ПЕНОГЕНЕРАТОР АКУСТИЧЕСКИЙ
ACOUSTIC FOAM GENERATOR

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к конструкциям пеногенераторов.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является пеногенератор (см. Рекомендации по проектированию автоматической системы подслойного пожаротушения в железобетонных резервуарах и стальных вертикальных резервуарах со стационарной и плавающей крышей на объектах АК «Транснефть». М., 1996 г., стр.20, рис.7; стр.23, рис.10), состоящий из полой цилиндрической обечайки, охватывающей наконечник, который соединен с обечайкой посредством диффузора с одной стороны и диском с другой.
Недостатком известного пеногенератора является невозможность выработки пены низкой кратности при граничных значениях условий работы пеногенератора. В системах подслойного тушения пожаров пенообразователь подается в пеногенератор под давлением 8-10 атм, согласно «Нормам пожарной безопасности 61-97». В случае, когда пенообразователь подается в пеногенератор на нижнем пределе допустимого давления (8 атм) или отрицательная температура окружающей среды близка к нижнему пределу допустимой температуры использования пенообразователя (-15°С), пеногенератор начинает вырабатывать пену кратностью ниже допустимого предела, т.е. менее 3.
Технически достижимый результат - повышение эффективности пеногенератора, вырабатывающего пену низкой кратности при граничных значениях условий работы пеногенератора.
1
1
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
Это достигается тем, что в акустическом пеногенераторе, состоящем из трубы, подающей водный раствор пенообразователя из агрегата, трубки для подвода воздуха под давлением, расположенной соосно цилиндрической обечайке, охватывающей наконечник, который соединен с обечайкой посредством диффузора с одной стороны и диском с другой, наконечник выполнен акустическим, содержащим корпус в виде стакана с днищем, в котором выполнена цилиндрическая полость для подвода жидкости через трубу, расположенную в крышке, в верхней части которой расположен крепежный элемент, фиксирующий верхнюю часть стержня стрежневого газоструйного излучателя в сопле, выполненном в крышке, а верхняя часть стержня шарнирно соединена с нижней частью излучателя в крышке по крайней мере одного фиксирующего диска, выполненного в виде по крайней мере трех упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки, а между отверстием в днище корпуса и внешней поверхностью сопла крышки выполнен щелевой канал, по которому поступает жидкость, а между внутренней поверхностью конического отверстия и внешней поверхностью нижней части стержня выполнен кольцевой канал, по которому поступает распыливающий агент, при этом отношение высоты h излучателя к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью сопла лежит в оптимальном интервале величин: h/h=1÷3, отношение внутреннего диаметра d полости излучателя к диаметру d его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d/d=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d полости излучателя к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d/d=1÷3; отношение внутреннего диаметра d полости излучателя 4 к высоте h полости лежит в оптимальном интервале величин: d/h=1÷1,5.
На чертеже изображен общий вид пеногенератора акустического.
Пеногенератор акустический состоит из трубы 16, подающей водный раствор пенообразователя из агрегата (на чертеже не показано), трубки 21 для подвода воздуха (газа) под давлением, расположенной соосно цилиндрической обечайке 22, охватывающей акустический наконечник, который соединен с обечайкой 22 посредством диффузора 23 с одной стороны и диском 24 с другой. Акустический наконечник содержит выполненный в виде стакана с днищем корпус 5, в котором выполнена цилиндрическая полость 1 для подвода жидкости через трубку 16, расположенную в крышке 6. В корпусе 5 форсунки выполнена цилиндрическая проточка 8, в которой расположен упругий уплотняющий элемент 9, причем крышка 6 и корпус 5 соединены винтами 7. В верхней части крышки расположен крепежный элемент 10, фиксирующий верхнюю часть стержня 12 стрежневого газоструйного излучателя 4 Гартмана в сопле 18. По щелевому каналу 11 поступает в сопло 18 распыливающий агент. Между отверстием в днище корпуса 5 и внешней поверхностью сопла 18 крышки 6 выполнен щелевой канал 2, по которому поступает жидкость. Между внутренней поверхностью конического отверстия 17 и внешней поверхностью нижней части стержня 13 выполнен кольцевой канал 3, по которому поступает распыливающий агент, например воздух.
Верхняя часть стержня 12 шарнирно соединена с нижней частью стрежня 13, которая фиксируется относительно конического отверстия 17, выполненного в крышке 6, посредством по крайней мере одного фиксирующего диска 14, выполненного в виде по крайней мере трех упругих лепестков 15, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки 6.
Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров.
1
1
Отношение высоты h излучателя 4 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 19 и нижней торцевой поверхностью сопла 18 лежит в оптимальном интервале величин: h/h=1÷3;
1
2
1
2
Отношение внутреннего диаметра d полости 20 излучателя 4 к диаметру d его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d/d=0,7÷0,9;
1
1
Отношение внутреннего диаметра d полости 20 излучателя 4 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d/d=1÷3;
1
1
1
1
Отношение внутреннего диаметра d полости 20 излучателя 4 к высоте h полости 20 лежит в оптимальном интервале величин: d/h=1÷1,5.
Пеногенератор акустический работает следующим образом.
Водный раствор пенообразователя под давлением подается в цилиндрическую полость 1, расположенную снаружи излучателя 4, откуда вытекает через щелевой канал 2 в виде пленки, которая подвергается воздействию колебаний скорости и давления, генерируемых пульсирующими скачками уплотнения, возникающими вблизи кольцевого канала 3 вследствие натекания сверхзвуковой струи на резонатор 4. В результате пленка дробится на мелкие капли, которые вместе с воздушной струей образуют факел распыленной жидкости. Такая пена, состоящая из мелких пузырьков, легко проходит слой легковоспламеняющейся жидкости и практически вся всплывает на ее поверхности, обеспечивая эффективное тушение пожара. Устойчивость к раздавливанию мелких пузырьков объясняется тем, что силы поверхностного натяжения на маленьком пузырьке очень велики и для порыва оболочки пузырька требуются очень большие внешние усилия.
Даже при граничных условиях работы пеногенератора пена под давлением, создаваемым пеногенератором, подается в нижний слой ЛВЖ в резервуаре, всплывает на поверхность, где образует растекающуюся по поверхности, стойкую, не разрушаемую огнем пленку, которая прекращает доступ кислорода в зону горения и пожар прекращается.