Результат интеллектуальной деятельности: ПЕНОГЕНЕРАТОР ВИХРЕВОГО ТИПА

Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для использования в автоматических системах пожаротушения путем генерации высокократной полидисперсной пены в условиях задымления помещения при блокировании быстрогорящих продуктов высокократной полидисперсной пеной.

Наиболее близким техническим решением является пеногенератор, содержащий распылитель, пенную насадку и рассекатель двухфазного потока (патент РФ №2430760, В05В 1/04 - 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 высокократной полидисперсной пены.

Это достигается тем, что в пеногенераторе, содержащем распылитель, эжектирующую насадку и рассекатель двухфазного потока, распылитель соединен с корпусом эжектирующей насадки, выполненным в виде диффузора, установленного осесимметрично относительно распылителя, на корпусе эжектирующей насадки, в части, расположенной ближе к распылителю, выполнены, по крайней мере, три окна для эжектирования воздуха, а внутри эжектирующей насадки посредством, по крайней мере, трех спиц, жестко связанных с корпусом эжектирующей насадки, закреплен выполненный из сетки или перфорированного материала рассекатель двухфазного потока в виде усеченного конуса, меньшее основание которого направлено в сторону распылителя, а большее - в сторону среза диффузора, при этом корпус распылителя состоит из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко запрессованный в нее, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер, жестко закрепленный в ней посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека.

На чертеже представлена конструктивная схема пеногенератора.

Пеногенератор вихревого типа включает в себя распылитель, который соединен с корпусом 11 эжектирующей насадки, выполненным в виде диффузора, установленного осесимметрично относительно распылителя. На корпусе 11 эжектирующей насадки, в части, расположенной ближе к распылителю, выполнены, по крайней мере, три окна 12 для эжектирования воздуха, а внутри эжектирующей насадки посредством, по крайней мере, трех спиц 16, жестко связанных с корпусом 11 эжектирующей насадки, закреплен выполненный из сетки или перфорированного материала рассекатель двухфазного потока в виде усеченного конуса 14, меньшее основание 15 которого направлено в сторону распылителя, а большее 13 - в сторону среза диффузора.

Распылитель содержит корпус, состоящий из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки 5 большего диаметра и втулки 4 меньшего диаметра. Внутри втулки 4 меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек 1, жестко запрессованный в нее. Внешняя поверхность шнека 1 представляет собой винтовую канавку 3 с правой (или левой) нарезкой. Внутри шнека 1 выполнено отверстие 2 с левой (или правой) винтовой нарезкой.

Во втулке 5 большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер 7, жестко закрепленный в ней посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку 6. Внутри штуцера 7 соосно выполнено цилиндрическое отверстие 8, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор 9, который соединен с цилиндрической камерой 10, образованной внутренней поверхностью втулки 4 меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека 1.

Пеногенератор вихревого типа работает следующим образом.

При возникновении пожара насосная установка (на чертеже не показано) подает раствор пенообразователя из бака-дозатора или пожарной машины во входной трубопровод пеногенератора, соединенного с отверстием 8 корпуса распылителя.

Раствор пенообразователя подается по цилиндрическому отверстию 8 штуцера 7 в диффузор 9, а из него в камеру 10, из которой под давлением поступает одновременно по двум направлениям: во-первых, в винтовую внешнюю полость шнека 1, образуя внешний вращающийся поток жидкости, и, во-вторых, - в отверстие 2 с винтовой нарезкой, образуя внутренний вращающийся поток жидкости.

На выходе из распылителя встречаются два вращающихся потока жидкости, причем один поток, например внутренний, совершает вращение в сторону, противоположную внешнему потоку, идущему по шнеку 1, либо может совершать попутное (одинаковое) вращение, если направление винтовых канавок совпадает. При взаимодействии вращающихся потоков на выходе из распылителя происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения в попутных или противоположно вращающихся потоках жидкости (внешнего и внутреннего). При этом суммарный мелкодисперсный вращающийся поток на выходе может иметь направление вращения, которое определяется гидравлическим сопротивлением соответственно внешней или внутренней винтовых полостей и канавок шнека 1, а может быть стационарным, в случае противоположного направления вращения потоков, и равенства их приведенных массовых скоростей. Шнек 1 может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. При среднем давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 8 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости.

После распылителя поток поступает на вход диффузора 11 эжектирующей насадки, и через окна 12 происходит эжектирование воздуха для образования пены, которая направляется в рассекатель 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÷2 мм в поперечнике). Таким образом, пеногенератор вырабатывает полидисперсную (разноразмерную по пузырькам) пену, которая обладает свойством быстрого растекания по поверхности.

Испытания показали, что даже в условиях интенсивного задымления пена образуется в заданных объемах и имеет хорошую устойчивость к распаданию.

В качестве пенообразователя в таких системах пожаротушения применяется фтор-синтетический пенообразователь типа "Мультипена". Пеногенератор работает также на 6%-ном водном растворе фторсодержащего пенообразователя "Подслойный" в условиях задымления помещения.

Пеногенератор является универсальным и предназначен для подачи пены в различных системах пожаротушения, например в огнетушителях, автоматических системах пожаротушения закрытых технологических помещений (подача пены на место возгорания).