ХИМИЧЕСКИЙ ВОЗДУШНО-ПЕННЫЙ ОГНЕТУШИТЕЛЬ ДЛЯ КОМПЛЕКТАЦИИ СООРУЖЕНИЙ В ПУНКТАХ ВРЕМЕННОГО РАЗМЕЩЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ, ПОСТРАДАВШЕГО В ЧС

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к устройствам для подачи огнетушащих средств к очагу возгорания.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является огнетушитель по а.с. СССР №593019, F16D 3/04, 1976 г. (прототип), содержащий корпус с крышкой, заполненный водно-щелочным раствором, расположенную внутри корпуса полиэтиленовую емкость с кислотной смесью, и смонтированное на крышке запорно-пусковое устройство.
Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность срабатывания и малое быстродействие.
Технический результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования от пожаров путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания.
3
2
4
4
Это достигается тем, что в химическом воздушно-пенном огнетушителе, содержащим корпус с крышкой, заполненный водно-щелочным раствором, расположенную внутри корпуса полиэтиленовую емкость с кислотной смесью, и смонтированное на крышке запорно-пусковое устройство, при этом корпус выполнен стальным и содержит 9 л водно-щелочного раствора в виде смеси бикарбоната натрия NaHCO и солодкового экстракта, а полиэтиленовая емкость заправлена кислотной смесью в виде серной кислоты HSO и сульфида железа FeSO, повышающей объем и прочность образующейся пены, при этом полиэтиленовая емкость жестко соединена с седлом клапана, закрепленного в нижней части стакана, жестко соединенного с крышкой стального корпуса, к в верхней части которого прикреплена ручка для работы в режиме эксплуатации огнетушителя, а в верхней части корпуса размещен выпускной патрубок 7 с пеногенератором, при этом стакан установлен внутри корпуса, осесимметрично ему и полиэтиленовой емкости, а клапан соединен со штоком, размещенным осесимметрично в стакане и подпружиненным пружиной, при этом в нижней части стакана, над клапаном, выполнено, по крайней мере, три отверстия, обеспечивающих соединение щелочной и кислотной частей огнетушителя, а на крышке корпуса огнетушителя смонтировано запорно-пусковое устройство.
На фиг. 1 приведена схема химического воздушно-пенного огнетушителя, на фиг. 2 и фиг. 3 - схемы запорно-пускового устройство в исходном и рабочем состояниях, на фиг. 4 представлена схема пеногенератора.
3
2
4
4
Химический воздушно-пенный огнетушитель (фиг. 1) состоит из стального корпуса 1, содержащего 9 л водно-щелочного раствора (бикарбонат натрия NaHCO + солодковый экстракт), и полиэтиленовой емкости 2 с кислотной смесью (серная кислота HSO + сульфид железа FeSO, повышающий объем и прочность пены).
Полиэтиленовая емкость 2 жестко соединена с седлом клапана 3, закрепленного в нижней части стакана 10, жестко соединенного с крышкой 9 стального корпуса 1. К корпусу 1, в верхней его части, прикреплена ручка 4 для режима эксплуатации огнетушителя. В верхней части корпуса 1, ниже крышки 9, размещен выпускной патрубок 7, на котором закреплен пеногенератор 15.
Стакан 10 установлен внутри корпуса 1, осесимметрично ему и полиэтиленовой емкости 2. Клапан 3 соединен со штоком 6, размещенном осесимметрично в стакане 10 и подпружиненным пружиной 13. В нижней части стакана 10, над клапаном 3, выполнено, по крайней мере, три отверстия 8, обеспечивающих соединение щелочной и кислотной частей огнетушителя.
На крышке 9 корпуса 1 огнетушителя смонтировано запорно-пусковое устройство (фиг. 2 и 3), включающее в себя подпружиненный шток 6 с клапаном 3 и пусковую рукоятку 5, опломбированную и закрепленную на серьге 12, посредством оси 14, при этом серьга 12 жестко установлена на крышке 9. Пусковая рукоятка 5 состоит из двух частей: круглой, взаимодействующей с осью 14 и кривошипом 11, шарнирно соединенным со штоком 6, и клиновидной - для поворота рукоятки 5 рукой вверх на угол 180°. При этом кривошип 11 подсоединен к отверстию, выполненному в круглой части пусковой рукоятки 5, и расположенному с эксцентриситетом по отношению к оси 14. Причем величина эксцентриситета выбирается таким образом, что при поворачивании рукоятки 5 вверх на угол 180°, кривошип 11 также перемещается вверх на 180°, открывая клапан 3 и обеспечивая тем самым соединение щелочной и кислотной частей огнетушителя через отверстия 8 в стакане 10.
Пеногенератор 15 (фиг. 4) включает в себя распылитель, который соединен с корпусом 29 эжектирующей насадки, выполненным в виде диффузора, установленного осесимметрично относительно распылителя. На корпусе 29 эжектирующей насадки, в части, расположенной ближе к распылителю, выполнены, по крайней мере, три окна 28 для эжектирования воздуха, а на выходе закреплен рассекатель 30 двухфазного потока, выполненный в виде круга из сетки или перфорированного материала.
Распылитель содержит цилиндрический полый корпус 16 с каналом 18 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 17 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 19, верхняя цилиндрическая ступень 21 которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, установленным с кольцевым зазором 24 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 19, и состоящим из цилиндрической части 22 с закрепленным соосно с ней в нижней части завихрителем 25, выполненным в виде цилиндра с центральным дроссельным отверстием 26, на внешней поверхности которого выполнена, по крайней мере, двух-заходная винтовая нарезка 27. Винтовая нарезка может быть выполнена и на внутренней поверхности центрального дроссельного отверстия 26, при этом возможны варианты как левой, так и правой винтовых поверхностей на цилиндре 25 и дроссельном отверстии 26.
Кольцевой зазор 24 соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 20, выполненными в двухступенчатой втулке 19, соединяющими его с кольцевой полостью 23, образованной внутренней поверхностью втулки 17 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 21, причем кольцевая полость 23 связана с каналом 18 корпуса 16 для подвода жидкости.
Рассекатель 30 двухфазного потока, выполненный в виде круга из сетки или перфорированного материала, дополнительно содержит полусферическую перфорированную обечайку 31, диаметральное сечение которой соединено с кругом 30 из перфорированного материала.
Работа распылителя осуществляется следующим образом.
Жидкость под давлением подается в полость корпуса 16 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 23 через радиальные каналы 20 в кольцевой зазор 24 между соплом и центральным сердечником. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется на внешней цилиндрической поверхности сердечника с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности. Разгон жидкости в нижней части этой поверхности сопровождается понижением в ней статического давления и в результате этого парообразованием и выделением растворимых газов. Это явление дополнительно подготавливает жидкость к дроблению на мелкие капли. При достижении жидкостного потока встречных закрученных потоков, истекающих из завихрителя 25, происходит многократное дробление пленки с образованием мелкодисперсной фазы.
Второе направление, по которому поступает жидкость - через канал 18 для подвода жидкости, затем в полость центрального сердечника, а затем в завихритель 25, расположенный в нижней части цилиндрической части 22 сердечника, из которого жидкость истекает вихревым закрученным потоком, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из завихрителя 25 и кольцевого зазора 24.
Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.
При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется на внешней цилиндрической поверхности сердечника с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности. Разгон жидкости в нижней части этой поверхности сопровождается понижением в ней статического давления и в результате этого парообразованием и выделением растворимых газов. Это явление дополнительно подготавливает жидкость к дроблению на мелкие капли. При достижении жидкостного потока встречных потоков, истекающих из цилиндрических дроссельных отверстий 25, происходит многократное дробление пленки с образованием мелкодисперсной фазы.
Второе направление, по которому поступает жидкость - через канал 18 для подвода жидкости в полость центрального сердечника, а затем в нижнюю часть цилиндрической части 22 сердечника, из которой часть жидкости истекает через радиальные отверстия 25, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из дроссельных отверстий. Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.
После распылителя 16 поток поступает на вход диффузора 29, через окна 28 которого происходит эжектирование воздуха для образования пены, которая направляется в рассекатель 30 двухфазного потока. В начале факела распыленная струя раствора пенообразователя имеет наибольшую скорость и за счет эжекции воздуха формируется пена с пузырьками как малого размера (2÷3 мм в поперечнике), так и с более крупными пузырьками (4÷12 мм в поперечнике). Таким образом, пеногенератор вырабатывает полидисперсную (разноразмерную по пузырькам) пену, которая обладает свойством быстрого растекания по поверхности.
Химический воздушно-пенный огнетушитель работает следующим образом.
Чтобы привести огнетушитель в действие, его одной рукой берут за ручку 4, а другой рукой поворачивают рукоятку 5 вверх на угол 180°, отчего открывается клапан 3, обеспечивая соединение щелочной и кислотной частей через отверстия 8. После этого огнетушитель переворачивают вверх дном и направляют выпускной патрубок 7 на пламя. Сода начинает взаимодействовать с кислотным соединением. Образующийся в результате химической реакции углекислый газ вспенивает содержимое огнетушителя и выбрасывает 55 л пены на расстояние 6…8 м в течение 1 мин.