形成空间内碰撞形成扰动充分区域，最终使混合物进一步碰撞混合，最终形成泡沫灭火剂并从出料口排出至收集容器内完成制备过程，完成后打开泄压阀排出搅拌混合主体内部的气体。
...【技术特征摘要】
1.一种防治森林火灾的泡沫灭火剂，其特征在于，包括a组分和b组分：
2.根据权利要求1所述防治森林火灾的泡沫灭火剂，其特征在于，所述水为去离子水，去离子水的质量份数为90份。
3.根据权利要求1所述防治森林火灾的泡沫灭火剂，其特征在于，所述基料为柠檬酸，发泡剂为碳酸氢钠；稳泡剂为聚乙烯醇；阻燃剂为聚磷酸铵。
4.根据权利要求1所述防治森林火灾的泡沫灭火剂，其特征在于，所述骨料为粉煤灰、碳酸钙的其中一种或两种混合组成。
5.一种根据权利要求1至4任一项所述防治森林火灾泡沫灭火剂的制备装置，其特征在于，包括搅拌混合主体、第一搅拌结构、第二搅拌结构和双层多孔板，搅拌混合主体顶部开设注料口和泄压孔，注料口用于向搅拌混合主体内部输送物料；泄压孔内装有泄压阀，用于控制泄压孔的开闭使搅拌混合主体内部气体排出；双层多孔板装在搅拌混合主体内部，将其内部分隔成处于双层多孔板上方的第一搅拌混合空间、处于双层多孔板下方的第二搅拌混合空间和处于双层多孔板中间的泡沫灭火剂形成空间，第一搅拌结构装在第一搅拌混合空间内，用于对第一搅拌混合空间内的物料进行混合搅拌；第二搅拌结构装在第二搅拌混合空间内，用于对第二搅拌混合空间内的物料进行混合搅拌；第一搅拌混合空间和第二搅拌混合空间制成的泡沫灭火剂受气体影响分别通过双层多孔板进入泡沫灭火剂形成空间，搅拌混合主体侧部开设出料口，出料口与泡沫灭火剂形成空间连通，用于使泡沫灭火剂形成空间内的泡沫灭火剂从出料口排出。
6.根据权利要求5所述制备装置，其特征在于，所述双层多孔板中处于上方的多孔板孔径大于处于下方的多孔板孔径。
7.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁义，杨超俊，王伟，李治，王金鹏，王禹博，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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