Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЯ И ЕГО ПРОПОРЦИОНАЛЬНОГО СМЕШИВАНИЯ С ВОДОЙ ПРИ ПОЖАРОТУШЕНИИ

Изобретение относится к смешиванию жидкости с жидкостью в постоянной пропорции независимо от расхода конечного продукта смешивания и может быть использовано для приготовления водного раствора пенообразователя определенной концентрации непосредственно перед подачей в систему пожаротушения, установленную в резервуаре с нефтью или нефтепродуктами, в помещениях нефтеперекачивающих станций, авиационных ангарах и т.п.

Известно устройство для хранения пенообразователя и его пропорционального смешивания с водой при пожаротушении (ЕР 0296652 A3, В1, кл. A 62 C 5/02, 28.12.88, фигура 1). Устройство содержит бак для пенообразователя. В баке расположена мембрана для отделения пенообразователя от воды, подаваемой в бак при пожаротушении. Устройство включает смеситель в виде емкости с входным отверстием для подачи воды и выходным отверстием для водного раствора пенообразователя. Внутри смесителя установлен дозатор воды (трубка Вентури). Линия подачи воды в бак присоединена к смесителю до дозатора воды. Линия вытесненного водой из бака пенообразователя присоединена к смесителю после дозатора воды.

Во входное отверстие смесителя устройства подают воду. Часть воды проходит через дозатор воды, а часть поступает в бак по линии подачи воды в бак, присоединенный к смесителю до дозатора воды. По мере увеличения количества воды в баке возрастает ее давление через мембрану на пенообразователь. И пенообразователь вытесняется водой из бака по линии, присоединенной к смесителю после дозатора воды.

Расход вытесняемого пенообразователя задается для получения его концентрации в водном растворе, например, 3% или 6% за счет калибровки трубки Вентури. В смесителе происходит смешивание воды, прошедшей через трубку Вентури, и пенообразователя, вытесненного водой из бака. Полученный водный раствор пенообразователя заданной концентрации поступает на установку пожаротушения (пеногенератор, гидромонитор и т.п.).

Недостатком устройства является то, что оно не работает в широком диапазоне изменения расхода водного раствора пенообразователя. Например, устройство, рассчитанное на смешивание при максимальном расходе водного раствора пенообразователя 85 л/с, не работает при расходе 10 л/с из-за недостаточного перепада давления на выходе пенообразователя в смеситель по линии, присоединенной к смесителю после дозатора воды, и из-за процесса уравновешивания давления в смесителе до и после дозатора воды. Это обстоятельство снижает надежность и эффективность работы устройства при пожаротушении.

Это устройство принято за прототип.

Задачей изобретения является повышение надежности и эффективности устройства для хранения пенообразователя и его пропорционального смешивания с водой при пожаротушении.

Технический результат выражается в расширении диапазона изменения расхода водного раствора пенообразователя, в котором работает устройство.

Как и прототип, устройство для хранения пенообразователя и его пропорционального смешивания с водой при пожаротушении содержит бак для пенообразователя с расположенной в нем мембраной для отделения пенообразователя от воды, подаваемой в бак при пожаротушении, смеситель в виде емкости с входным отверстием для подачи воды, выходным отверстием для водного раствора пенообразователя и с установленным внутри дозатором воды, линию подачи воды в бак, присоединенную к смесителю до дозатора воды, линию вытесненного водой из бака пенообразователя, присоединенную к смесителю после дозатора воды.

В отличие от прототипа на линии вытесненного водой из бака пенообразователя установлена калибровочная диафрагма пенообразователя с диаметром отверстия d_п.o по отношению к диаметру отверстия d_в дозатора воды d_п.o=(0,18-0,2)d_в для концентрации пенообразователя в водном растворе 3% или d_п.о=(0,31-0,33)d_в для концентрации пенообразователя в водном растворе 6%.

Устройство для хранения пенообразователя и его пропорционального смешивания с водой при пожаротушении изображено на фигурах 1 и 2 со следующими обозначениями: 1 - бак для пенообразователя, 2 - мембрана для отделения пенообразователя и воды, 3 - смеситель, 4 - входное отверстие смесителя (для подачи воды), 5 - выходное отверстие смесителя (для водного раствора пенообразователя), 6 - дозатор воды, 7 - линия подачи воды в бак 1, 8 - линия вытесненного водой из бака 1 пенообразователя, 9 - калибровочная диафрагма пенообразователя.

Бак 1 заявляемого устройства, предназначенный для пенообразователя, содержит внутри мембрану 2 в виде, например, оболочки, непроницаемой для воды и пенообразователя и закрепленной в баке 1. Мембрана 2 служит для отделения пенообразователя от воды, подаваемой в бак 1 при пожаротушении.

Смеситель 3 выполнен в виде емкости, например цилиндра с входным отверстием 4 для подачи воды и с выходным отверстием 5 для выхода водного раствора пенообразователя. Отверстия 4 и 5 могут быть расположены, например, на противоположных торцах цилиндра. Внутри смесителя 3 установлен дозатор воды 6. В качестве дозатора воды 6 может быть калибровочная диафрагма, сопло или трубка Вентури.

Линия 7 подачи воды в бак 1 присоединена к смесителю 3 до дозатора воды 6 по ходу движения жидкости в смесителе 3. Другим концом линия 7 подачи воды в бак 1 соединена с баком 1.

Линия 8 вытесненного водой из бака 1 пенообразователя присоединена одним концом к смесителю 3 после дозатора воды 6 по ходу движения жидкости в смесителе 3. Другим концом линия 8 соединена с баком 1. На линии 8 установлена калибровочная диафрагма 9 для дозирования пенообразователя в водном растворе при пожаротушении. Калибровочная диафрагма 9 выполнена в виде элемента с отверстием. Диаметр d_п.o отверстия калибровочной диафрагмы 9 лежит в интервале значений по отношению к диаметру d_в отверстия, дозирующего воду, d_п.o=(0,18-0,2)d_в для концентрации пенообразователя в водном растворе 3% или d_п.o=(0,31-0,33)d_в для концентрации пенообразователя в водном растворе 6%.

Пенообразователь может находиться в баке 1 как с одной стороны мембраны 2, так и с другой. Например, если мембрана 2 выполнена в виде замкнутой оболочки, то пенообразователь может находиться или внутри оболочки мембраны 2 (фиг.1), или с внешней стороны оболочки мембраны 2 (фиг.2). В первом случае (фиг.1) линия 7 подачи воды в бак 1 направлена в бак 1 с внешней стороны мембраны 2, а линия 8 вытесненного водой из бака 1 пенообразователя выходит с другой стороны мембраны 2, а именно из внутренней полости мембраны 2. Во втором случае (фиг.2) линия 7 подачи воды в бак 1 направлена во внутреннюю полость оболочки мембраны 2, а линия 8 вытесненного водой из бака 1 пенообразователя выходит с другой стороны мембраны 2, а именно из бака 1 с внешней стороны мембраны 2.

Устройство работает следующим образом. Бак 1 заполнен пенообразователем с одной стороны мембраны 2, а оставшееся пространство с другой стороны мембраны 2 заполнено водой. Например, если мембрана 2 выполнена в виде замкнутой оболочки, то или пенообразователь находится во внутренней полости мембраны 2 (фиг.1), а оставшееся пространство внутренней полости бака 1 с другой стороны мембраны 2 заполнено водой, или пенообразователь находится с внешней стороны мембраны 2 (фиг.2), а внутренняя полость мембраны 2 частично заполнена водой.

В случае возникновения пожара во входное отверстие 4 смесителя 3 подают воду. В смесителе 3 часть воды проходит через дозатор воды 6, а часть поступает по линии 7, присоединенной к смесителю 3 до дозатора воды 6, в бак 1. В баке 1 вода оказывается в зависимости от исполнения устройства или с одной, например внешней, стороны мембраны 2 (фиг.1), или с другой стороны мембраны 2, например в ее внутренней полости (фиг.2).

По мере увеличения количества воды в баке 1 возрастает ее давление через мембрану 2 на пенообразователь. И последний вытесняется из бака 1 по линии 8, присоединенной к смесителю 3 за дозатором воды 6. Расход вытесняемого пенообразователя дозируется калибровочной диафрагмой 9, установленной на линии 8. Концентрация пенообразователя в водном растворе может составлять, например, 3% или 6%.

В смесителе 3 происходит смешивание пенообразователя с водой, и полученный водный раствор пенообразователя с заданной концентрацией пенообразователя (3% или 6%) выходит из отверстия 5 смесителя 3.

Пример 1.

Расход водного раствора пенообразователя равнялся 85 л/с, диаметр d_в отверстия дозатора 6 воды 99,3 мм, концентрация пенообразователя в водном растворе 3%.

Диаметр d_п.o отверстия калибровочной диафрагмы 9 пенообразователя был выбран из интервала значений по отношению к диаметру d_в отверстия, дозирующего воду, d_п.о=(0,18-0,2)d_в, а именно: d_п.o=0,19·99,3 мм =18,9 мм.

Устройство обеспечило дозирование пенообразователя с заданной концентрацией 3% при расходе 85 л/с водного раствора пенообразователя.

Пример 2.

Расход водного раствора пенообразователя равнялся 10 л/с, диаметр d_в отверстия дозатора 6 воды 99,3 мм, концентрация пенообразователя в водном растворе 3%.

Диаметр d_п.o отверстия калибровочной диафрагмы 9 пенообразователя был выбран из интервала значений по отношению к диаметру d_в отверстия, дозирующего воду, d_п.о=(0,18-0,2)d_в, а именно: d_п.o=0,19·99,3 мм =18,9 мм.

Устройство обеспечило дозирование пенообразователя с заданной концентрацией 3% при расходе 10 л/с водного раствора пенообразователя.

Вывод: примеры 1 и 2 показывают, что в отличие от прототипа заявляемое устройство, имеющее калибровочную диафрагму пенообразователя с диаметром отверстия d_п.o, работает надежно и эффективно в широком диапазоне изменения расхода водного раствора пенообразователя от 85 л/с до 10 л/с при заданной концентрации пенообразователя 3%.

Пример 3.

Расход водного раствора пенообразователя равнялся 85 л/с, диаметр d_в отверстия дозатора 6 воды 99,3 мм, концентрация пенообразователя в водном растворе 6%.

Диаметр d_п.o отверстия калибровочной диафрагмы 9 пенообразователя был выбран из интервала значений по отношению к диаметру d_в отверстия, дозирующего воду, d_п.o=(0,31-0,33)d_в, а именно: d_п.o=0,32·99,3 мм =31,8 мм.

Устройство обеспечило дозирование пенообразователя с заданной концентрацией 6% при расходе 85 л/с водного раствора пенообразователя.

Пример 4.

Расход водного раствора пенообразователя равнялся 10 л/с, диаметр d_в отверстия дозатора 6 воды 99,3 мм, концентрация пенообразователя в водном растворе 6%.

Диаметр d_п.o отверстия калибровочной диафрагмы 9 пенообразователя был выбран из интервала значений по отношению к диаметру d_в отверстия, дозирующего воду, d_п.o=(0,31-0,33)d_в, а именно: d_п.o=0,32·99,3 мм =31,8 мм.

Устройство обеспечило дозирование пенообразователя с заданной концентрацией 6% при расходе 10 л/с водного раствора пенообразователя.

Вывод: примеры 3 и 4 показывают, что в отличие от прототипа заявляемое устройство, имеющее калибровочную диафрагму пенообразователя с диаметром отверстия d_п.o, работает надежно и эффективно в широком диапазоне изменения расхода водного раствора пенообразователя от 85 л/с до 10 л/с при заданной концентрации пенообразователя 6%.

Таким образом, заявляемое устройство работает надежно и эффективно в более широком диапазоне изменения расхода водного раствора пенообразователя, чем прототип.