Результат интеллектуальной деятельности: МОБИЛЬНАЯ УСТАНОВКА ПОЖАРОТУШЕНИЯ С ДВУХФАЗНЫМ РАСПЫЛИТЕЛЕМ

Изобретение относится к средствам пожаротушения, в частности переносным (ранцевым) средствам пожаротушения.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является переносная установка пожаротушения, которая комплектуется разнообразными типами распылителей жидкости, известная из патента RU №2484866, В05В 7/04, (прототип), с помощью которой осуществляется генерация дальнобойной газокапельной струи. Распылитель жидкости, входящий в состав такой установки, включает в свой состав профилированное газодинамическое сопло, камеру смешения жидкости и газа, средство диспергирования потока жидкости, подаваемого в камеру смешения, и систему подачи жидкости и газа в камеру смешения. Огнетушащая жидкость в данном устройстве хранится в емкости и вытесняется из нее в процессе работы под действием давления сжатого газа.

Рассматриваемое известное устройство так же, как и другие аналоги, не позволяет регулировать угол расширения генерируемого потока огнетушащего вещества при заданном уровне дисперсности капель в потоке и дальности подачи газокапельного потока.

Технический результат - повышение эффективности пожаротушения за счет мелкодисперсности капель в потоке и дальности подачи газокапельного потока.

Это достигается тем, что в мобильной установке пожаротушения с двухфазным распылителем, содержащим емкость с огнетушащей жидкостью, которая устанавливается на заплечном ранце оператора, систему подачи жидкости вытеснительного типа, включающую в свой состав баллон высокого давления со сжатым газом, магистраль подачи сжатого газа в газовую полость емкости с запорным клапаном и газовым редуктором, распылитель жидкости, установленный на стволе с курковым клапанным механизмом, распылитель выполнен двухфазным и соединен с емкостью двумя трубопроводами: первым подводящим трубопроводом с подводящим патрубком распылителя и последовательно соединенными и соосными с ним конфузором и цилиндрическим соплом, а вторым подводящим трубопроводом - с кольцевой камерой, осуществляющей тангенциальную подачу жидкости через коаксиальный с цилиндрическим соплом корпус, выполненный в виде цилиндрической гильзы, на цилиндрической части которой закреплена вихревая кольцевая камера с патрубком для подачи жидкости, при этом по краям кольцевой камеры выполнены два ряда подводящих жидкость тангенциальных каналов, при этом в каждом ряду имеется по крайней мере три тангенциальных соединяющих кольцевую камеру с цилиндрической полостью камеры смешения корпуса, к которой соосно прикреплена круглая пластина, расположенная перпендикулярно оси вихревой кольцевой камеры и жестко соединенная с цилиндрической полостью корпуса в ее концевом сечении, а перпендикулярно круглой пластине прикреплено щелевое сопло, которое выполнено комбинированным и состоит из двух взаимно перпендикулярных прямоугольных параллелепипедов с дроссельными сквозными отверстиями прямоугольного сечения, соединенными с полостью корпуса.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема мобильной установки пожаротушения с двухфазным распылителем жидкости; на фиг. 2 - продольный разрез двухфазного распылителя, на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 2.

Мобильная установка пожаротушения с двухфазным распылителем, изображенная на фиг. 1, содержит емкость (контейнер) 1 с огнетушащей жидкостью (водой или пенообразователем), которая устанавливается на заплечном ранце оператора (пользователя). Установка содержит также систему подачи жидкости вытеснительного типа, включающую в свой состав баллон 2 высокого давления со сжатым газом (воздухом), магистраль подачи сжатого газа в газовую полость емкости 1 с запорным клапаном 3 и газовым редуктором 4. В состав установки пожаротушения входит распылитель жидкости 5, установленный на стволе 6 с курковым клапанным механизмом 7. Распылитель 5 соединен с емкостью 1 двумя трубопроводами: первым подводящим трубопроводом 8 с подводящим патрубком 14 распылителя, вторым подводящим трубопроводом 13 - с кольцевой камерой смешения 19. Емкость 1 сообщается с заправочной магистралью через заправочный кран 9. На баллоне 2 установлены заправочный кран 10 и манометр. Подача сжатого воздуха (газа) в распылитель 5 осуществляется посредством магистрали 11 из баллона 2 высокого давления через газовый редуктор 12.

Распылитель 5 (фиг. 2) содержит систему подачи жидкости по двум направлениям, включающую осевую подачу жидкости через подводящий патрубок 14 и последовательно соединенные и соосные с ним конфузор 16 и цилиндрическое сопло 17. Тангенциальная подача жидкости осуществляется через коаксиальный с цилиндрическим соплом 17 корпус 18 в виде цилиндрической гильзы, на цилиндрической части которой закреплена вихревая кольцевая камера 19 с патрубком 20 для подачи жидкости, при этом по краям кольцевой камеры 19 выполнены два ряда 21 и 22 подводящих жидкость тангенциальных каналов, при этом в каждом ряду имеется по крайней мере три тангенциальных канала (не показано), соединяющих кольцевую камеру 19 с цилиндрической полостью камеры смешения 23 корпуса 18, к которой соосно прикреплена круглая пластина 24 (фиг. 2), расположенная перпендикулярно оси вихревой кольцевой камеры 19 и жестко соединенная с цилиндрической полостью корпуса 18 в ее концевом сечении, а перпендикулярно круглой пластине 24 прикреплено щелевое сопло 25, которое выполнено комбинированным и состоит из двух взаимно перпендикулярных прямоугольных параллелепипедов 26 и 27 с дроссельными сквозными отверстиями прямоугольного сечения, соединенными с полостью корпуса 18.

Распылитель работает следующим образом.

Подача огнетушащей жидкости (воды или пенообразователя) к распылителю 5 жидкости осуществляется при нажатии оператором на курковый механизм 7 двумя трубопроводами: первым подводящим трубопроводом 8 с подводящим патрубком 14 распылителя, вторым подводящим трубопроводом 13 - с кольцевой камерой 19. Подача сжатого воздуха (газа) в распылитель 5 осуществляется посредством магистрали 11 из баллона 2 высокого давления через газовый редуктор 12 и клапан 28. В камере смешения 23 происходит образование двухфазного потока. Вихри жидкости впрыскиваются в камеру смешения 23 через размещенные в ней рядами 21 и 22 тангенциальные каналы, которые смешиваются с набегающим воздушным потоком, в результате чего образуется газокапельный поток. Максимальные значения давления воздуха на входе в сопло и относительной концентрации воды в двухфазном потоке выбираются из условия предельно плотной упаковки частиц воды в воздушном потоке: gP=5,7108 Па, где Р - давление газа на входе в камеру смешения 23; g - относительная концентрация воды в двухфазном потоке.

Созданный в камере смешения 23 двухфазный поток при указанных выше параметрах разгоняется в щелевом комбинированном сопле 25 в двух взаимно перпендикулярных направлениях по дроссельным сквозным отверстиям прямоугольного сечения, выполненным в прямоугольных параллелепипедах 26 и 27. Использование комбинированного сопла позволяет компактировать газокапельную струю при относительно однородном распределении капель воды по сечению струи и расширить зону подачи газокапельной струи.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что двухфазный поток, параметры которого выбираются согласно вышеуказанным условиям, разгоняется в распылителе 5 до скорости, при которой дальность полета газокапельной струи составляет 25÷35 м.

Мобильная установка пожаротушения работает следующим образом.

Перед первым использованием установки пожаротушения производится заправка емкости 1 огнетушащей жидкостью. В качестве огнетушащей жидкости используется вода с пенообразователями и другими химическими добавками, повышающими эффективность пожаротушения. Заправка емкости 1 осуществляется через заправочный кран 9. Объем заправляемой жидкости составляет для ранцевой установки пожаротушения ~12 л, при общем объеме емкости 15 л. Через заправочный кран 10 производится зарядка баллона 2 сжатым воздухом от компрессора до давления (150-300)⋅105 Па. После этого осуществляется предварительный наддув газовой полости емкости 1 через магистраль подачи сжатого газа. Для этого открывается запорный клапан 3, и сжатый газ поступает на вход газового редуктора 4. Давление на выходе из редуктора 4 и соответственно в газовой полости емкости 1 составляет (8-10)⋅105 Па. В результате этого давление жидкости в заданном диапазоне устанавливается в жидкостной полости емкости 1 и в подводящем трубопроводе 8 до входа в управляемый нормально-закрытый клапан (не показан). Данный клапан установлен в корпусе ствола 6. Управление клапаном осуществляется с помощью куркового механизма 7.

Указанный выше уровень давления в системе подачи жидкости к распылителю обусловлен требуемым расходом генерируемого газокапельного потока в диапазоне от 0,2 до 0,4 л/с. Уровень давления в емкости 1 выбирается с учетом гидравлических потерь в подводящем трубопроводе 8 и в распылителе жидкости 5. При этом величина расхода газокапельного потока через распылитель 5 в рассматриваемом примере реализации изобретения связана с требуемой эффективностью пожаротушения, что является важным фактором при использовании распылителя в составе переносной установки пожаротушения.

Емкость 1 и баллон 2 с магистралью подачи сжатого газа и арматурой устанавливаются на ранце оператора либо в переносном контейнере. Генерация газокапельного потока осуществляется оператором с помощью распылителя жидкости 5, установленного на стволе 6, посредством куркового механизма 7.

Возможен вариант, когда дроссельные сквозные отверстия прямоугольного сечения, выполненные в прямоугольных параллелепипедах 26 и 27 щелевого комбинированного сопла 25 в двух взаимно перпендикулярных направлениях: горизонтальном и вертикальном, имеют разный размер щелей, при этом в горизонтальном направлении он меньше, чем в вертикальном, что позволяет увеличить мелкодисперсность потока жидкости.

Возможен вариант, когда соосно круглой пластине 24 (фиг. 2), к ее периферийной части, прикреплен распылитель, выполненный в виде диффузора 28, на срезе которого закреплена цилиндрическая обечайка 29.