РАСПЫЛИТЕЛЬ ДЛЯ ОГНЕТУШАЩЕЙ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к области пожаротушения, в частности, к конструкции распылителя для установок пожаротушения посредством тонкораспыленной жидкости, предназначенных для локализации и тушения пожаров и загораний классов A и B.
Известен распылитель для огнетушащего вещества (патент РФ №16829, МПК A62C 31/05, публ. 2001 г.). Данный распылитель содержит форсунку в виде ступенчатого объемного полого тела с каналами (соплами) на боковых сопряженных стенках, оси каналов между собой расположены под углом 55-65 градусов. Толщина стенок объемного полого тела составляет 4-5 диаметра канала, нижний торец форсунки соединен со штуцером фасонной гайкой, а угол наклона канала относительно оси симметрии форсунки составляет 0-20 градусов. При этом количество каналов больше или равно 8, а точка встречи осей выбрана на расстоянии 3,5-4,5 диаметра канала от внешней боковой стенки объемного полого тела.
К недостаткам, препятствующим использование известного распылителя, относится недостаточная эффективность тушения.
Наиболее близким техническим решениям по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является «Распылитель для огнетушащего вещества» по патенту РФ на полезную модель №16829, который выбран в качестве прототипа.
Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи по обеспечению эффективности тушения за счет равномерно интенсивного распределения потока распыленной жидкости по всей защищаемой поверхности.
Эффективное тушение обуславливается совокупностью признаков, изложенных в формуле полезной модели, и позволяет достичь равномерно высокой концентрации (плотности) распределения капель жидкости по всей поверхности в зоне очага возгорания.
Указанный технический результат достигается тем, что распылитель для огнетушащего вещества, содержащий корпус, выполненный в виде ступенчатого объемного полого тела с парными каналами на боковых сопряженных стенках, парные каналы выполнены равномерно кольцевыми рядами, а их оси расположены между собой под углом 45-65 град. с обеспечением их пересечения за пределами наружной поверхности корпуса, отличающийся тем, что, ряды парных каналов выполнены на 2-х уровнях по высоте распылителя, а пересечение осей каждой пары каналов между собой обеспечивают на расстоянии 5-8 мм от внешней боковой стенки корпуса при этом соотношение длины канала и диаметра канала составляет 1:0,2-0,5, биссектрисы углов между парными каналами нижнего уровня ориентированы относительно оси распылителя под углом 20-35 град., а верхнего уровня под углом 45-70 град. в направлении защищаемой поверхности относительно оси распылителя.
Корпус распылителя может быть выполнен в виде полого тела любой формы: сферической, конической или иной.
В качестве огнетушащей жидкости могут применяться как вода, так и водные растворы, содержащие различные добавки, способствующие подавлению огня.
Конструкция предлагаемого распылителя иллюстрируется чертежом. На фиг. 1 представлен общий вид (разрез) распылителя, на фиг. 2 - вид снизу на распылитель. Распылитель (например, конической формы, как на чертеже) содержит: 1 - корпус в виде полого тела с сопряженными стенками, на боковых поверхностях стенок равномерно кольцевыми рядами выполнены парные каналы - 2 под углом 45-65 градусов (между собой). На нижнем уровне (3) выполнено 6 пар каналов, а на верхнем (4) - 12 пар. Оси этих каналов пересекаются на расстоянии 5-8 мм от внешней боковой стенки корпуса(1). Биссектрисы углов между парными каналами (2) нижнего уровня (3) ориентированы относительно оси распылителя под углом α=20-35
град., а верхнего уровня под углом β=45-70 град, в направлении защищаемой поверхности. Соотношение длины и диаметра каналов (2) составляет 1:0,2-0,5.
Предлагаемый распылитель может быть установлен, например, на выпускной насадок или на трубную разводку модуля или стационарной установки, предназначенных для пожаротушения.
Распылитель для огнетушащей тонкораспыленной жидкости, представленный на чертеже, работает следующим образом.
На выпускном насадке модуля пожаротушения «Буран-15ТРВ» установили предлагаемый распылитель.
При подаче импульса тока запускается газогенератор модуля пожаротушения, происходит интенсивное газовыделение и огнетушащий жидкий состав (например, вода), которым заполнен корпус модуля, подается через его выпускной насадок (5) непосредственно в корпус (1) распылителя и в каналы (2), которые формируют пары пересекающихся струй. Это обусловлено расположением каналов (2) (например, как на чертеже) на 2-х уровнях (3 и 4) кольцевыми рядами по поверхности корпуса (1) распылителя и углом между парными каналами 45-65 градусов. Струи пересекаются на расстоянии 5-8 мм от поверхности корпуса (1) распылителя, что не позволяет распыленным каплям оседать на стенках распылителя. При соударении струй получается поток мелкодисперсных капель огнетушащей жидкости со средним размером капель 150 мкм, который благодаря угловому пересечению транспортируется далее, в защищаемую зону. Биссектрисы углов между парными каналами нижнего уровня (3) и верхнего уровня (4), ориентированные относительно оси распылителя под определенным углом в направлении защищаемой поверхности, а также соотношение длины и диаметра канала в пределах 1:0,2-0,5 формируют диаграмму равномерного распыла огнетушащей жидкости на защищаемую площадь.
Технические требования и методы испытаний изложены в ГОСТ Р 53288-2009 «Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Модульные установки пожаротушения тонкораспыленной водой автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний».
Были проведены испытания заявленного распылителя, установленного на выпускном насадке модуля пожаротушения «Буран -15 ТРВ», а также на трубной разводке установки пожаротушения. Конструкция распылителя при испытаниях соответствовала устройству, представленному на иллюстрирующих чертежах. Испытания были проведены при пересечении осей каждой пары каналов между собой на расстоянии 5, 7 и 8 мм, а также за пределами заявленного (4 и 9 мм) от наружной поверхности распылителя. Соотношение длины и диаметра канала составляло 1:0,2 (0,4 и 0,5), а также за пределами заявленного (0,1 и 0,6). Биссектрисы углов между парными каналами нижнего уровня и верхнего уровня были ориентированы относительно оси распылителя под определенным углом в направлении защищаемой поверхности (пределы по формуле). А также варьировалось ориентирование биссектрис углов (меньше и больше указанных величин 15, 40 и 75 градусов).
Испытания на огнетушащую способность (п. 9.13 ГОСТ Р 53288-2009) проводились в одинаковых условиях на закрытом полигоне при стандартных схемах размещения очагов класса A и класса B.
Испытания предлагаемого распылителя с совокупностью признаков, изложенных в формуле полезной модели:
Высота установки модуля с предлагаемым распылителем огнетушащей жидкости - 3,5 м, очаги класса B (9 шт.) на диаметре 5 м и очаги класса A также 9 шт.на диаметре 5 м. Испытания проведены на 12-ти модулях при варьировании количественных признаков в рамках заявленных пределов (парные каналы выполнены под углом 45-65 градусов на 2-х уровнях, расстояние от внешней поверхности распылителя до пересечения осей каждой пары каналов 5-8 мм, ориентирование биссектрис относительно оси распылителя под определенным углом и соотношение длины и диаметра канала 1:(0,2-0,5)). Результаты испытаний: все очаги потушены, при этом было обеспечено равномерное по интенсивности распределение потока ОТВ по всей защищаемой площади.
Также были испытаны 10 модулей с предлагаемым распылителем огнетушащей жидкости при количественных параметрах, выходившими за пределы заявленных в формуле полезной модели:
- расположение каналов между собой под наклоном и расстояние от внешней поверхности распылителя до пересечения осей каналов (место соударения струй). В формуле указан оптимальный размер, который не позволяет оседать мелким каплям, получившимся в результате соударения струй, на стенках распылителя (это потери ОТВ), что и происходит при уменьшении заявленного расстояния. Увеличение этого расстояния ослабляет силу соударения струй и не позволяет формировать необходимый равномерный воздушно-капельный поток;
- соотношения длины и диаметра канала распылителя, указанные в формуле, являются оптимальными и обеспечивают качественное распыление ОТВ, а в сочетании с кольцевыми рядами каналов формируют диаграмму равномерного распыла огнетушащей жидкости на защищаемую площадь. При соотношении параметра менее заявленного (1:0,1) наблюдается нарушение целостности струи, что приводит к некачественному дроблению струи при соударении. Увеличение соотношения до 1:0,6 потребует повышения давления в модуле при неоправданном повышении трудоемкости изготовления тонких каналов на большую глубину;
- выполнение парных каналов на 2-х уровнях по высоте распылителя и ориентирование биссектрис относительно оси распылителя под определенным углом обеспечивает оптимальную концентрацию ОТВ, как в центре, так и на периферии защищаемой площади, и приводит к полному тушению всех очагов по схеме испытаний. Экспериментально было доказано, что изменение величин углов при ориентировании биссектрис относительно оси модуля от заявленных не обеспечивало тушение всех очагов (оставались не потушенными от 1 до 3-х очагов в центре и/или на периферии).
Режим испытаний распылителя по прототипу полностью соответствовал режиму испытаний предлагаемого распылителя. Очаги класса В (9 шт.) потушен 1 очаг. Очаги класса А в количестве 9 шт. - потушено 4 очага.
Результаты недостаточной эффективности тушения устройства по прототипу может быть объяснено тем, что огнетушащая жидкость на очаги пожара при испытаниях попадает в недостаточном для тушения количестве или вовсе не достигает очага.
Таким образом, испытания подтверждают, что предлагаемая полезная модель направлена на решение поставленной задачи по эффективному тушению путем равномерно интенсивного орошения защищаемой площади при оптимальной концентрации ОТВ. Достижение указанного технического результата обеспечивается использованием всей совокупности признаков.