水通常不足以撲滅某些火災(zāi)。因此，在火災(zāi)涉及固體材料(A類)的情況下，添加劑必須與水混合，以便使其滲透。涉及碳?xì)浠衔锘驑O性溶劑的火災(zāi)必須使用泡沫進行滅火。這種泡沫是空氣與添加了添加劑的水形成的非均質(zhì)混合物，其通過使用乳化劑和泡沫發(fā)生器獲得。利用泡沫或含添加劑的水來滅火通常由消防員在作業(yè)期間使用，或者被預(yù)防性地用于存儲危險品的固定式裝置。泡沫的生產(chǎn)通常利用泵、含有乳化劑或添加劑的貯液器、用于乳化劑的注射和計量系統(tǒng)、以及泡沫發(fā)生器獲得。

因此，理想的是具有一個有效且可靠的乳化劑注射和計量系統(tǒng)。

為此，已知的利用在很寬的流量范圍內(nèi)運行的可靠的機械系統(tǒng)。

然而，這些系統(tǒng)相對笨重和昂貴。

為此，已知的是利用在很寬的流量范圍內(nèi)運行的可靠的電子系統(tǒng)。

然而，這些依靠電源的電子系統(tǒng)相對昂貴并且有需要經(jīng)常維護的缺點，這對用戶來說是不利的。

也利用稱為SMU(貯存計量單元)系統(tǒng)的系統(tǒng)。

然而，這些SMU系統(tǒng)通常造成維護和可靠性問題。它們具有在使用時不能充電和不能評估蓄液池中還可用來注射的乳化劑的量的缺點。這些SMU系統(tǒng)還相對龐大。

最后，還已知的是利用比前面的系統(tǒng)更簡單和便宜的文丘里系統(tǒng)(Venturi-type system)。這種文丘里系統(tǒng)允許將流體注射進加壓網(wǎng)絡(luò)。這種注射借助靜壓的減小通過抽吸待注射的流體獲得。網(wǎng)絡(luò)的速度的增加使降低靜壓成為可能。

然而，這種文丘里系統(tǒng)的運行對運行的網(wǎng)絡(luò)施加準(zhǔn)確的流體流速。低于最小流速，則抽吸不會發(fā)生，而超過最大流速，則計量不夠準(zhǔn)確或者甚至不存在。因此，文丘里系統(tǒng)只能與某類設(shè)備運行。

因此，需要一種系統(tǒng)，其流體允許在流體中注射添加劑和計量，在容易實 現(xiàn)的同時還可以在寬的流速范圍運行。

為此，本發(fā)明涉及一種流體預(yù)混器，用于通過利用文丘里效應(yīng)將第二流體吸入第一流體將第一流體和第二流體混合。該預(yù)混器包括管道，該管道包括用于在第一壓力的第一流體的第一入口，用于將第二流體混入第一流體形成混合物的第二入口，用于在第二壓力的混合物的出口，以及管道的閉合器(shutter)，該管道的閉合器可在多個位置之間運動，每個位置限定了管道不同的閉合度。該預(yù)混器還包括控制元件，該控制元件能以第一壓力和第二壓力之間的差值為函數(shù)控制閉合器的位置。

根據(jù)具體實施例，預(yù)混器包括一個或多個以下特征，這些特征可以單獨考慮或根據(jù)技術(shù)可能地結(jié)合：

-所述預(yù)混器包括頸部，所述頸部位于所述第一入口和所述出口之間，所述第二入口是形成在所述頸部內(nèi)的管道。

-所述管道具有同軸的漸縮管和漸擴管，從而限定出所述軸線，所述管道沿所述軸線延伸，以及所述第二入口沿不與管道的軸線共線的方向以及較佳地垂直與所述軸線的方向延伸。

-所述管道具有同軸的漸縮管和漸擴管，從而限定出軸線，所述管道沿所述軸線延伸，所述閉合器通過平移可以從另一位置沿所述管道沿其延伸的所述軸線移動。

-所述閉合器是可沿所述第一流體的流動方向運動的部件。

-所述控制元件包括至少一個活塞，所述活塞具有與所述第一壓力和所述第二壓力之間的差值成比例的截面。

-所述預(yù)混器包括用于所述第二入口的閉合器構(gòu)件，所述閉合器構(gòu)件可在多個位置之間運動，每個位置限定出所述第二入口的不同閉合度，所述閉合器構(gòu)件的位置取決于所述管道的所述閉合器的位置。

-所述預(yù)混器包括閉合器的位置指示器。

-所述閉合器可以運動到管道具有最小閉合度的位置，所述預(yù)混器設(shè)置有控制閥(38)，所述控制閥使得將所述閉合器定位在所述管道具有最小閉合度的位置成為可能。

-所述控制元件包括兩個橫截面不同的活塞，每一個所述活塞連接至所述閉合器。

-所述第二入口形成在所述第一入口和所述出口之間所述管道內(nèi)。

流體還提出一種包含上述預(yù)混器的裝置，所述裝置能夠傳遞流體混合物。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢將通過閱讀以下說明呈現(xiàn)，其僅僅作為示例提供并參照附圖進行，其中：

-圖1，預(yù)混器立體圖；

-圖2，預(yù)混器的一部分的概略剖視圖；

-圖3，預(yù)混器另一部分的概略剖視圖；以及

-圖4，預(yù)混器另一部分的概略剖視圖。

圖1示出預(yù)混器10的立體圖。預(yù)混器10是允許兩個元件之間的流體循環(huán)的流體連接器。在本描述的情況下，預(yù)混器10被認(rèn)為是使得能確保特定于流體循環(huán)的元件之間的連接。

預(yù)混器10中的流體循環(huán)方向使得在余下的描述中定義術(shù)語“上游”和“下游”是可能的。當(dāng)流體從第一單元朝向第二單元循環(huán)時，第一單元在第二單元的上游。類似地，當(dāng)流體從第二單元朝向第一單元循環(huán)時，第一單元在第二單元的下游。

預(yù)混器10包括管道12和殼體14。管道12(詳見圖2)包括用于在第一壓力P1的第一流體的第一入口16，用于第二流體與第一流體混合的第二入口18，頸部20，用于在第二P2壓力的流體的出口22，管12的閉合器24，第二入口18的閉合器構(gòu)件26。

管12沿X軸延伸。此外，根據(jù)圖1的示例，管12繞X軸旋轉(zhuǎn)對稱。

第一入口16能夠接收第一流體。例如，第一流體是加壓水。

第一入口16能夠連接到加壓網(wǎng)絡(luò)。加壓網(wǎng)絡(luò)指加壓流體在其中循環(huán)的網(wǎng)絡(luò)，即，流體壓力高于1bar。

第一入口16和出口22同軸?？蛇x地，第一入口16和出口22不同軸，例如管12包括彎頭。在這種情況下，X軸利用頸部20來限定。

第一入口16是一個尾部件，其在垂直于X軸的平面上的橫截面沿X軸基本上是恒定的。

出口22也是一個尾部件，其橫截面沿X軸基本上是恒定的。

優(yōu)選地，第一入口16的橫截面面積和出口22的橫截面面積是相等的。這使得提高預(yù)混器10對任何系統(tǒng)的適應(yīng)性成為可能。

頸部20位于第一入口16和出口22之間。優(yōu)選地，在圖1的示例的情況下，頸部20具有基本上沿X軸恒定的橫截面。頸部20通過漸縮管30連接至第一入口 16，以及通過漸擴管32連接至出口22。頸部20在第一入口16和出口22之間形成一個喉部。在先前可供選擇的情況中第一入口16和出口22是不同軸的，漸縮管30和漸擴管32是同軸的，因此，將X軸限定為沿管12延伸的方向。頸部20的橫截面面積小于第一入口16的橫截面面積和出口22的橫截面面積。例如，頸部20的橫截面面積使得其允許通過降低靜壓加速第一流體從而產(chǎn)生第二流體吸入。

漸縮管30將第一入口16連接至頸部20。漸縮管30的橫截面面積從第一入口16朝頸部20逐漸減小。在圖2的具體情況下，這種減小是連續(xù)的。

漸擴管32將頸部20連接至出口22。漸擴管32的橫截面面積從上游朝下游逐漸增大，即，從頸部20朝出口22逐漸增大。在圖2的具體情況下，這種增大是連續(xù)的。

管道12的閉合器24在幾個位置之間移動，每個位置限定了管12的不同的閉合度。

閉合器24至少部分關(guān)閉頸部20。

閉合器24在頸部20內(nèi)限定出通道，該通道的截面面積是根據(jù)閉合器24的位置而變化的。該通路呈環(huán)形。

閉合器24在頸部20中延伸。閉合器24是異形的并在漸擴管32中延伸。

閉合器24包括一個朝上游方向的細(xì)長前端部和朝下游方向的細(xì)長后端部。

根據(jù)圖2的示例，閉合器24是一個菱形件(diamond)。這樣的形狀具有限制第一流體施加在菱形件上的力以及減小壓降的優(yōu)點。

在本發(fā)明的意圖內(nèi)，如果閉合器24具有精致的上游側(cè)前端部和精致的下游側(cè)后端部，則閉合器24呈菱形。

此外，優(yōu)選地，閉合器24是一個軸對稱菱形件。

閉合器24通過沿X軸平移可以從一個位置向另一個位置移動。

優(yōu)選地，閉合器24在兩極端位置間的所有位置之間是可移動的，第一極端位置對應(yīng)于閉合器24完全將管12關(guān)閉的位置，第二極端位置對應(yīng)于閉合器24位于出口22內(nèi)并使頸部20的整個截面暢通的位置。這使得根據(jù)閉合器24的位置改變頸部20的通道截面面積成為可能。

如圖2和圖3所示，第二入口18是形成在頸部20的環(huán)形入口內(nèi)的管道。因此，第二入口18允許第二流體的注入。第二流體是第一流體的添加劑。例如，第二流體是乳化劑，當(dāng)其與第一流體混合是，就可能得到混合物。

第二入口18能夠連接至貯液器，從而將流體注射到第一流體。

管道設(shè)置有用于第二入口18的閉合器構(gòu)件26。

閉合器構(gòu)件26可在幾個位置之間移動，每個位置限定了第二入口18的不同閉合度。例如，閉合器構(gòu)件26是活塞。

閉合器部件26的位置由管12的閉合器24的位置決定。

這使得將管12中第一流體的流量作為調(diào)節(jié)第二流體的通道的函數(shù)成為可能。換句話說，管12中的第一流體的流速的變化引起第二入口18中的第二流體的流量成比例地變化。因此，第二流體的流量與第一流體的流量成固定百分比在管12中循環(huán)。

例如，第二流體進入第一流體的注射量包括在第一流體的流量的0.1％到6％之間。

根據(jù)示例實施例，殼體14包括控制元件34，閉合器24的位置指示器36，控制閥38以及沖洗閥40。

控制元件34能夠以第一壓力P1和第二壓力P2之間的壓差函數(shù)來控制閉合器24的位置。按照定義，預(yù)混器10的壓損是第一壓力P1和第二壓力P2之間的差值。

根據(jù)另一個實施例，控制元件34是預(yù)混器10外部的雙作用活塞。優(yōu)選地，在這樣的情況下，該活塞的表面積與第一壓力P1和第二壓力P2之間的差值成比例。

或者，控制元件34是電子控制元件34。作為示例，控制元件34是電插座。

閉合器24的位置指示器36使得指示管道12中的流體流量成為可能。

例如，指示器36是定位在刻度尺上的指針。指針的位置連接至和閉合器24的位置。

可選地，指示器36與電子指示器連接。

控制閥38使得改變控制元件34上的壓力以便把閉合器24放在某位置成為可能，在該位置閉合器24位于出口22內(nèi)并使頸部20整個截面通暢。

沖洗閥40能夠在兩個位置間轉(zhuǎn)換，即，沖洗閥40不起作用的預(yù)混器10的運行位置，以及使用后可能清洗預(yù)混器10的預(yù)混器10的清潔位置。

現(xiàn)在將描述預(yù)混器10的運行。

當(dāng)控制閥38位于第一位置時，注射入第一入口16的流體經(jīng)過管道12的通道后通過出口22離開。

頸部20產(chǎn)生流體加速而引起真空，該真空使得在第二入口18中引起抽吸從而通過第二入口18注入添加劑成為可能。因此，吸入取決于頸部20的通道截面積，頸部20的通道截面積轉(zhuǎn)而取決于閉合器24的位置。

添加劑與第一流體的混合產(chǎn)生一種通過口22離開的混合物。

閉合器24的位置取決于預(yù)混器10的管道12中的第一流體的流量，因此，注射的添加劑的量和第一流體的流量有關(guān)。

當(dāng)控制閥38位于第二位置時，閉合器24定位來限制頸部20的閉合度。這使得當(dāng)不希望產(chǎn)生混合物時避免壓降成為可能。

在控制閥38的第一位置，頸部20因此形成具有變化的幾何形狀。這使得借助頸部20的幾何形狀的控制獲得文丘里效應(yīng)成為可能，該幾何形狀由閉合器24的位置控制。

因此，這使得在頸部20保持恒定速度成為可能。該速度足以允許流體吸入而不管預(yù)混器10中的第一流體的流量。因此，這種預(yù)混器10對其用戶保證具有流體獨立于第一流體流量吸入第二流體的能力。這使得預(yù)混器10更容易運行成為可能。

因此，這種預(yù)混器10可用于寬流量范圍。此外，因為預(yù)混器10利用頸部20保證文丘里效應(yīng)，那些系統(tǒng)獨有的優(yōu)勢得以保留。因此，預(yù)混器10輕便并且可用于寬流量范圍，以及具有好的可靠性和相對低的價格。

此外，使用這種預(yù)混器10使得限制壓降成為可能。通常，壓降被限制在最大值的30％或40％。

此外，這種預(yù)混器10可用于任何類型的系統(tǒng)，獨立于這些系統(tǒng)的特定特征。具體地，同樣的預(yù)混器10可以用于遵從不同標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，使得這種預(yù)混器10特別適應(yīng)多元化地理區(qū)域而不用改變預(yù)混器10。

具體地，這種預(yù)混器10可用于能傳遞流體混合物的裝置。該裝置根據(jù)情況是固定的或可移動的裝置。

此外，這種預(yù)混器10使獲得注射入第一流體的第二流體的量的精確計量成為可能。

提出的預(yù)混器10可用于多個領(lǐng)域，包括農(nóng)業(yè)推廣系統(tǒng)、醫(yī)療、某些工業(yè)注射系統(tǒng)以及消防。

其他的實施例可以考慮用于預(yù)混器10，以及具體在更簡單的實施例中，預(yù)混器10僅包括管道12，管道12的閉合器24以及控制元件34。

根據(jù)圖4所示的一個實施例，控制元件34位于管道12內(nèi)并包含兩個活塞34A和34B，活塞34A和34B的橫截面不同。在考慮中的該示例中，第一活塞34A的橫截面小于第二活塞34B的橫截面。兩活塞34A和34B連接至閉合器24。第一活塞34A連接至閉合器24的前端部，即，朝向閉合器24上游的方向。相反地，第 二活塞34B連接至閉合器24的后端部，即，朝向閉合器24的下游方向。因此，控制元件34和閉合器24的裝配形成單個活動塊。

在運行期間，第一活塞34A經(jīng)受第一壓力P1，而第二活塞34B經(jīng)受第二壓力P2。因此，控制元件34能夠以第一壓力P1和第二壓力P2之間的壓差為函數(shù)來控制閉合器24的位置。相同的運行原理使得維持控制閥38成為可能。