RU2316369C1 - Fire-extinguishing device - Google Patents
Fire-extinguishing device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2316369C1 RU2316369C1 RU2006122074/12A RU2006122074A RU2316369C1 RU 2316369 C1 RU2316369 C1 RU 2316369C1 RU 2006122074/12 A RU2006122074/12 A RU 2006122074/12A RU 2006122074 A RU2006122074 A RU 2006122074A RU 2316369 C1 RU2316369 C1 RU 2316369C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channels
- profiled
- fire
- nozzle
- gas
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
- A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C31/00—Delivery of fire-extinguishing material
- A62C31/02—Nozzles specially adapted for fire-extinguishing
- A62C31/05—Nozzles specially adapted for fire-extinguishing with two or more outlets
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C35/00—Permanently-installed equipment
- A62C35/02—Permanently-installed equipment with containers for delivering the extinguishing substance
- A62C35/023—Permanently-installed equipment with containers for delivering the extinguishing substance the extinguishing material being expelled by compressed gas, taken from storage tanks, or by generating a pressure gas
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- A62C99/0009—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames
- A62C99/0072—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using sprayed or atomised water
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пожарно-техническому оборудованию, а более конкретно к средствам пожаротушения, принцип действия которых основан на генерации газожидкостных струй и туманообразных завес. Изобретение может использоваться для формирования и управления газокапельным потоком с помощью переносных установок пожаротушения.The invention relates to fire-fighting equipment, and more particularly to fire extinguishing means, the principle of which is based on the generation of gas-liquid jets and fog-like curtains. The invention can be used to form and control a gas-droplet flow using portable fire extinguishing installations.
В настоящее время известны устройства пожаротушения, содержащие различные по конструкции распылители жидкости. Так, например, из описания к авторскому свидетельству SU 1243746 (МПК: А62С 31/02, опубликовано 15.07.1986) известен распылитель, применяемый в пожарно-техническом оборудовании, который выполнен с возможностью регулирования параметров формируемого газокапельного потока. Устройство состоит из патрубка с проточным каналом и распылителя, который образован пучком трубок одинакового диаметра для подвода жидкости. Трубки жестко закреплены в плите, выполненной из упругого материала. На патрубке расположен формирующий механизм, взаимодействующий с трубками. Формирующий механизм представляет собой стакан с перфорированным дном сферической формы, через которое проходит пучок трубок.At present, fire extinguishing devices are known that comprise various atomizers of liquids. So, for example, from the description of the copyright certificate SU 1243746 (IPC: А62С 31/02, published July 15, 1986), a spray gun used in fire-fighting equipment is known, which is configured to control the parameters of the generated gas-droplet flow. The device consists of a nozzle with a flow channel and a spray, which is formed by a bundle of tubes of the same diameter to supply fluid. The tubes are rigidly fixed in a plate made of an elastic material. On the nozzle is a forming mechanism that interacts with the tubes. The forming mechanism is a glass with a perforated bottom of a spherical shape through which a tube bundle passes.
Изменение дисперсности формируемого потока по его сечению осуществляется посредством перемещения стакана по направлению к плите. В результате перфорированное дно прогибает упругую плиту. При этом жестко закрепленные в плите трубки отклоняются к центру. Вследствие изменения пространственной ориентации подводящих трубок изменяется дисперсность формируемого потока и равномерность распределения капель жидкости по сечению потока. С помощью данного устройства можно обеспечить плавное снижение дисперсности газокапельного потока до образования смешанной компактно-распыленной струи с центральной компактной струей и периферийным распыленным потоком.The change in the dispersion of the formed flow over its cross section is carried out by moving the glass towards the plate. As a result, the perforated bottom bends the elastic plate. In this case, the tubes rigidly fixed in the plate deviate to the center. Due to changes in the spatial orientation of the supply tubes, the dispersion of the formed flow and the uniformity of the distribution of liquid droplets over the flow cross section change. Using this device, it is possible to provide a smooth reduction in the dispersion of a gas-droplet stream to the formation of a mixed compact spray with a central compact stream and a peripheral spray stream.
Однако при работе рассматриваемого устройства невозможно обеспечить достаточно высокую дисперсность и однородность пространственного распределения мелкодисперсных капель жидкости. Данное свойство газокапельного потока необходимо для поддержания диэлектрических характеристик формируемого потока с целью обеспечения электробезопасности устройства при тушении очагов возгорания электрооборудования.However, during the operation of the device in question, it is impossible to provide a sufficiently high dispersion and uniformity of the spatial distribution of finely divided liquid droplets. This property of a gas-droplet flow is necessary to maintain the dielectric characteristics of the generated flow in order to ensure the electrical safety of the device when extinguishing foci of ignition of electrical equipment.
Известна также распылительная головка к пожарному стволу по авторскому свидетельству СССР №334986 (МПК: А62С 31/02, опубликован 11.04.1972), в состав которой входит корпус с двумя параллельными профилированными каналами, симметрично расположенными относительно оси симметрии корпуса. Расстояние между профилированными каналами составляет не менее 1,2 диаметра их выходного отверстия. С целью повышения дисперсности распыления жидкости и регулирования дисперсности распыленного потока жидкости распылительная головка содержит коническую насадку, установленную со стороны выходных отверстий профилированных каналов с возможностью ее поворота относительно оси симметрии корпуса в пределах 90°.The spray head to the fire barrel is also known according to the USSR copyright certificate No. 334986 (IPC: А62С 31/02, published 04/11/1972), which includes a body with two parallel profiled channels symmetrically located relative to the axis of symmetry of the body. The distance between the profiled channels is at least 1.2 of the diameter of their outlet. In order to increase the dispersion of the liquid atomization and control the dispersion of the atomized liquid stream, the spray head contains a conical nozzle mounted on the side of the outlet openings of the profiled channels with the possibility of its rotation relative to the axis of symmetry of the body within 90 °.
Данное устройство не позволяет генерировать пространственно однородные газокапельные потоки с высокой степенью дисперсности капель жидкости.This device does not allow the generation of spatially uniform gas-droplet flows with a high degree of dispersion of liquid droplets.
В описании к патенту США №6425537 (МПК: А62С 31/00, опубликован 30.07.2002) раскрыта установка пожаротушения, предназначенная для тушения пожаров классов А, В, С и Е, т.е. для тушения электроустановок, находящихся под высоким напряжением.The description of US patent No. 6425537 (IPC: A62C 31/00, published July 30, 2002) discloses a fire extinguishing system designed to extinguish fires of classes A, B, C and E, i.e. for extinguishing high voltage electrical installations.
Установка содержит емкость с огнетушащей жидкостью, баллон со сжатым газом, систему трубопроводов, регулятор давления, обратный клапан, подводящий шланг, пистолет и распылительное сопло. Сопло выполнено с возможностью переключения режимов пожаротушения в зависимости от используемого типа огнетушащего состава. В качестве огнетушащей жидкости может использоваться вода без добавок либо вода с пенообразователем. Сопло состоит из корпуса с центральным каналом для подачи пены и периферийными каналами подвода воды, камеры смешения пены и воздуха, распределительной камеры, а также реверсивного клапана для переключения режимов пожаротушения. На торцовой части корпуса установлена заглушка, в которой выполнены выпускные отверстия, соединенные с каналами подвода жидкости.The installation contains a container with a fire extinguishing liquid, a cylinder with compressed gas, a piping system, a pressure regulator, a check valve, a supply hose, a gun and a spray nozzle. The nozzle is configured to switch fire extinguishing modes depending on the type of extinguishing agent used. As a fire extinguishing liquid, water without additives or water with a foaming agent can be used. The nozzle consists of a housing with a central channel for supplying foam and peripheral channels for supplying water, a chamber for mixing foam and air, a distribution chamber, and a reversing valve for switching fire extinguishing modes. A plug is installed on the end part of the housing, in which there are outlet openings connected to the fluid supply channels.
Устройство работает следующим образом. Первоначально открывают клапан подачи газа, в результате чего сжатый газ из баллона через регулятор давления поступает в емкость с огнетушащей жидкостью, вытесняя ее по трубопроводу в шланг. Выбор режима пожаротушения производится с помощью специального управляющего клапана. В зависимости от выбранного режима открываются соответствующие каналы для подачи воды или канал для подачи пены. Огнетушащая жидкость по шлангу подается к распылительному соплу и затем распыляется на очаг возгорания.The device operates as follows. Initially, the gas supply valve is opened, as a result of which the compressed gas from the cylinder through the pressure regulator enters the tank with extinguishing fluid, forcing it through the pipeline into the hose. Fire extinguishing mode is selected using a special control valve. Depending on the selected mode, the corresponding channels for supplying water or the channel for supplying foam are opened. Fire extinguishing fluid is supplied through a hose to the spray nozzle and then sprayed onto the source of ignition.
В режиме тушения водой управляющий клапан находится в положении, при котором подводящий патрубок для пены закрыт, а патрубок для подвода воды открыт. Вода по подводящему каналу через распределительную камеру подается к выходным периферийным отверстиям сопел.In water extinguishing mode, the control valve is in a position in which the foam inlet pipe is closed and the water supply pipe is open. Water through the inlet channel through the distribution chamber is supplied to the output peripheral holes of the nozzles.
В случае использования в качестве огнетушащей жидкости воды с пенообразователем реверсивный управляющий клапан переводится в положение, при котором закрывается патрубок подвода жидкости и открывается патрубок подачи для пенообразователя. Вода с пенообразователем поступает в камеру смешения, где смешивается с поступающим через отверстия из окружающей атмосферы воздухом. Генерируемая пена подводится по центральному каналу в сопло, из которого осуществляется распыление огнетушащего состава в область возгорания.In the case of using water with a foaming agent as a fire extinguishing liquid, the reversing control valve is put into a position in which the fluid supply pipe closes and the supply pipe for the foam generator opens. Water with a foaming agent enters the mixing chamber, where it is mixed with air coming in through openings from the surrounding atmosphere. The generated foam is fed through the central channel into the nozzle, from which the extinguishing agent is sprayed into the ignition area.
Данная установка пожаротушения также не обеспечивает требуемой степени пространственной однородности и высокой дисперсности капель жидкости, при которых реализуется электробезопасность при тушении электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В.This fire extinguishing installation also does not provide the required degree of spatial uniformity and high dispersion of liquid droplets, at which electrical safety is realized when extinguishing electrical installations under voltage up to 1000 V.
Наиболее близким аналогом изобретения является ранцевая установка пожаротушения, в состав которой входит емкость с огнетушащей жидкостью, баллон со сжатым газом (воздухом) и ствол с механизмом управления подачей жидкости и газа (патент РФ №2121390, МПК А62С 31/02, опубликован 10.11.1998). Направленные газокапельные потоки огнетушащего вещества создаются с помощью ствола устройства. Перед подачей огнетушащего вещества в профилированный канал ствола устройства производится предварительное смешение жидкости и газа в камере смешения, в которую раздельно подаются жидкость (вода) и газ (воздух) через клапанный механизм. Длина профилированного канала сопла выбирается в зависимости от диаметра его минимального поперечного сечения.The closest analogue of the invention is a knapsack fire extinguishing installation, which includes a container with a fire extinguishing liquid, a cylinder with compressed gas (air) and a barrel with a mechanism for controlling the supply of liquid and gas (RF patent No. 2121390, IPC А62С 31/02, published 10.11.1998 ) Directed gas-droplet flows of extinguishing agent are created using the barrel of the device. Before the extinguishing agent is supplied to the profiled bore of the device’s barrel, liquid and gas are preliminarily mixed in the mixing chamber, into which liquid (water) and gas (air) are separately supplied through the valve mechanism. The length of the profiled channel of the nozzle is selected depending on the diameter of its minimum cross section.
При включении устройства сжатый воздух из баллона высокого давления поступает через регулятор давления в емкость, заполненную жидкостью. Под действием сжатого газа жидкость вытесняется из емкости по подводящим шлангам в жидкостную полость камеры смешения жидкости и газа. Образованный двухфазный газокапельный поток затем разгоняется в профилированном канале сопла. Дальность подачи газокапельного потока, генерируемого с помощью известного устройства, составляет не менее 12 м.When the device is turned on, compressed air from a high-pressure cylinder enters through a pressure regulator into a container filled with liquid. Under the action of compressed gas, the liquid is displaced from the tank through the supply hoses into the liquid cavity of the liquid-gas mixing chamber. The formed two-phase gas-droplet flow is then accelerated in the profiled channel of the nozzle. The feed range of the gas-droplet stream generated using the known device is at least 12 m.
В процессе работы данного устройства формируется пленочное течение жидкости вдоль поверхности профилированного канала сопла. Вследствие этого максимум объемной плотности капель смещается к стенке, и генерируемый газокапельный поток приобретает кольцевую структуру. Кроме того, в кольцевом газокапельном потоке образуются так называемые «жидкостные пробки». В результате увеличивается средний размер капель жидкости в потоке и происходит периодическое изменение угла раскрытия факела потока. Перечисленные выше процессы приводят в целом к неравномерному пространственному распределению капель жидкости в генерируемом газокапельном потоке и неоднородному распределению капель жидкости по размеру.In the process of operation of this device, a film fluid flow is formed along the surface of the profiled channel of the nozzle. As a result, the maximum bulk density of the droplets shifts toward the wall, and the generated gas-droplet flow acquires an annular structure. In addition, so-called “liquid plugs” are formed in the annular gas-droplet flow. As a result, the average size of the liquid droplets in the stream increases and a periodic change in the angle of the opening of the torch stream occurs. The above processes lead in general to an uneven spatial distribution of liquid droplets in the generated gas-droplet flow and an inhomogeneous size distribution of liquid droplets.
Проведенные испытания установки пожаротушения на электробезопасность показали, что установка в течение всей продолжительности операций не обеспечивает требуемую степень электробезопасности при тушении электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В. Электропроводность генерируемого газокапельного потока определялась по величине токов утечки. Для известной установки пожаротушения величина тока утечки на режимах включения и выключения превышала допустимое значение - 0,5 мА согласно ГОСТ Р 51057-2001 (Техника пожарная. Огнетушители переносные. Общие технические требования. Методы испытаний).The tests of the fire extinguishing installation for electrical safety showed that the installation during the entire duration of the operation does not provide the required degree of electrical safety when extinguishing electrical installations under voltage up to 1000 V. The electrical conductivity of the generated gas-droplet flow was determined by the value of leakage currents. For a known fire extinguishing installation, the leakage current at the on and off modes exceeded the permissible value of 0.5 mA according to GOST R 51057-2001 (Fire fighting equipment. Portable fire extinguishers. General technical requirements. Test methods).
Задачей патентуемого изобретения является создание устройства пожаротушения, позволяющего получить равномерное пространственное распределение мелкодисперсных капель жидкости по сечению генерируемого потока, обеспечить однородную дисперсность капель жидкости в газокапельном потоке и стабильность факела распыленного потока жидкости.The objective of the patented invention is the creation of a fire extinguishing device that allows you to get a uniform spatial distribution of finely divided liquid droplets over the cross section of the generated stream, to ensure uniform dispersion of the liquid droplets in the gas-droplet stream and the stability of the spray torch liquid stream.
Технический результат, достигаемый при решении поставленных технических задач, заключается в обеспечении требуемой электробезопасности при тушении тонкораспыленной водой очагов возгорания электроустановок, находящихся под высоким напряжением - до 1000 В, без отключения электропитания, а также в повышении эффективности пожаротушения очагов возгорания различных классов (по виду горящих веществ и материалов).The technical result achieved in solving the technical problems lies in ensuring the required electrical safety when extinguishing finely sprayed water hot spots of electrical installations under high voltage - up to 1000 V, without power failure, as well as improving the fire extinguishing of hot spots of various classes (by type of burning substances and materials).
Указанный технический результат обеспечивается за счет использования устройства пожаротушения, включающего в свой состав, по крайней мере, одну емкость для хранения огнетушащей жидкости, систему подачи жидкости, приспособление для создания направленного газокапельного потока, в состав которого входит выходное сопло с центральным профилированным каналом. Канал сопла состоит из последовательно расположенных конического сужающегося в направлении течения жидкости участка, цилиндрического участка и конического расширяющегося в направлении течения жидкости участка.The specified technical result is achieved through the use of a fire extinguishing device, which includes at least one container for storing fire extinguishing liquid, a liquid supply system, a device for creating a directed gas-droplet flow, which includes an output nozzle with a central shaped channel. The nozzle channel consists of a conically arranged conical section tapering in the direction of fluid flow, a cylindrical section and a conical section expanding in the direction of fluid flow.
Согласно настоящему изобретению выходное сопло дополнительно содержит, по меньшей мере, четыре периферийных профилированных канала с одинаковыми размерами выходных отверстий. Каждый из указанных каналов состоит из последовательно расположенных конического сужающегося в направлении течения жидкости участка, цилиндрического участка и конического расширяющегося в направлении течения жидкости участка. Выходные отверстия периферийных каналов равномерно распределены по окружности на торцевой поверхности корпуса сопла вокруг выходного отверстия центрального профилированного канала. Шаг t между осями симметрии близлежащих выходных отверстий периферийных каналов по окружности выбран из условия: 1,2d0≤t≤2,5d0, где d0 - диаметр выходных отверстий периферийных профилированных каналов.According to the present invention, the outlet nozzle further comprises at least four peripheral profiled channels with the same outlet sizes. Each of these channels consists of a conically tapering section tapering in the direction of fluid flow, a cylindrical section and a conical section expanding in the direction of fluid flow. The outlets of the peripheral channels are uniformly distributed around the circumference on the end surface of the nozzle body around the outlet of the central shaped channel. The step t between the symmetry axes of the neighboring peripheral channel outlet openings around the circumference is selected from the condition: 1,2d 0 ≤t≤2,5d 0 , where d 0 is the diameter of the outlet openings of the peripheral shaped channels.
Приведенная совокупность существенных признаков позволяет создать такие условия истечения газокапельных потоков из выходных отверстий профилированных каналов сопла, при которых реализуется соударение струй жидкости, дробление струй на мелкие капли и последующее смешение отдельных потоков с образованием общего мелкодисперсного газокапельного потока, обладающего высокой пространственной однородностью. В генерируемом газокапельном потоке отсутствуют крупные жидкостные включения и существенные неоднородности как по размерам капель, так и по пространственному распределению капель. За счет подержания требуемой пространственной однородности газокапельного потока и плотности заполнения мелкодисперсными капелями объема сформированного потока огнетушащего вещества достигается максимальное электрическое сопротивление вдоль потока и, соответственно, минимальные токи утечки по потоку. При данных условиях обеспечивается стабильная электробезопасность при тушении очагов возгорания электроустановок, находящихся под высоким напряжением без отключения электропитания, а также высокая эффективность тушения очагов возгорания различных классов.The above set of essential features makes it possible to create such conditions for the expiration of gas-droplet flows from the outlet openings of the profiled nozzle channels, under which the impact of liquid jets, crushing of the jets into small droplets, and subsequent mixing of individual streams with the formation of a common finely dispersed gas-droplet flow having high spatial uniformity are realized. In the generated gas-droplet flow, there are no large liquid inclusions and significant inhomogeneities both in the size of the droplets and in the spatial distribution of the droplets. By maintaining the required spatial uniformity of the gas-droplet flow and filling density with fine droplets of the volume of the generated extinguishing medium stream, the maximum electrical resistance along the flow and, accordingly, the minimum leakage currents in the flow are achieved. Under these conditions, stable electrical safety is ensured when extinguishing fires in ignitions of electrical installations that are under high voltage without turning off the power supply, as well as high efficiency in extinguishing fires of various classes.
Для увеличения угла конусности факела распыла генерируемого газокапельного потока профилированные каналы направляют под углом к оси симметрии центрального профилированного канала. Угол наклона осей симметрии периферийных каналов к оси симметрии центрального канала предпочтительно составляет до 10°.To increase the cone angle of the spray pattern of the generated gas-droplet flow, the shaped channels are guided at an angle to the axis of symmetry of the central shaped channel. The angle of inclination of the axis of symmetry of the peripheral channels to the axis of symmetry of the Central channel is preferably up to 10 °.
Наиболее равномерное распределение капель жидкости наблюдается при оптимизации размеров выходных отверстий центрального и периферийных профилированных каналов согласно условию: d0≤dц≤1,5d0, где dц - диаметр выходного отверстия центрального профилированного канала.The most uniform distribution of liquid droplets is observed when optimizing the sizes of the outlet openings of the central and peripheral profiled channels according to the condition: d 0 ≤ d c ≤1,5d 0 , where d c is the diameter of the outlet of the central shaped channel.
Максимальная дальнобойность генерируемого газокапельного потока (более 12 м) достигается при выборе общей длины Lобщ каждого профилированного канала сопла из условия: Lобщ≥5dmin, где dmin - диаметр минимального сечения профилированного канала.The maximum range of the generated gas-droplet flow (more than 12 m) is achieved by choosing the total length L total of each profiled nozzle channel from the condition: L total ≥5d min , where d min is the diameter of the minimum cross section of the profiled channel.
Соблюдение перечисленных выше условий позволяет генерировать высокоскоростные мелкодисперсные газокапельные потоки с оптимальным средним размером капель жидкости (от 100 до 200 мкм).Compliance with the above conditions allows the generation of high-speed fine-dispersed gas-droplet flows with an optimal average liquid droplet size (from 100 to 200 microns).
Сопло может быть выполнено в различных конструктивных вариантах выполнения. В одном варианте конструкция сопла может быть образована набором трубок, проточные каналы которых образуют профилированные каналы сопла. В другом варианте сопло может быть выполнено в виде насадки, в корпусе которой образованы профилированные каналы.The nozzle can be made in various structural embodiments. In one embodiment, the nozzle design can be formed by a set of tubes, the flow channels of which form profiled channels of the nozzle. In another embodiment, the nozzle may be in the form of a nozzle, in the housing of which profiled channels are formed.
Далее изобретение поясняется на примере реализации изобретения в составе ранцевой установки пожаротушения, со ссылками на поясняющие чертежи, на которых изображено следующее:Further, the invention is illustrated by an example implementation of the invention as part of a knapsack fire extinguishing installation, with links to explanatory drawings, which depict the following:
- фиг.1 - пневмогидравлическая схема установки пожаротушения;- figure 1 - pneumohydraulic diagram of the fire extinguishing installation;
- фиг.2 - продольный разрез выходного сопла с центральным профилированным каналом и четырьмя периферийными профилированными каналами (масштаб 2:1);- figure 2 is a longitudinal section of the output nozzle with a central profiled channel and four peripheral profiled channels (scale 2: 1);
- фиг.3 - поперечный разрез сопла по плоскости А-А сопла, изображенного на фиг.2;- figure 3 is a transverse section of the nozzle along the plane aa of the nozzle shown in figure 2;
- фиг.4 - вид на сопло, изображенное на фиг.2, со стороны выходных отверстий профилированных каналов (по направлению Б);- figure 4 is a view of the nozzle shown in figure 2, from the side of the outlet openings of the profiled channels (in direction B);
- фиг.5 - продольный разрез выходного сопла с центральным профилированным каналом и пятью периферийными профилированными каналами (масштаб 2:1);- figure 5 is a longitudinal section of the output nozzle with a central profiled channel and five peripheral profiled channels (scale 2: 1);
- фиг.6 - поперечный разрез по плоскости В-В сопла, изображенного на фиг.5;- Fig.6 is a transverse section along the plane BB of the nozzle shown in Fig.5;
- фиг.7 - вид на сопло, изображенное на фиг.5, со стороны выходных отверстий профилированных каналов (по направлению Г).- Fig.7 is a view of the nozzle shown in Fig.5, from the side of the outlet openings of the profiled channels (in the direction G).
Устройство пожаротушения (см. фиг.1) содержит емкость 1, заполненную огнетушащей жидкостью, баллон 2 со сжатым газом, газовый редуктор 3, соединительные шланги 4, 5 и 6, клапан 7 подачи жидкости, клапаны 8 и 9 подачи газа. В состав устройства входит ствол, предназначенный для создания направленного газокапельного потока, включающий камеру 10 смешения жидкости и газа и газодинамическое сопло 11 с профилированными каналами. В качестве огнетушащей жидкости в рассматриваемом примере используется вода или вода с пенообразующими добавками, а в качестве рабочего газа - воздух.The fire extinguishing device (see Fig. 1) contains a container 1 filled with fire extinguishing liquid, a cylinder 2 with compressed gas, a gas reducer 3, connecting hoses 4, 5 and 6, a liquid supply valve 7, gas supply valves 8 and 9. The device includes a barrel designed to create a directed gas-droplet flow, including a chamber 10 for mixing liquid and gas and a gas-dynamic nozzle 11 with shaped channels. In the considered example, water or water with foaming additives is used as a fire extinguishing liquid, and air is used as a working gas.
Камера 10 смешения предназначена для предварительного диспергирования жидкости в потоке газа и содержит цилиндрический корпус со щелевыми каналами, через которые осуществляется подача диспергированного потока жидкости в поток сжатого газа, подаваемого через осевой канал корпуса. В других вариантах реализации изобретения устройство пожаротушения может не содержать камеру смешения жидкости и газа. При таком выполнении установки жидкость подается непосредственно на вход каждого профилированного канала сопла.The mixing chamber 10 is intended for preliminary dispersion of a liquid in a gas stream and comprises a cylindrical body with slotted channels through which a dispersed liquid stream is supplied into a compressed gas stream supplied through an axial channel of the body. In other embodiments of the invention, the fire extinguishing device may not contain a chamber for mixing liquid and gas. With this installation, the liquid is supplied directly to the inlet of each profiled channel of the nozzle.
Согласно первому варианту реализации изобретения, изображенному на фиг.2, 3 и 4, выходное сопло состоит из корпуса 12, во внутренней полости которого размещена насадка 13 из фторопласта. В насадке 13 выполнены центральный профилированный канал 14 и четыре периферийных профилированных канала 15. Насадка 13 закреплена в корпусе 12 с помощью накидной гайки 16. Выходные отверстия периферийных профилированных каналов 15 равномерно распределены по окружности на торцевой поверхности корпуса сопла вокруг выходного отверстия центрального профилированного канала 14.According to a first embodiment of the invention, shown in FIGS. 2, 3 and 4, the outlet nozzle consists of a
Диаметр dц выходного отверстия центрального профилированного канала 14 равен 5 мм, а диаметр выходных отверстий периферийных профилированных каналов 15 - 4 мм, что соответствует условию: d0≤dц≤1,4d0. В рассматриваемом примере периферийные профилированные каналы расположены под углом 5° относительно оси симметрии центрального канала вдоль направления истечения газокапельного потока. Шаг t между осями симметрии близлежащих выходных отверстий периферийных каналов равен 8 мм в соответствии с условием: 1,2d0≤t≤2,5d0.The diameter d c of the outlet of the central profiled
Каждый профилированный канал 14 или 15 состоит из конического сужающегося по ходу течения жидкости участка, цилиндрического и конического расширяющегося по ходу течения жидкости участка. Общая длина Lобщ каждого из профилированных каналов выбрана согласно условию: Lобщ≥5dmin. При диаметре минимального сечения профилированного канала dmin=2 мм общая длина канала Lобщ в рассматриваемом примере выполнения равна 36 мм.Each shaped
В другом примере реализации изобретения, изображенном на фиг.5, 6 и 7, сопло устройства содержит центральный профилированный канал 14 и пять периферийных профилированных каналов 15. Угол наклона осей симметрии периферийных профилированных каналов 15 к оси симметрии центрального профилированного канала 14 также составляет 5°. Диаметр dц выходного отверстия центрального канала 14 равен диаметрам do выходных отверстий периферийных каналов 15 и составляет 4 мм. Шаг t между осями симметрии близлежащих выходных отверстий периферийных каналов равен 6 мм. Общая длина профилированных каналов 14 и 15 составляет 36 мм.In another embodiment of the invention shown in FIGS. 5, 6 and 7, the nozzle of the device comprises a central profiled
Наряду с примерами реализации изобретения, изображенными на чертежах, выходное сопло может быть образовано набором трубок, проточные каналы которых образуют профилированные каналы сопла. Трубки фиксируются с помощью решеток, закрепленных в корпусе сопла.Along with the embodiments of the invention depicted in the drawings, the output nozzle can be formed by a set of tubes, the flow channels of which form profiled channels of the nozzle. The tubes are fixed using grids fixed in the nozzle body.
Работа описанного выше устройства пожаротушения осуществляется следующим образом.The operation of the fire extinguishing device described above is as follows.
Предварительно открывают запорно-пусковой клапан 8 подачи газа. Воздух из баллона 2 поступает через газовый редуктор 3 и шланг 4 в полость наддува емкости 1. По шлангу 5 сжатый воздух с выхода редуктора 3 поступает к управляемому клапану 9 подачи газа, через который осуществляется управляемая подача воздуха в камеру 10 смешения жидкости и газа. Давление газа за редуктором 3 в режиме расхода газа составляет от 0,9 до 1,1 МПа. Вода, вытесняемая сжатым газом из емкости 1, поступает по шлангу 6 к управляемому клапану 7 подачи жидкости, а затем в камеру 10 смешения жидкости и газа.Pre-open the shut-off and start-up valve 8 of the gas supply. The air from the cylinder 2 enters through the gas reducer 3 and the hose 4 into the cavity of the boost tank 1. Through the hose 5, compressed air from the outlet of the reducer 3 enters a controlled gas supply valve 9, through which a controlled air supply to the liquid-gas mixing chamber 10 is carried out. The gas pressure behind the reducer 3 in the gas flow mode is from 0.9 to 1.1 MPa. Water displaced by the compressed gas from the tank 1, flows through a hose 6 to a controlled valve 7 for supplying liquid, and then to the chamber 10 for mixing liquid and gas.
Для генерации газокапельного потока с помощью устройства пожаротушения сначала открывают управляемый клапан 9 подачи газа, а затем с задержкой примерно 0,3 с открывают клапан 7 подачи жидкости. В результате осуществления указанной последовательности действий при открытии клапанов 7 и 9 в камеру 10 смешения предварительно поступает поток газа, эжектирующий жидкость через щелевые каналы в виде тонких равномерно распределенных струек в поток газа. При этом вектор скорости струек жидкости на выходе из щелевых эжектирующих отверстий направлен перпендикулярно оси симметрии проточного канала камеры и, соответственно, перпендикулярно вектору скорости потока газа. В результате взаимодействия струек жидкости с потоком газа происходит диспергирование жидкости на мелкие капли.To generate a gas-droplet flow using a fire extinguishing device, a controlled gas supply valve 9 is first opened, and then a liquid supply valve 7 is opened with a delay of about 0.3 s. As a result of the implementation of the specified sequence of actions when opening the valves 7 and 9, a gas stream preliminarily enters the mixing chamber 10, ejecting the liquid through the slotted channels in the form of thin uniformly distributed jets into the gas stream. In this case, the velocity vector of the liquid streams at the exit from the slotted ejection holes is directed perpendicular to the axis of symmetry of the flow channel of the chamber and, accordingly, perpendicular to the gas velocity vector. As a result of the interaction of the liquid streams with the gas stream, the liquid is dispersed into small droplets.
Из камеры смешения 10 диспергированный газокапельный поток поступает затем в профилированные каналы 14 и 15 выходного сопла. В насадке 13, показанном на фиг.2, 3 и 4, происходит разделение газокапельного потока на пять отдельных потоков. При движении потока через конический сужающийся участок происходит дополнительное диспергирование газокапельного потока. После прохождения конического участка газокапельный поток поступает в цилиндрический участок канала, в котором происходит выравнивание профиля скоростей по сечению потока.From the mixing chamber 10, the dispersed gas-droplet stream then enters the profiled
Далее газокапельный поток разгоняется в расширяющемся коническом участке профилированного канала. На выходе из профилированных каналов сопла образуются конусообразные мелкодисперсные газокапельные потоки, которые соударяются друг с другом в пространстве за срезом сопла.Next, the gas-droplet stream accelerates in an expanding conical section of the profiled channel. At the exit from the profiled nozzle channels, cone-shaped finely dispersed gas-droplet flows are formed, which collide with each other in space behind the nozzle exit.
Сформированный высокоскоростной мелкодисперсный газокапельный поток направляется оператором на очаг возгорания, например, на электроустановку, находящуюся под высоким напряжением. Эффективное тушение очага осуществляется за счет высокой скорости и равномерности распределения мелких капель жидкости в непосредственной близости от пламени. Требуемое электрическое сопротивление вдоль потока обеспечивается вследствие высокой пространственной однородности газокапельного потока и равномерного заполнения мелкодисперсными каплями жидкости объема сформированного потока огнетушащего вещества.The formed high-speed fine gas-droplet stream is directed by the operator to the source of ignition, for example, to a high-voltage electrical installation. Effective fire extinguishing is carried out due to the high speed and uniform distribution of small drops of liquid in the immediate vicinity of the flame. The required electrical resistance along the flow is ensured due to the high spatial uniformity of the gas-droplet flow and the uniform filling of the volume of the generated extinguishing agent stream with fine droplets of liquid.
Работа устройства, снабженного соплом, которое изображено на фиг.5, 6 и 7, осуществляется аналогичным образом. Сформированный в камере смешения 10 смешенный газокапельный поток дополнительно диспергируется и разгоняется в шести профилированных каналах 14 и 15, образуя шесть газокапельных потоков. Сформированные газокапельные потоки в пространстве за срезом профилированных каналов сопла при столкновении друг с другом смешиваются и дробятся на мелкие капли. За счет увеличения количества периферийных профилированных каналов на выходе из сопла образуется однородный широкоапертурный газокапельный поток с высокой кинетической энергией капель жидкости.The operation of the device equipped with a nozzle, which is shown in Fig.5, 6 and 7, is carried out in a similar way. Formed in the mixing chamber 10, the mixed gas-droplet stream is additionally dispersed and accelerated in six profiled
В результате образования общего газокапельного потока из отдельно сформированных потоков, расстояние между которыми определяется шагом t между осями симметрии близлежащих выходных отверстий периферийных каналов по окружности их размещения, повышается равномерность распределения мелкодисперсных капель жидкости в пространстве. Вследствие этого обеспечивается требуемое электрическое сопротивление генерируемого газокапельного, которое необходимо для электробезопасности оператора при тушении электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В.As a result of the formation of a common gas-droplet stream from separately formed streams, the distance between which is determined by the step t between the symmetry axes of the neighboring outlet openings of the peripheral channels around the circumference of their placement, the uniformity of the distribution of fine liquid droplets in space increases. As a result of this, the required electrical resistance of the generated gas-and-droplet is provided, which is necessary for the electrical safety of the operator when extinguishing electrical installations under voltage up to 1000 V.
При выключении устройства производится предварительное отключение подачи огнетушащей жидкости в камеру смешения 10 перед отключением подачи в нее газа. Такая последовательность действий осуществляется за счет первоначального закрытия клапана 7 подачи жидкости, а затем, с задержкой примерно на 0,3 с, закрытие клапана 8 подачи газа.When the device is turned off, a preliminary shutdown of the extinguishing liquid supply to the mixing chamber 10 is performed before turning off the gas supply to it. This sequence of actions is carried out by initially closing the liquid supply valve 7, and then, with a delay of about 0.3 s, closing the gas supply valve 8.
Посредством изменения положения газодинамического сопла 11 (см. фиг.1) в вертикальной и горизонтальной плоскости оператор может тушить очаги возгорания на больших площадях в открытом пространстве и в замкнутых помещениях. При использовании для тушения очагов возгорания воды с пенообразователем на поверхности очага образуется тонкая пленка пенообразующего вещества, ограничивающая поступление кислорода из окружающего пространства в зону горения.By changing the position of the gas-dynamic nozzle 11 (see Fig. 1) in the vertical and horizontal plane, the operator can extinguish fires in large areas in open space and in enclosed spaces. When using water with a foaming agent to extinguish foci of ignition, a thin film of a foaming substance is formed on the surface of the focus, restricting the flow of oxygen from the surrounding space into the combustion zone.
Скорость капель жидкости при подлете к очагу пожара составляет не менее 5 м/с при интенсивности подачи жидкости 0,4 л/с. Скорость газокапельной струи на выходе из газодинамического сопла 11 была равна примерно 80 м/с. При запасе огнетушащей жидкости 12 л с помощью ранцевой установки пожаротушения может осуществляться тушение очагов возгорания твердых материалов общей площадью около 60 м2, очагов возгорания легковоспламеняющихся жидкостей площадью более 7 м2, а также тушение электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В.The speed of liquid droplets when approaching a fire is at least 5 m / s with a liquid flow rate of 0.4 l / s. The velocity of the gas-droplet jet at the exit of the gas-dynamic nozzle 11 was approximately 80 m / s. With a supply of fire-extinguishing liquid of 12 l, a fire-fighting knapsack can extinguish foci of ignition of solid materials with a total area of about 60 m 2 , foci of ignition of flammable liquids with an area of more than 7 m 2 , and also extinguish electrical installations under voltage up to 1000 V.
Испытания на электробезопасность ранцевой установки пожаротушения с выходным соплом, выполненным с различным количеством профилированных каналов, проводилось на электротехническом стенде, соответствующем требованиями ГОСТ Р 51057-2001. Исходя из требований электробезопасности, допустимое значение тока утечки составляет не более 0,5 мА. Расстояние между выходным соплом и мишенью, находящейся под напряжением ~36±4 кВ переменного тока с частотой 50 Гц, равно 1000 мм. Результаты испытаний представлены в таблице.Electrical safety tests of a knapsack fire extinguishing installation with an output nozzle made with a different number of profiled channels were carried out on an electrical test bench that meets the requirements of GOST R 51057-2001. Based on the requirements of electrical safety, the permissible leakage current is not more than 0.5 mA. The distance between the output nozzle and the target under voltage of ~ 36 ± 4 kV AC with a frequency of 50 Hz is 1000 mm. The test results are presented in the table.
Из представленной таблицы следует, что при количестве периферийных профилированных каналов, равном четырем и более, значение тока утечки вдоль генерируемого потока не превышало допустимого значения тока утечки - 0,5 мА. В случае, когда количество периферийных профилированных каналов было менее четырех, величина тока утечки вдоль потока была равна 0,65 мА и более, т.е. выше предельно допустимого значения.From the presented table it follows that with the number of peripheral profiled channels equal to four or more, the leakage current along the generated flow did not exceed the allowable leakage current of 0.5 mA. In the case when the number of peripheral profiled channels was less than four, the leakage current along the flow was 0.65 mA or more, i.e. above the maximum permissible value.
Таким образом, при использовании изобретения обеспечивается требуемый уровень электросопротивления потока огнетушащего вещества за счет повышения равномерности пространственного распределения мелкодисперсных капель жидкости в генерируемом потоке. При указанных условиях соблюдаются требования электробезопасности при тушении очагов возгорания электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В, и обеспечивается высокая эффективность тушения очагов возгорания различных классов.Thus, when using the invention, the required level of electrical resistance of the extinguishing medium flow is ensured by increasing the uniformity of the spatial distribution of fine liquid droplets in the generated flow. Under these conditions, the electrical safety requirements are met when extinguishing fires of electrical installations under voltage up to 1000 V, and high efficiency of extinguishing fires of various classes is ensured.
Изобретение может найти широкое применение в мобильных средствах пожаротушения различного назначения и стационарном пожарно-техническом оборудовании.The invention can find wide application in mobile fire extinguishing equipment for various purposes and stationary fire-fighting equipment.
Claims (6)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006122074/12A RU2316369C1 (en) | 2006-06-22 | 2006-06-22 | Fire-extinguishing device |
| PCT/RU2007/000306 WO2008002189A1 (en) | 2006-06-22 | 2007-06-06 | Fire-fighting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006122074/12A RU2316369C1 (en) | 2006-06-22 | 2006-06-22 | Fire-extinguishing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2316369C1 true RU2316369C1 (en) | 2008-02-10 |
Family
ID=38596227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006122074/12A RU2316369C1 (en) | 2006-06-22 | 2006-06-22 | Fire-extinguishing device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2316369C1 (en) |
| WO (1) | WO2008002189A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2490041C1 (en) * | 2012-03-15 | 2013-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Темперо" | Potable fire-extinguishing plant |
| RU2696637C1 (en) * | 2019-03-04 | 2019-08-05 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Fire-extinguishing device |
| RU202465U1 (en) * | 2020-07-14 | 2021-02-18 | Публичное акционерное общество "КАМАЗ" | FIRE STAND |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101357255B (en) * | 2008-09-11 | 2011-09-14 | 中国科学技术大学 | Involute arc spout fire-fighting extinguishing spray-head |
| US8893815B2 (en) | 2008-12-23 | 2014-11-25 | Utc Fire & Security Corporation | Fire extinguisher and discharge nozzle assembly |
| CN102166398B (en) * | 2011-05-05 | 2013-01-02 | 东台市星海船用设备有限公司 | Nozzle of interrupted clear water extinguisher |
| RU2521803C1 (en) * | 2013-07-08 | 2014-07-10 | Олег Савельевич Кочетов | Kochetov pneumatic sprayer |
| RU2553954C1 (en) * | 2014-04-16 | 2015-06-20 | Олег Савельевич Кочетов | Kochetov's atomiser |
| RU2553955C1 (en) * | 2014-05-14 | 2015-06-20 | Олег Савельевич Кочетов | Atomiser with hemispherical spreader |
| RU2564278C1 (en) * | 2014-05-22 | 2015-09-27 | Олег Савельевич Кочетов | Kochetov's pneumatic sprayer |
| RU2553957C1 (en) * | 2014-05-22 | 2015-06-20 | Олег Савельевич Кочетов | Kochetov's sprayer |
| RU2669176C2 (en) * | 2015-04-24 | 2018-10-08 | Мария Олеговна Стареева | Diffuser |
| RU2646719C2 (en) * | 2015-04-24 | 2018-03-06 | Мария Михайловна Стареева | Spray |
| RU2617627C1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-04-25 | Олег Савельевич Кочетов | Sprayer |
| RU2665530C1 (en) * | 2017-02-17 | 2018-08-30 | Олег Савельевич Кочетов | Liquid atomizer |
| RU181323U1 (en) * | 2018-04-11 | 2018-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) | INJECTOR FOR SPRAYING THE WORKING COMPOSITION OF A BIOLOGICAL PRODUCT |
| RU2681640C1 (en) * | 2018-04-11 | 2019-03-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) | Biological preparation active composition sprayer |
| CN110841222B (en) * | 2019-12-17 | 2023-08-18 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | Foam uniform mixing pipe, mixed foam fire extinguishing system, control method of mixed foam fire extinguishing system and fire truck |
| CN115666736A (en) * | 2020-04-10 | 2023-01-31 | 耶特克斯创新有限股份公司 | Fire-extinguishing system with fire-fighting nozzles |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3905223A1 (en) * | 1988-03-02 | 1989-09-14 | Werner Gmbh & Co Spezialfab | Portable fire extinguisher |
-
2006
- 2006-06-22 RU RU2006122074/12A patent/RU2316369C1/en not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-06-06 WO PCT/RU2007/000306 patent/WO2008002189A1/en active Application Filing
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2490041C1 (en) * | 2012-03-15 | 2013-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Темперо" | Potable fire-extinguishing plant |
| RU2696637C1 (en) * | 2019-03-04 | 2019-08-05 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Fire-extinguishing device |
| RU202465U1 (en) * | 2020-07-14 | 2021-02-18 | Публичное акционерное общество "КАМАЗ" | FIRE STAND |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008002189A1 (en) | 2008-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2316369C1 (en) | Fire-extinguishing device | |
| RU2121390C1 (en) | Fire-extinguishing plant | |
| EP1370367B1 (en) | Liquid sprayers | |
| RU2254155C1 (en) | Portable fire-extinguishing device and liquid atomizer | |
| AU2002251620A1 (en) | Liquid sprayers | |
| JP2008541984A (en) | Fire extinguishing device and fire extinguishing head | |
| WO2008024032A1 (en) | Liquid sprayer | |
| RU141353U1 (en) | HIGH VELOCITY POLYDISPERSION FOAM GENERATOR | |
| RU2158151C1 (en) | Liquid sprayer and fire-extinguisher provided with such liquid sprayer | |
| RU2456042C1 (en) | Foamgenerator of ejection type | |
| RU2404835C1 (en) | Polydispersity high expansion generator of vortex type | |
| RU2265467C1 (en) | Fire extinguisher | |
| RU2290237C1 (en) | Fire-extinguishing method and device | |
| RU2346756C1 (en) | Compressed air atomiser | |
| RU2297864C2 (en) | Dire-extinguishing plant | |
| RU176037U1 (en) | DEVICE FOR SPRAYING A LIQUID IN A GAS MEDIUM WITH FORMATION OF A TWO-PHASE JET WITH A HIGH SPEED AND DISPERSION OF A LIQUID | |
| RU2264833C1 (en) | Liquid sprayer and fire-extinguisher | |
| EP3840847B1 (en) | A low-pressure mist fire extinguishing device and a set of components for a low-pressure mist fire extinguishing device | |
| RU192064U1 (en) | Air-mechanical foam generator of medium and low multiplicity for the monitors | |
| RU192065U1 (en) | Carriage barrel with medium and low multiplicity air-mechanical foam generator | |
| RU2645501C1 (en) | Mobile fire-extinguishing apparatus with two-phase sprayer | |
| RU82562U1 (en) | FIRE EXTINGUISHER | |
| RU24639U1 (en) | FIRE FIGHTING DEVICE | |
| RU2490041C1 (en) | Potable fire-extinguishing plant | |
| RU2489187C2 (en) | Device of fire-extinguishing with finely pulverised flow of fire-extinguishing liquid or foam flow and sprayer for their formation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200623 |