НАПОРНАЯ ПЕНОГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ИНЕРТНОЙ ПЕНЫ

Полезная модель относится к противопожарной технике, а именно к устройствам для приготовления газо-механической пены.
Пеногенератор, содержащий корпус с форкамерой, имеющий днище с распылителями для образования воздушного потока и размещенную в корпусе форсунку для подачи пенообразующего раствора на пакет сеток. (Свид. РФ №19763, патент №47976 кл. 7 Е21F 5/04, 2000 г., 2005 г).
Недостатком пеногенератора является явное недораспределение воздушного потока на периферию пакета сеток, вследствие его активного перераспределения по центральной части пакета сеток, что подтверждается стендовыми и полигонными испытаниями опытных образцов напорных пеногенераторных установок «Экран» данного типа.
Цель предлагаемого технического решения полезной модели заключается в том, что конструктивные особенности пеногенератора (две смесительные камеры) позволяют обеспечить равномерное перераспределение газового потока по сечению сетки, обеспечивающей производительность и кратность пены, эксплутационной надежности устройства в зависимости от перераспределения по периметру сетки газового потока (воздуха, азота, хладона и др.) за счет интенсификации процесса смешения компонентов смеси.
Сущность предлагаемого усовершенствованного пеногенератора по свид. РФ №19763 заключается в том, что с целью полного перераспределения комбинированного газового потока по сечению периметра сеток, усовершенствования структуры пенного потока в пеногенераторе - прототипе, о тличающаяся тем, что в диффузорную часть корпуса, а именно, в камеру смешения перед пеногенераторной кассетой установлен дополнительный врезной патрубок, оснащенный распылительной форсункой подачи азотахладоновой
смеси по рукаву, выполненному с эжекторным газовым смесителем, отсасывающем жидкость в виде хладона, причем в качестве струйного потока газа используется азот, а в качестве источника питания струйного потока газа, используется подземный газификатор.
Предложенная совокупность отличительных признаков пеногенератора обладает полезным свойствами, а именно достигается полное перераспределение комбинированного газового потока по сечению пакета сеток с предварительным генерированием основной структуры в камере смешения газового продукта и раствора пенообразователя перед его подачей на перераспределение на пакет сеток. Этим достигаются основные преимущества способа и устройства на предлагаемом усовершенствованном пеногенераторе, обеспечивающем кратность пены более чем на 30% в условиях снижения выпада (синерезиса) жидкой фазы раствора пенообразователя. Пакет пеногенераторных сеток служит в 2 раза дольше за счет того, что хладон, подаваемый во вторую камеру смешения, после пеногенераторных кассет не вызывает обмораживание сеток.
На фиг.1 изображена напорная пеногенераторная установка с частичным разрезом.
Напорная пеногенераторная установка для получения комбинированной инертной пены содержит следующие позиции: 1-соединительный флянец для подсоединения к пенопроводу; 2-смотровое окно; 3-кассета пеногенераторных сеток; 4 - ручка извлечения пеногенераторной кассеты; 5- туманообразователь;
6- патрубок; 7- рукав подачи смеси хладона и азота; 8- днище форкамеры; 9-патрубок подачи сжатого газа (воздуха, азота); 10- эжекторный газовый смеситель; 11- рукав подачи жидкого хладона; 12- фильтр; 13- кран; 14-соединительная головка; 15- рукав подачи газообразного азота; 16- штуцер подсоединения рукава раствора пенообразователя; 17- форкамера; 18- корпус в виде диффузора; 19-форсунка; 20- смесительная камера (азота, хладона); 21-конфузорная часть корпуса; 22 - расходомер.
При этом корпус пеногенератора имеет шлюзовый канал, а пеногенераторная кассета ручку 4 для ее извлечения и смены на новую
пеногенераторную сетку. Контроль за генерированием пены обеспечивают непосредственно через смотровое окно.
Пеногенераторная установка работает следующим образом.
Для нагнетания пены под давлением по магистральному трубопроводу в зону ликвидации подземного пожара, возникшего, например, в отработанной части угольного пласта, к существующему трубопроводу любого назначения (воздухопровод, трубопровод воды) пульпопровод, дегазационный трубопровод, сухопровод и др.) при помощи фланца 1 подсоединяют систему настоящего пеногенератора. К штуцерам 16 и 9 подсоединяют соответственно трубопровод для подсоединения подачи раствора пенообразователя и сжатого газа.
При этом в конфузорную часть 21 корпуса, в камеру смешения 20 после пеногенераторной кассеты 3, в конфузорную часть корпуса установки установлен дополнительный врезной патрубок 6, оснащенный распылительным туманообразователем 5 подачи азото-хладоновой смеси по рукаву 7, выполненному с эжекторным газовым смесителем 10, отсасывающим жидкость в виде хладона, причем в качестве струйного газа используется азот, а в качестве источника питания струйным газом азотом используется подземный газификатор, подсоединенный к соединительной головке 14 выкидного рукава 15 напорной установки. Расход хладона определяется расходомером 22.
Запуск хладона для ингибирования пламени и флегматизации газовой среды проводился из горных выработок и с поверхности по скважинам, пробуренным в выработанное пространство в место предполагаемого очага пожара. После применения хладонов не было случаев повторного загорания и вспышек (взрывов) газа.
Применение азота для флегматизации газовой среды в районе эндогенного пожара позволяет переводить горючие газы смеси в область богатых смесей. Это достигается разбавлением метанно-воздушных смесей азотом или их вытеснением. Совместное применение хладонов с азотом повышает огнегасительные и флегматизирующие свойства хладонов.
РосНИИГД и ВНИИПО установлено, что при 5% разбавлении воздуха азотом повышается огнегасительная эффективность хладона 114 В2. На основании этих исследований был предложен комбинированный газовый состав (хладон+азот) для объемного тушения. Было проведено исследование о влиянии хладона 114 В2 на область воспламенения метанно-водородно-воздушных смесей при замещении 10, 20, 30% воздуха азотом. Установлено, что при разбавлении воздуха азотом на каждые 10% расход хладона 114 В2 снижается примерно в 2 раза. Причем, при 30% замещении воздуха азотом флегматизирующая концентрация хладона 114 В2 составляет всего 0,3%. Преимущество применения смеси хладона с азотом перед чистым азотом в том, что механизм флегматизации взрывов и ингибирования пламени основан на химическом торможении реакции горения, а не просто на механическом замещении кислорода воздуха азотом. Использование смеси азота с хладоном позволяет значительно сократить расход обоих флегматизаторов, не снижая эффективности. Подача аэрозоля хладона 114 В2 в выработанное пространство проводилась на шахте «Тырганская» ПО «Гидроуголь» и др. шахтах Кузбасса.
При работе пеногенератора, вопреки мертвым зонам по периферии пакета сеток настоящая модель пеногенератора обеспечивает полное перераспределение газового потока с раствором пенообразователя уже в камере смешения перед пакетом сеток с повышением структуры пены непосредственно на сетке и дальнейшим транспортированием в зону тушения подземного пожара.
Предложенное усовершенствование пеногенератора, как показали стендовые исследования, обеспечивают дальность транспортирования пенного потока по пенопроводам, в т.ч. и при ликвидации подземных пожаров в шахтах.