ПЕНОГЕНЕРАТОР С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ ВОЗДУХА ДЛЯ СИСТЕМ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ В ПУНКТАХ ВРЕМЕННОГО РАЗМЕЩЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ, ПОСТРАДАВШЕГО В ЧС

Полезная модель относится к области противопожарной техники и предназначено для использования в автоматических системах пожаротушения.
Наиболее близким техническим решением, является пеногенератор, содержащий корпус, распределительное и направляющее устройства, (патент РФ №2136389, В05В 1/04, 1998 г. - прототип).
Недостатком известного объекта является отсутствие возможности создания оптимальной структуры потока на выходе и недостаточная эффективность и производительность распыления огнетушащего жидкостного раствора пенообразователя (высокократной полидисперсной пены).
Технический результат - повышение эффективности распыления огнетушащего жидкостного раствора пенообразователя, получение высокодисперсной, однородной и устойчивой пены путем интенсификации первичного вспенивания и за счет выбора оптимального количества сеток.
Это достигается тем, что в пеногенераторе, содержащим корпус с пакетом сеток, диффузор, входной и выходной патрубки, корпус состоит из соосных между собой конфузора и диффузора, при этом с одной стороны корпуса, осесимметрично ему, расположена, жестко связанная с ним, камера предварительного смешения, а с другой стороны, также осесимметрично с корпусом, закреплена цилиндрическая обечайка, в которой установлен пакет сеток а камера предварительного смешения содержит полое кольцо, в отверстии которого на оси и на подшипниках закреплены две турбинки, состоящие из обода, спиц и лопаток, причем в полом кольце на внутренней стенке расположены отверстия, выполненные в виде сопел, по два сопла на каждую турбинку, при этомсопла расположены тангенциально или под острым углом к касательной обода турбинок, а сопла верхней турбинки и нижней направлены в противоположные стороны, что обеспечивает вращение турбинок в противоположном направлении, причем в боковой стенке камеры расположен патрубок с вентилем для подачи пенообразующей жидкости под давлением в полость кольца, а к нижней части камеры подведен патрубок с вентилем для подачи сжатого воздуха через компрессор, при этом ось турбинок закреплена между двумя крышками с вырезами для прохождения пеновоздушной смеси, а между диффузором и конфузором расположена сетка, выполняющая функции элемента для предварительного раздробления пены.
На фиг.1 представлен пеногенератор, продольный разрез, на фиг.2 - то же, разрез по А-А фиг.1.
Пеногенератор, предназначенный для реализации предложенного способа, содержит корпус 1, состоящий из соосных между собой конфузора 5 и диффузора 4. С одной стороны корпуса 1, осесимметрично ему, расположена, жестко связанная с ним, камера предварительного смешения 6, а с другой стороны, также осесимметрично с корпусом 1 закреплена цилиндрическая обечайка 3, в которой установлен пакет сеток 2.
Камера предварительного смешения 6 содержит полое кольцо 7, в отверстии которого на оси 8 на подшипниках 9 закреплены две турбинки, состоящие из обода 10, спиц 11 и лопаток 12. В полом кольце 7 на внутренней стенке расположены отверстия 13, выполненные в виде сопел, по два сопла на каждую турбинку, сопла расположены тангенциально или под острым углом к касательной обода турбинок, сопла верхней турбинки и нижней направлены в противоположные стороны, что обеспечивает вращение турбинок в противоположном направлении. В боковой стенке камеры 6 расположен патрубок 14 с вентилем 15 для подачи пенообразующей жидкости под давлением в полость кольца 7. К нижней части камеры 6 подведен патрубок 16 с вентилем 17 для подачи сжатого воздуха через компрессор (на чертеже не показано). Ось 8 турбинок закреплена между двумя крышками 18 с вырезами для прохождения пеновоздушной смеси, а между диффузором 4 и конфузором 5 расположена сетка 19, выполняющая функции элемента для предварительного раздробления пены.
Пеногенератор работает следующим образом.
Пенообразующий раствор подают под давлением через патрубок 14 в полость кольца 7, откуда через сопла 13 он попадает на лопатки 12 турбинок. Под ударным воздействием струй пенообразующей жидкости на лопатки 12 турбинки приобретают вращательное движение, причем в противоположные стороны. При движении турбинок поток жидкости лопатками 12 подхватывается и отбрасывается в пространство между турбинками. Одновременно через патрубок 16 сюда же подается воздух под давлением. При этом происходит хорошая гомогенизация пеновоздушной смеси с образованием однородной пены. Потоком воздуха пена по конфузору 5 и диффузору 4, подается к пакету сеток 2, при этом благодаря наличию сетки 19, расположенной между конфузором 5 и диффузором 4, происходит ее предварительное раздробление. При прохождении пены через пакет сеток 2 происходит процесс дальнейшего измельчения и калибровки, что придает повышенную устойчивость готовой для использования пены.
Система ценообразования с принудительной подачей воздуха работает следующим образом.
Пенообразующий раствор подают под давлением через патрубок 14 в полость кольца 7, откуда через сопла 13 его направляют на лопатки 12 турбинок, которым задают вращательное движение в противоположные стороны. После чего поток жидкости направляют в пространство между турбинками, куда через патрубок 16 подают воздух под давлением. При этом осуществляют хорошую гомогенизацию пеновоздушной смеси с образованием однородной пены. Затем потоком воздуха подают пену по конфузору 5 и диффузору 4 - к пакету сеток 2, при этом осуществляют предварительное раздробление пены на сетке 19, расположенной между конфузором 5 и диффузором 4, а затем направляют пену через пакет сеток 2, где происходит процесс дальнейшего измельчения и калибровки, что придает повышенную устойчивость готовой для использования пены.
На качество пены влияет и величина расстояния между сетками. Если расстояние меньше 1/20 от диаметра корпуса, то трудно достижимо конструктивное выполнение крепления сеток. Если оно больше 1/10, то появляется возможность роста отдельных пузырьков пены в свободном пространстве между сетками с последующим разрушением. Кроме того, угол наклона лопаток турбинок желательно выбрать из интервала 45÷70° к плоскости, перпендикулярной к оси вращения, при этом условии обеспечивается наибольший захват струй пенообразователя лопатками.
Количество сеток Y в пакете выбрано из уравнения
Y=Kx+B,
где х - размер отверстий сеток, мм; K - постоянный коэффициент, зависящий от соотношения размера отверстий в сетках и количества сеток, равен 82,7; В - постоянный коэффициент, равен 1.
Формула зависимости количества сеток от размера отверстий в сетках была найдена эмпирическим путем. Для каждого размера сеток определяли их минимальное количество, позволяющее получить пену с заданной плотностью, а также отношение количества сеток к размеру отверстий и определили среднее значение коэффициента K, равное 82,7. Значение коэффициента B приняли из условия, что минимальное значение сеток равно 1.
3
Для проведения опытов брали разное количество сеток с размером отверстий 0,04; 0,08 и 0,14 мм, как наиболее подходящих для получения пены средней кратности со средней плотностью 60÷70 кг/м. Такая пена является оптимальной с точки зрения ее повышенной устойчивости. Данные опытов приведены в таблице.
размер отверстий в сетке, мм
количество сеток, шт
плотность пены кг/м<sup>3</sup>
отношение количества сеток к размеру отверстий в сетке, K
1
2
3
4
0,04
1
40
2
45
75
3
65
4
65
4
30
0,08
5
35
6
45
87,5
7
65
8
65
7
25
8
30
0,14
9
40
10
50
85,7
11
60
12
65
13
65