Формирователь потока огнетушащего порошка
FORMER OF FIRE EXTINGUISHING POWDER

Изобретение относится к пожарной технике и может быть использовано для формирования порошковых струй в средствах пожаротушения для борьбы с возгораниями горючих материалов, жидкостей, электрооборудования в бытовых и производственных помещениях.
Известна полезная модель «Насадок для подачи огнетушащего порошка», патент №110649 (МПК А62С 31/02, опубл. 27.11.2011). Устройство включает патрубок с сопловой частью и элемент крепления к подающему огнетушащий порошок функциональному узлу. На патрубке установлен с возможностью поворота адсорбционный распылитель, закрепленный на сопловой части, при этом на боковых частях патрубка и в стенках адсорбционного распылителя выполнены отверстия с возможностью совмещения последних при повороте адсорбционного распылителя, а на патрубке выполнены пазы для размещения уплотнительных колец. Устройство работает в режиме «тушение» или в режиме «засыпка»
Недостатком данного насадка является то, что при выборе режима «тушение» сформированная струя огнетушащего порошка обеспечивает тушение только на малой площади защищаемого объекта. Универсальность конструкции приводит к потерям эффективности пожаротушения.
Известно изобретение «Способ тушения пожара и многоструйный формирователь потока огнетушащего порошка для его осуществления (варианты)», патент №2259855 (МПК А62С 31/02, опубл. 10.09.2005). Многоструйный формирователь потока (по п. 2 формулы изобретения) содержит входной патрубок с насадкой на его конце, причем насадка выполнена в виде пучка патрубков (каналов), оси которых расположены в одной плоскости с осью входного патрубка и под одинаковым углом относительно друг друга, а их оси пересекаются в одной точке на оси входного патрубка. Каналы могут иметь прямоугольную форму поперечного сечения.
К недостаткам, препятствующим использованию данного изобретения, относится наличие неоправданно большого сопротивления на входе в насадку (за счет конструктивных особенностей выполнения каналов) и сопротивление, возникающее по ходу каналов, и, как следствие, увеличение времени подачи порошка. Конструкция обеспечивает дальность подачи порошка, но увеличение времени подачи порошка снижает эффективность тушения при уменьшении площади тушения.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является устройство по патенту №2259855, которое и выбрано в качестве прототипа.
Задача, решаемая при использовании предлагаемого устройства, - повышение эффективности тушения при сокращении времени подачи огнетушащего порошка. Техническим результатом, достигаемым при использовании всех конструктивных особенностей предлагаемого формирователя потока огнетушащего порошка, является:
- сокращение времени подачи огнетушащего порошка;
- возможность регулирования величины площади тушения и дальности доставки огнетушащего порошка.
Варьируя величины плоских углов граней насадки в виде усеченных пирамид можно обеспечивать необходимый размер площади тушения и дальность подачи огнетушащего порошка.
Изменением высоты зазора между насадкой и входным патрубком обеспечиваем минимальное время подачи огнетушащего вещества, а выбор высоты насадки в виде усеченных пирамид оказывает дополнительное влияние на сокращение времени подачи.
Достижение указанного технического результата обеспечивается использованием всей совокупности существенных признаков предлагаемого формирователя.
Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что формирователь потока огнетушащего порошка, содержащий входной патрубок, на конце скрепленный с насадкой, выполненной в виде пучка каналов с поперечным сечением каждого канала прямоугольной формы, отличается тем, что насадка состоит по крайней мере из двух каналов, установленных коаксиально между собой один внутри другого и на одной оси с патрубком, каждый канал имеет форму правильной усеченной пирамиды, каждая боковая грань каждой пирамиды снабжена рабочими кромками, отогнутыми наружу пирамиды с образованием ребер соответствующих пирамид, при этом рабочие кромки внутренней пирамиды размещены между кромками следующей за ней по размеру большей пирамиды и жестко скреплены между собой с образованием сопловых каналов в форме трапеции между соответствующими боковыми гранями пирамид, а входной патрубок и насадка скреплены между собой с образованием зазора посредством рабочих кромок, при этом плоский угол (α) большей по размеру пирамиды составляет от 30° до 90°, плоский угол (β) меньшей по размеру внутренней пирамиды составляет от 15° до 45°, а высота зазора не превышает размер диаметра входного патрубка.
Предпочтительнее, чтобы высота насадки составляла от 1 до 4 диаметров входного патрубка.
Технологически рабочие кромки обеих усеченных пирамид могут быть соединены между собой разъемно, например болтовым соединением, или соединены между собой неразъемно, например сваркой.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими чертежами: на фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 представлен вид сбоку с разрезом, на фиг. 3 представлен вид снизу.
Формирователь потока представляет собой устройство, включающее входной патрубок - 1, скрепленный с насадкой - 2, выполненной в виде пучка каналов - 3, с поперечным сечением каждого канала прямоугольной формы. На чертеже показано два канала. Каналы (3 и 4) установлены коаксиально между собой, один в другом, и на одной оси с патрубком (1). Форма каналов (3 и 4) - правильная усеченная пирамида, боковая грань каждой пирамиды снабжена рабочими кромками - 5, которые отогнуты наружу каждой пирамиды с образованием соответствующих ребер пирамид. Кромки (5) внутренней пирамиды (канал - 3) размещены между кромками большей по размеру пирамиды (канал - 4) и жестко скреплены между собой. При этом между гранями пирамид (каналы 3 и 4) за счет кромок (5) формируются четыре сопловых канала - 6 в форме трапеции, а входной патрубок (1) и насадка (2) скреплены между собой с зазором - 7 посредством рабочих кромок (5). Высота зазора не превышает размер диаметра входного патрубка. При этом плоский угол (α) большей по размеру пирамиды составляет от 30° до 90°, плоский угол (β) меньшей по размеру (внутренней) пирамиды составляет от 15° до 45°
Кромки (5) каналов в виде усеченных пирамид (3 и 4) могут быть соединены неразъемно - сварены между собой, а могут быть выполнены разъемными - жестко соединенными между собой болтовым креплением через выполненные отверстия - 8 в рабочих кромках (5).
Сборку устройства начинают с формирования насадка - каналов в виде усеченных пирамид с величинами плоских углов (в рамках формулы изобретения), обеспечивающих оптимальные показатели по площади тушения и дальности подачи, которые соответствуют габаритным размерам зоны защиты. Величина зазора при соединении насадка с патрубком, выбранная в диапазоне формулы изобретения, обеспечит минимальное время подачи огнетушащего порошка. Высота насадка в виде усеченных пирамид, соответствующая диапазону, указанному в формуле, дополнительно влияет на сокращение времени подачи.
Формирователь потока огнетушащего порошка работает следующим образом.
После создания в емкости хранения огнетушащего порошка необходимого давления огнетушащий порошок транспортируется по трубопроводу (на чертеже не показано) в строну формирователя потока огнетушащего порошка. После выхода из входного патрубка 1 огнетушащий порошок попадает в насадку 2, выполненную в виде пучка каналов. Пучок каналов представляет собой сочетание каналов разной формы: каналы 3 и 4, одной высоты в форме правильных усеченных пирамид - внутренняя 3 и наружная 4, разделенные рабочими кромками 5. Рабочие кромки 5 делят полость наружной пирамиды 4, образуя дополнительные сопловые каналы 6 в форме трапеции. Насадка 2 скреплена с входным патрубком 1 рабочими кромками 5 с образованием зазора 7, который также предназначен для прохода порошка. Таким образом, огнетушащий порошок после патрубка 1 попадает в насадку 2, где беспрепятственно проходит по всем каналам (3, 4, 6) и зазору 7, за счет чего огнетушащий порошок формируется в распределенный поток. Конструкционные особенности сформированных каналов формирователя потока при использовании позволяют до минимума сократить сопротивление движению порошка.
Огнетушащий порошок выходит из насадки 2, обеспечивая определенный диапазон значений по дальности подачи порошка и его огнетушащую способность по площади, но при минимальном времени выпуска порошка из насадки.
Углы α и β меняются в интервале: α от 30° до 90°, a β от 15° до 45° (фиг. 1 и фиг. 2), высота зазора составляет не более диаметра патрубка, а высота насадки может составлять от 1 до 4 диаметров входного патрубка.
Сочетание представленных диапазонов позволяет регулировать как дальность подачи огнетушащего порошка, так и эту площадь при минимальном времени подачи. Причем изменения плоских углов граней пирамид влияют на дальность подачи и площадь тушения, а изменения высоты зазора - на время подачи, чему дополнительно способствует выбор высоты насадка.
В качестве подтверждения были проведены огневые полигонные испытания по тушению очагов класса «2В», предлагаемого устройства, в сравнении с прототипом на базе модуля порошкового пожаротушения «Гарант-12» согласно требованиям ГОСТ Р 53286-2009. Параметры, представленные ниже, соответствуют предлагаемому устройству на болтовом соединении граней пирамид. Результаты испытаний формирователя потока в сварном варианте практически повторяют представленные в таблице результаты.
Диаметр входного патрубка был постоянным для всех испытаний, представленных в таблице, и равнялся 50 мм. Количество огнетушащего порошка марки «Вексон АВС-50» также был одинаков - 10 кг (для каждого опыта). В таблице по каждому испытанию представлен средний результат по 3-м опытам.
Результаты испытаний представлены в таблице.
В таблице приведены результаты испытаний во всем диапазоне изменяемых параметров с обеспечением тушения. За базовую, сравнительную наихудшую точку, взяты результаты при испытаниях прототипа и нами принято, что получаемые худшие значения: времени подачи, площади защиты или дальности подачи или такие же, как у прототипа, являются ухудшенными показателями, которые не обеспечивают достижение заявленного технического результата.
Анализ результатов испытаний показывает, что оптимальные значения, дальности подачи огнетушащего порошка, площади тушения и времени подачи соответствуют заявленным параметрам (опыты №1-3). При отклонении от заявленных диапазонов как в большую, так в меньшую сторону наблюдается изменение времени подачи, или площади тушения, или дальности подачи в худшую сторону(опыты №4-15). Испытания предлагаемого изобретения (опыты №1-3) подтвердили возможность получения гарантированного технического результата по площади и дальности подачи огнетушащего порошка при обеспечении минимального времени его подачи.
Использование всей совокупности существенных признаков позволяет решить поставленную задачу и обуславливает лучшую эффективность тушения при сокращении времени подачи порошка, чем у прототипа.
Заявителю не известны устройства, содержащие аналогичные конструктивные особенности и достигаемый технический результат.
Где: D - диаметр входного патрубка;
S - площадь тушения;
Т - время подачи огнетушащего порошка.