ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОКРАТНОЙ ВОЗДУШНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕНЫ ЭЖЕКЦИОННОГО ТИПА

Техническое решение относится к противопожарной технике, а именно, к устройствам для формирования воздушно-механической пены высокой кратности с использованием способа пенообразования на сетке - пеногенераторам. Предлагаемый генератор высокократной воздушно-механической пены эжекционного типа может быть применен для тушения возгорании в закрытых помещениях, шахтах, в кабельных каналах, для тушения горючих жидкостей, а также для дегазации и дезактивации.
На рынке хорошо известны пеногенераторы следующих фирм: ЗАО "ТОМЗЭЛ" (г.Томск), "Svenska Skum A.B." (Швеция), "SES-Enser Engineering" (Италия), "Eusebi Impianti" (Италия), "Sabo France" (Франция), "Eau et Feu" (Франция), "Angus Fire" (Великобритания), "Ansul Incorporated" (США) и ряда других компаний.
Известен способ подачи пены повышенной кратности и устройство для его осуществления (п.РФ 1614813), по которому для повышения дальности подачи струи пены повышенной кратности обеспечивают пересечение струй пены в пределах корпуса генератора и применяют специальные вращающие струеускорители.
Известно устройство для пожаротушения (а.с. СССР 1789239), включающее кожух, распылитель пенообразующего раствора и сетку, в котором для увеличения дальности подачи струи высокократной пены, оно имеет средство для закрепления распылителя пенообразующего раствора в верхнем, нижнем и центральном положении по отношению к сетке так, что отношение площади контакта струи распылителя с сеткой к общей площади сетки составляет 0,5-0,75.
Известен генератор пены высокой кратности (п.РФ №1498512), выбранный в качестве прототипа, содержащий полый корпус, распылители и конический пакет сеток, установленных с зазором между собой. При этом пакет сеток выполнен в виде усеченного конуса (пирамиды). Зазор между сеткой меньше проекции сетки на основание конуса.
Существенным недостатком прототипа является то, что для получения высокократной пены используется специальный газовый пенообразующий компонент.
Задача технического решения - повышение эффективности пенообразования без дополнительного введения газового пенообразующего компонента.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, -повышение кратности и устойчивости пены.
Поставленная задача решается тем, что создан генератор высокократной воздушно-механической пены, содержащий полый цилиндрический корпус и расположенный на его выходе ячеистый конусный элемент, выполненный в виде сложенных один в другой перфорированных конусов, причем смежные конусы направлены вершинами в противоположные стороны и диаметр основания последующего конуса равен диаметру вершины предыдущего конуса, а на входе корпуса закреплен коллектор с распылителями, установленными в центре и по периферии, причем каждый распылитель выполнен в виде полого корпуса, имеющего цилиндрическое сопло, и закрепленного напротив него с помощью дужек цилиндрического рассекателя, диаметр которого равен диаметру сопла, а расстояние между срезом сопла и рассекателем больше диаметра сопла
В предлагаемой полезной модели предлагается использовать для получения воздушно-механической пены высокой кратности генератор эжекционного типа, работающий на растворе пенообразователя при сравнительно низком давлении рабочей жидкости перед распылителями в диапазоне от 0,5 до 1,0 МПа.
Отличительной чертой предлагаемого генератора является высокоэффективное перемешивание воздуха и рабочей жидкости при сохранении высокой продольной составляющей скорости потока смеси, обеспечиваемое применением коллектора с набором распылителей тонкораспыленной жидкости и ячеистого конусного элемента, выполненного в виде сложенных особым образом один в другой перфорированных конусов.
Конструкция генератора поясняется с помощью изображений, представленных на фигурах 1 (а, б), 2, 3.
Фиг.1 а) - простой вариант исполнения генератора, б) - более сложный вариант исполнения генератора.
Фиг.2 - коллектор.
Фиг.3 - распылитель.
Генератор состоит (фиг.1 а, б) из полого цилиндрического корпуса 1 с установленным на его входе при помощи кронштейнов 2 коллектором 3 с распылителями 4 и установленным на его выходе ячеистым конусным элементом, состоящим из соединенных между собой перфорированных конусов 5, 6, 7, 8,.
Коллектор 3 (фиг.2) выполнен в виде центрального гнезда 9 для распылителя и отходящих от него труб 10, соединенных трубчатым тором 11, в котором имеются периферийные гнезда 12 для распылителей. Подача жидкости осуществляется через входное отверстие 13.
Распылитель 4 (фиг.3) состоит из полого корпуса 14, имеющего резьбу и цилиндрическое сопло 15, и закрепленного напротив него с помощью дужек 16, цилиндрического рассекателя 17.
Генератор работает следующим образом. Пенообразующая рабочая жидкость под давлением 0,5-1,0 МПа поступает через входное отверстие 13 в коллектор 3 и распределяется по распылителям 4, затем, истекая вдоль оси корпуса генератора в виде цилиндрической струи из сопла 15 каждого распылителя, достигает рассекателя 17, выполненного в виде выступающего вперед цилиндра с диаметром равным диаметру сопла. При отсутствии помех потоку жидкости диаметр струи равен диаметру сопла и, следовательно, диаметру рассекателя 17. При этом расстояние от среза сопла 15 до рассекателя 17 значительно больше упомянутых диаметров.
Процесс истечения струи сопровождается известным физическим эффектом, заключающимся в возникновении поперечных волн на цилиндрической поверхности струи. При встрече струи с преградой, выполненной в виде выступающего цилиндра (рассекатель 17), образуется пленочный диск жидкости, на который воздействуют частицы жидкости, находящиеся в колеблющемся слое цилиндрической струи и обладающие высокой продольной составляющей скорости. В результате этого на выходе из распылителя высокоскоростной поток диспергируется на частицы величиной 100-200 мкм и одновременно эффективно перемешивается с воздухом, засасываемым в корпус 1. Перемешанная в корпусе 1 смесь рабочей жидкости и воздуха попадает в ячеистом элементе на перфорированные конусы 5, 6, 7, 8 и, проходя через ячейки конусов, образует высокократную пену. Наличие колебательного процесса в струе, исходящей из сопел распылителей, с последующим образованием мелкораспыленного потока, который затем проходит через перфорированные, сложенные особым образом один в другой конусы, способствует получению высокократной пены с однородной устойчивой структурой.
Таким образом, сочетание в заявляемом техническом решении коллектора с распылителями, дающими тонкий распыл жидкости, и оригинального ячеистого конусного элемента, состоящего из сложенных друг в друга перфорированных конусов, причем смежные конусы направлены вершинами в противоположные стороны и диаметр основания последующего конуса равен диаметру вершины предыдущего, позволяет получить заявленный технический результат - высокократную устойчивую воздушно-механическую пену без дополнительного введения газового пенообразующего компонента.
Предложенная конструкция может быть легко выполнена из известных материалов, в частности из коррозионно-стойких сплавов, с помощью известных технологических приемов.