ГЕНЕРАТОР НИЗКОКРАТНОЙ ПЕНЫ ДЛЯ ПОДСЛОЙНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ В РЕЗЕРВУАРЕ

Полезная модель относится к области пожаротушения, в частности, к устройствам для приготовления пены низкой кратности и может быть использована для подслойного пожаротушения в резервуаре с нефтью, нефтепродуктами или другой легко воспламеняющейся жидкостью. Подслойное пожаротушение предусматривает ввод пены под слой горящей жидкости с последующим самопроизвольным подъемом и растеканием пены по поверхности горящей жидкости.
Известен генератор низкократной пены для подслойного пожаротушения в резервуаре, представленный в описании к патенту РФ №2242260 (МПК А62С 31/12, публ. 20.12.2004) и принятый за наиболее близкий аналог (прототип). Генератор содержит корпус с отверстием для подвода газа и с отверстием для выхода пены, а также сопла для подачи раствора пенообразователя, установленные напротив отверстия для выхода пены. Генератор содержит также камеру смешения, расположенную в корпусе входным отверстием напротив сопел. Струи из сопел захватывают газ (воздух), поступающий через отверстие в корпусе, и увлекают его в камеру смешения. В камере смешения захваченный газ и раствор пенообразователя смешиваются, превращаясь в поток низкократной пены. Сопла расположены симметрично относительно продольной оси симметрии камеры смешения для обеспечения наименьших гидравлических потерь и кратности пены не менее 4. К выходному отверстию камеры смешения одним концом присоединен диффузор. Данный генератор обеспечивает коэффициент преобразования давления раствора пенообразователя в давление пенной струи не менее 30% при кратности пены не менее 4 и рабочем давлении потока раствора пенообразователя 0,8-10 МПа.
Коэффициент преобразования давления раствора пенообразователя в давление пенной струи равен отношению давления пены к рабочему давлению (то есть давлению перед генератором) раствора пенообразователя (Раздел 2 Норм пожарной безопасности НПБ 61-97 «Пожарная техника. Установки пенного пожаротушения. Генераторы пены низкой кратности для подслойного тушения резервуаров. Общие технические требования. Методы испытаний»). Кратность пены - это безразмерная величина, равная отношению объемов пены и раствора, содержащегося в пене (ГОСТ 4.99-83).
Задачей полезной модели является повышение эффективности работы генератора низкократной пены.
Технический результат заключается в увеличении коэффициента преобразования давления раствора пенообразователя в давление пенной струи до значения не менее 40% при кратности пены не менее 4 и рабочем давлении потока раствора пенообразователя 0,8-10 МПа.
Как и прототип, заявляемый генератор низкократной пены для подслойного пожаротушения в резервуаре содержит корпус с отверстием для подвода газа в корпус и с отверстием для выхода пены из корпуса, по меньшей мере два сопла для подачи раствора пенообразователя, установленные напротив отверстия для выхода пены, камеру смешения, установленную в корпусе входным отверстием напротив сопел, при этом сопла расположены симметрично относительно продольной оси симметрии камеры смешения, диффузор, присоединенный одним концом к выходному отверстию камеры смешения.
В отличие от наиболее близкого аналога генератор содержит дополнительное сопло для подачи раствора пенообразователя, выполненное входящим во входное отверстие камеры смешения. Выходной конец дополнительного сопла может быть расположен в пределах камеры смешения. Кроме того, дополнительное сопло может быть протяженным за пределы камеры смешения, но не более чем до отверстия для выхода пены из корпуса.
Для минимизации гидравлических потерь и, следовательно, для дополнительного увеличения коэффициента преобразования давления продольные оси дополнительного сопла и камеры смешения совпадают.
Для улучшения захода струй раствора пенообразователя в камеру смешения к ее входному отверстию присоединен раструб.
Устройство изображено на фигуре со следующими обозначениями:
1 - корпус,
2 - отверстие для подвода газа в корпус,
3 - отверстие для выхода пены из корпуса,
4 - сопла для подачи раствора пенообразователя,
5 - камера смешения,
6 - входное отверстие камеры смешения,
7 - выходное отверстие камеры смешения,
8 - диффузор,
9 - дополнительное сопло,
10 - раструб
Заявляемый генератор низкократной пены для подслойного пожаротушения в резервуаре содержит корпус 1 с отверстием 2 для подвода газа в корпус 1 и с отверстием 3 для выхода пены, образовавшейся в генераторе (фигуры 1 и 2).
Напротив отверстия 3 установлено по меньшей мере два сопла 4 для подачи раствора пенообразователя. В корпусе 1 установлена камера смешения 5, в которой происходит образование низкократной пены и которая в конкретном исполнении имеет цилиндрическую форму. Входное отверстие 6 камеры смешения 5 находится напротив сопел 4. Сопла 4 расположены симметрично относительно продольной оси симметрии камеры смешения 5.
К выходному отверстию 7 камеры смешения 5 одним концом присоединен диффузор 8. Другой конец диффузора 8 в конкретном исполнении присоединен к отверстию 3 для выхода пены из корпуса 1.
Заявленный генератор содержит дополнительное сопло 9 для подачи раствора пенообразователя. В отличие от сопел 4, расположенных напротив входного отверстия камеры смешения 5 и подающих струи раствора пенообразователя на вход 6 камеры смешения 5, дополнительное сопло 9 выполнено входящим во входное отверстие 6 камеры смешения 5. Поэтому дополнительное сопло 9 подает раствор пенообразователя в поток пены, образованной в камере смешения 5 (фигуры 1 и 2). Выходной конец дополнительного сопла 9 может быть расположен в пределах камеры смешения 5 (фиг.1). Помимо этого, дополнительное сопло может быть протяженным далее за пределы камеры смешения 5, но не более чем до отверстия 3 для выхода пены из корпуса 1 (фиг.2) (то есть до места восстановления статистического давления в потоке пены).
Для уменьшения гидравлических потерь и для большего увеличения коэффициента преобразования давления продольные оси дополнительного сопла 9 и камеры смешения 5 совпадают.
Для улучшения захода струй раствора пенообразователя в камеру смешения 5 к ее входному отверстию 6 присоединен раструб 10.
Устройство работает следующим образом. Подают раствор пенообразователя через сопла 4 и сопло 9. Струи раствора, выходящие из сопел 4, увлекают газ (воздух), поступающий через отверстие 2, в камеру смешения 5, где образуется низкократная пена (фигуры 1 и 2).
Поскольку в генераторе установлено два и более сопел 4, то обеспечивается общая поверхность струй, захватывающая достаточное количество газа для получения пены кратностью не менее 4.
Симметричное расположение сопел 4 относительно продольной оси камеры смешения 5 создает равномерное газовое пространство между струями раствора пенообразователя, что также гарантирует необходимую кратность пены не менее 4 и снижение гидравлических потерь в генераторе.
Из камеры смешения 5 пена поступает в диффузор 8, в котором происходит торможение и повышение давления потока пены. Из диффузора 8 через отверстие 3 в корпусе 1 поток пены входит в пенопровод (на фигурах не показан), а затем под слой горящей жидкости в резервуаре, поднимается через слой жидкости и распространяется по ее поверхности, что приводит к тушению пожара.
Струи раствора пенообразователя, выходящие из сопел 4, обмениваются моментом количества движения с газом (воздухом), что, наряду с другими факторами, приводит к снижению давления пены на выходе генератора по сравнению с давлением раствора пенообразователя перед генератором. Но поскольку дополнительное сопло 9 входит во входное отверстие 6 камеры смешения 5, то струя из сопла 9 поступает в поток пены, образованной в камере смешения 5, и передает ему дополнительную кинетическую энергию. При этом коэффициент преобразования давления раствора пенообразователя в давление пенной струи увеличивается.
Если продольные оси дополнительного сопла 9 и камеры смешения 5 совпадают, то раствор пенообразователя из сопла 9 поступает в поток пены осесимметрично, что приводит к снижению гидравлических потерь из-за отсутствия вихрей, обусловленных неравномерной структурой компонент скорости потока. Снижение гидравлических потерь, в свою очередь, способствует дополнительному увеличению коэффициента преобразования давления.
В результате, в заявленном генераторе низкократной пены увеличивается коэффициент преобразования давления раствора пенообразователя в давление пенной струи до значения не менее 40% при кратности пены не менее 4 и рабочем давлении потока раствора пенообразователя 0,8-10 МПа и повышается эффективность работы генератора.