ПЕНОГЕНЕРАТОР
FOAM GENERATOR

Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для использования в автоматических системах пожаротушения путем генерация высокократной полидисперсной пены в условиях задымления помещения при блокировании быстрогорящих продуктов высокократной полидисперсной пеной.
Наиболее близким техническим решением, является пеногенератор, содержащий распылитель, пенную насадку и рассекатель двухфазного потока, (патент РФ №2136389, B05B 1/04, 1998 г. - прототип).
Недостатком известного объекта является отсутствие возможности создания оптимальной структуры потока на выходе и недостаточная эффективность и производительность распыления огнетушащего жидкостного раствора пенообразователя (высокократной полидисперсной пены).
Технический результат - повышение эффективности распыления огнетушащего жидкостного раствора пенообразователя (высокократной полидисперсной пены).
Это достигается тем, что в пеногенераторе, содержащим распылитель, эжектирующую насадку и рассекатель двухфазного потока, распылитель соединен с корпусом эжектирующей насадки, выполненным в виде диффузора, установленного осесимметрично относительно распылителя, на корпусе эжектирующей насадки, в части, расположенной ближе к распылителю, выполнены, по крайней мере, три окна для эжектирования воздуха, а на выходе закреплен рассекатель двухфазного потока, выполненный в виде круга из сетки или перфорированного материала, а корпус распылителя состоит из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку, а внутри шнека выполнено одно центральное сквозное отверстие, и, по крайней мере, два, концентрично расположенных по окружностям, ряда сквозных отверстий, при этом в каждом ряду выполнено не менее трех отверстий, а величины диаметров отверстий уменьшаются от центрального отверстия к периферийным, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер, жестко закрепленный в ней, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека, выполненного из твердого материала.
На чертеже представлена конструктивная схема пеногенератора.
Пеногенератор вихревого типа включает в себя распылитель, который соединен с корпусом 14 эжектирующей насадки, выполненным в виде диффузора, установленного осесимметрично относительно распылителя. На корпусе 14 эжектирующей насадки, в части, расположенной ближе к распылителю, выполнены, по крайней мере, три окна 12 для эжектирования воздуха, а на выходе закреплен рассекатель 13 двухфазного потока, выполненный в виде круга из сетки или перфорированного материала.
Распылитель содержит корпус, состоящий из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки 5 большего диаметра и втулки 4 меньшего диаметра. Внутри втулки 4 меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек 1, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее. Внешняя поверхность шнека 1 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. При этом между внутренней поверхностью втулки 4 меньшего диаметра и внешней поверхностью шнека 1 образована винтовая внешняя полость 3 шнека 1.
Внутри шнека 1, соосно ему, выполнено центральное отверстие 2, как гладкое цилиндрическое дросселирующее отверстие.
Во втулке 5 большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер 7, жестко закрепленный в ней, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку 6. Внутри штуцера 7 соосно выполнено цилиндрическое отверстие 8, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор 9, который соединен с цилиндрической камерой 10, образованной внутренней поверхностью втулки 4 меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека 1.
В шнеке 1 выполнено одно центральное сквозное отверстие 2, и, по крайней мере, два, концентрично расположенных по окружностям, ряда сквозных отверстий 11, при этом в каждом ряду выполнено не менее трех отверстий. Величины диаметров отверстий уменьшаются от центрального отверстия 2 к периферийным, для того, чтобы в начале факела распыленная струя жидкости имела наибольшую скорость.
Пеногенератор работает следующим образом.
При возникновении пожара насосная установка (на чертеже не показано) подает раствор пенообразователя из бака-дозатора или пожарной машины во входной трубопровод пеногенератора, соединенного с отверстием корпуса распылителя.
Раствор пенообразователя подается по цилиндрическому отверстию 8 штуцера 7 в диффузор 9, а из него в камеру 10, из которой под давлением поступает одновременно по двум направлениям: во-первых в винтовую внешнюю полость шнека 1, образуя внешний вращающийся поток жидкости, и во-вторых - в центральное отверстие 2 и в периферийные дросселирующие отверстия 11, образуя сплошной поток.
На выходе из форсунки встречаются два потока жидкости, причем один поток, вращающийся турбулентного типа, а другой сплошной, который в зависимости от давления и геометрических размеров может быть как ламинарным, так и турбулентным.
При взаимодействии вращающегося и сплошного потоков на выходе из форсунки происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения в этих потоках жидкости.
Шнек 1 форсунки может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.
При среднем давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 8 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.
После распылителя поток поступает на вход диффузора 14 эжектирующей насадки, и через окна 12 происходит эжектирование воздуха для образования пены, которая направляется в рассекатель 13 двухфазного потока. В начале факела распыленная струя раствора пенообразователя имеет наибольшую скорость и за счет эжекции воздуха формируется пена с пузырьками как малого размера (2÷3 мм в поперечнике), так и с более крупными пузырьками (4÷12 мм в поперечнике). Таким образом, пеногенератор вырабатывает полидисперсную (разноразмерную по пузырькам) пену, которая обладает свойством быстрого растекания по поверхности.
Испытания показали, что даже в условиях интенсивного задымления пена образуется в заданных объемах и имеет хорошую устойчивость к распаданию.
В качестве пенообразователя в таких системах пожаротушения применяется фтор-синтетический пенообразователь типа "Мультипена". Пеногенератор работает также на 6%-водном растворе фторсодержащего пенообразователя "Подслойный" в условиях задымления помещения.
Пеногенератор является универсальным и предназначен для подачи пены в различных системах пожаротушения, например в огнетушителях, автоматических системах пожаротушения закрытых технологических помещений (подача пены на место возгорания).