ВИХРЕВОЙ ПЕНОГЕНЕРАТОР КОЧЕТОВА
KOCHETOV'S VORTEX-TYPE FOAM GENERATOR

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является пеногенератор по а.с. СССР №306270, F02С 7/24 от 04.01.70., содержащий корпус с камерой завихрения и сопловый вкладыш (прототип).
Недостатком известной конструкции является то, что она не обеспечивает широкого и мелкодисперсного факела распыливаемой жидкости, а также высокократной воздушно-механической пены.
Технический результат - повышение эффективности пожаротушения путем увеличения факела распыла и мелкодисперсности распыливаемой жидкости, а также образование высокократной воздушно-механической пены.
Это достигается тем, что в вихревом пеногенераторе, содержащем корпус с камерой завихрения и сопло, корпус выполнен в виде штуцера с трубкой для подвода жидкости и каналом для подвода воздуха, и жестко соединенной с ним цилиндрической, соосной гильзой, а соосно корпусу, в его нижней части подсоединено сопло 5, выполненное в виде центробежного завихрителя первой ступени в виде цилиндрической полости с, по крайней мере, тремя тангенциальными вводами в виде цилиндрических отверстий, а над центробежным завихрителем первой ступени установлена вихревая коническая камера с винтовой нарезкой на ее внутренней поверхности, которая является второй ступенью завихрителя жидкости, при этом центробежный завихритель через полость, соединенную с центральным дросселем, соединен с вихревой конической камерой в ее нижней части, при этом в верхней части коническая камера имеет, по крайней мере, три тангенциальных ввода в виде цилиндрических отверстий, тангенциально расположенных к ее внутренней поверхности, а подвод рабочего тела к тангенциальным вводам осуществляется посредством, по крайней мере, трех цилиндрических отверстий, соединенных с тангенциальными вводами под прямым углом, и оси которых параллельны оси сопла, причем эти отверстия соединены с цилиндрической камерой, расположенной над крышкой конической камеры, перпендикулярно ее оси; при этом над цилиндрической камерой расположен обтекатель, выполненный в виде усеченного конуса с центральным отверстием, соединенным одновременном с цилиндрической камерой и отверстием корпуса для подвода жидкости из магистрали, а между боковой конической поверхностью обтекателя и внутренней конической поверхностью корпуса в месте соединения его с гильзой имеется зазор в виде конического кольца, при этом центробежный завихритель установлен в корпусе с образованием кольцевой цилиндрической камеры для подвода жидкости к тангенциальным вводам центробежного завихрителя, цилиндрическая полость которого соединена с выходной конической камерой сопла, а на корпусе сопла, соосно конической камере закреплен рассекатель, выполненный в виде цилиндрической перфорированной оболочки с перфорированным днищем, установленным напротив конической камеры.
На чертеже представлена схема вихревого пеногенератора.
Вихревой пеногенератор содержит корпус 1, который выполнен в виде штуцера с жестко соединенной с ним цилиндрической, соосной гильзой 2 с внешней резьбой, а внутри которого соосно ему расположена трубка 21 для подвода жидкости из магистрали или раствора пенообразователя. Полость 3 между внешней поверхностью трубки 21 и внутренней поверхностью корпуса служит для подвода сжатого воздуха от турбокомпрессора (не показан).
Соосно корпусу 1, в его нижней части подсоединено посредством гильзы 7 с внутренней резьбой сопло 5, выполненное в виде центробежного завихрителя 17 первой ступени в виде цилиндрической полости 15 с, по крайней мере тремя тангенциальными вводами 16 в виде цилиндрических отверстий. Гильза 7 является частью сопла 5 и установлена коаксиально и соосно по отношению к центробежному завихрителю 17 первой ступени.
Над центробежным завихрителем 17 первой ступени установлена вихревая коническая камера 13 с винтовой нарезкой на ее внутренней поверхности, которая является второй ступенью завихрителя 17. Центробежный завихритель 17 через полость 15, соединенную с центральным дросселем 14, соединен с вихревой конической камерой 13 в ее нижней части.
В верхней части коническая камера 13 имеет, по крайней мере, три тангенциальных ввода 10 в виде цилиндрических отверстий, тангенциально расположенных к ее внутренней поверхности. Подвод рабочего тела к тангенциальным вводам 10 осуществляется посредством, по крайней мере, трех цилиндрических отверстий 9, соединенных с тангенциальными вводами 10 под прямым углом, и оси которых параллельны оси сопла 5, причем эти отверстия соединены с цилиндрической камерой 8, расположенной над крышкой 11 конической камеры 13, перпендикулярно ее оси.
Над цилиндрической камерой 8 расположен обтекатель 4, выполненный в виде усеченного конуса с центральным отверстием 18, соединенным одновременно с цилиндрической камерой 8 и отверстием 3 корпуса для подвода жидкости из магистрали. Между боковой конической поверхностью обтекателя 4 и внутренней конической поверхностью корпуса 1 в месте соединения его с гильзой 2 имеется зазор 12 в виде конического кольца.
Центробежный завихритель 17 установлен в корпусе 1 с образованием кольцевой цилиндрической камеры 6 для подвода жидкости к тангенциальным вводам 16 центробежного завихрителя, цилиндрическая полость 15 которого соединена с выходной конической камерой 19 сопла 5. На корпусе сопла 5, соосно конической камере 19 закреплен рассекатель 20, выполненный в виде цилиндрической перфорированной оболочки с перфорированным днищем, установленным напротив конической камеры 19.
Вихревой пеногенератор работает следующим образом.
При подаче жидкости под давлением в полость отверстия 3 корпуса 1 она делится на два равномерных потока: один поток устремляется через центральное отверстие 18 обтекателя 4 в цилиндрическую камеру 8, а из нее - в цилиндрические отверстия 9, соединенные с тангенциальными вводами 10 вихревой конической камеры 13, где происходит формирование конического вихря, который закручивает поток жидкости в ней и направляется через центральный дроссель 14 в цилиндрическую полость 15 центробежного завихрителя 17.
Второй поток жидкости поступает через кольцевую цилиндрическую камеру 6 к тангенциальным вводам 16 центробежного завихрителя 17, где также подвергается крутке.
Так образуются два попутных закрученных потока жидкости, перемещающихся в сторону конической камеры 19 сопла 5, где при истечении из камеры происходит дробление камель жидкости в двух вращающихся вихрях, с получением мелкодисперсной фазы, а рассекатель 20 способствует образованию высокократной воздушно-механической пены.
При этом суммарная угловая скорость, закрученных в одном направлении потоков жидкости, определяет величину угла распыла генерируемого потока жидкости.
Сформированный в центробежном завихрителе 6 закрученный поток пены поступает во входное отверстие конической камеры 14. При прохождении участков 15 и 16 формируется ускоренный поток пены. Интенсивное образование кавитационных пузырьков в закрученном потоке происходит в диффузорной выходной камере 16. Воздушно-механическая пена образуется при механическом смешении воздуха и поверхностно-активного вещества (пенообразователь ПО-1 или ПО-6). В воздушно-механической пене содержится около 90% (по объему) воздуха и 10% водного раствора пенообразователя. Для тушения пожаров эффективнее применять высокократную воздушно-механическую пену, в которой содержится около 99% (по объему) воздуха, 0,96% воды и около 0,04% пенообразователя. Кратность обычной воздушно-механической пены 8-12, а высокократной - 100 и более. Стойкость воздушно-механической пены от 20 до 40 мин. Пену следует применять при горении хлопкового волокна других плохо смачивающихся волокнистых материалов. Особенно эффективна пена при тушении пожаров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей.