RU2415688C1 - Method of obtaining finely dispersed water and device for its realisation - Google Patents
Method of obtaining finely dispersed water and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2415688C1 RU2415688C1 RU2009149734/12A RU2009149734A RU2415688C1 RU 2415688 C1 RU2415688 C1 RU 2415688C1 RU 2009149734/12 A RU2009149734/12 A RU 2009149734/12A RU 2009149734 A RU2009149734 A RU 2009149734A RU 2415688 C1 RU2415688 C1 RU 2415688C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- plate
- nozzle
- plates
- stream
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к противопожарной технике и предназначено для тушения пожаров распыленной водой. Кроме того, предлагаемые способ и устройство могут быть использованы для распыления жидкостей в технологических целях, где требуется покрывать жидкостью большие площади с равномерным распределением ее по площади.The invention relates to fire fighting equipment and is designed to extinguish fires with sprayed water. In addition, the proposed method and device can be used for spraying liquids for technological purposes, where it is required to cover a large area with a liquid with a uniform distribution over the area.
Известно, что при создании капельного потока крупные капли воды диаметром до 1,0 мм, обладая большой кинетической энергией, разлетаясь, увлекают за собой мелкие капли диаметром 50-100 микрон и, тем самым, увеличивают угол раскрытия факела струи распыленной воды.It is known that when creating a droplet flow, large drops of water with a diameter of up to 1.0 mm, having large kinetic energy, expanding, entrain small drops with a diameter of 50-100 microns and, thereby, increase the angle of the torch opening of the jet of sprayed water.
Крупные капли воды диаметром от 300 до 600 микрон, пролетая через факел пламени, не успевают испариться и орошают поверхность твердых горящих предметов (древесина, текстильные ткани и т.п.), охлаждая поверхность этих предметов до температуры ниже интенсивного пирофорного разложения (200°C и ниже) и прекращают их горение. Капли размером 200-300 микрон, пролетая в пламени, осаждают частицы сажи, твердых взвесей в зоне горения, а также дым. Капли размером 50-150 микрон быстро теряют скорость в газовой среде пожара, испаряются, образуя облако водяного пара, снижают концентрацию паров горючего в смеси с кислородом воздуха до пределов ниже воспламенения этой смеси и прекращают горение.Large drops of water with a diameter of 300 to 600 microns, flying through a flame, do not have time to evaporate and irrigate the surface of solid burning objects (wood, textile fabrics, etc.), cooling the surface of these objects to a temperature below intense pyrophoric decomposition (200 ° C and below) and stop their burning. Drops of 200-300 microns in size, flying in a flame, precipitate soot particles, solid suspensions in the combustion zone, as well as smoke. Drops of 50-150 microns in size quickly lose their speed in a gaseous fire medium, evaporate, forming a cloud of water vapor, reduce the concentration of fuel vapor in a mixture with atmospheric oxygen to a level below the ignition of this mixture and stop burning.
Проведенные исследования показали, что для тушения пожаров твердых веществ наиболее эффективны капли воды размером порядка 300 - 600 микрон.Studies have shown that to extinguish fires of solid substances, water droplets of the size of the order of 300 - 600 microns are most effective.
При горении жидких нефтепродуктов или других горючих жидкостей наиболее эффективны капли воды размером 50-150 микрон. Таким образом, на стадии проектирования конструкция распылителя позволяет выбрать оптимальную степень дисперсности распыленной воды.When burning liquid petroleum products or other flammable liquids, water droplets of 50-150 microns in size are most effective. Thus, at the design stage, the design of the sprayer allows you to choose the optimal degree of dispersion of sprayed water.
Исследованиями установлено (И.И.Петров, В.Ч.Реутт. Тушение пламени горючих жидкостей. Москва. 1961 г. Типография изд-ва Министерства коммунального хозяйства РСФСР. Стр. 3-143), что для успешного тушения пожара распыленной водой, устройство для создания потока тонкораспыленной воды должно удовлетворять следующим основным требованиям:Research has established (I.I. Petrov, V.Ch. Reutt. Extinguishing flames of flammable liquids. Moscow. 1961. Printing house of the Ministry of Public Utilities of the RSFSR. Pages 3-143), that for successfully extinguishing a fire with sprayed water, a device To create a stream of finely dispersed water, it must satisfy the following basic requirements:
- покрывать сразу всю площадь горения;- cover immediately the entire combustion area;
- равномерно распределять поток распыленной воды по площади орошения;- evenly distribute the flow of sprayed water over the irrigation area;
- обеспечивать оптимальную интенсивность подачи распыленной воды на единицу площади горения;- provide the optimal intensity of the sprayed water per unit area of combustion;
- обеспечивать оптимальный средний размер капель воды (требуемую степень дисперсности).- provide the optimal average size of water droplets (the required degree of dispersion).
Из всего многообразия известных способов распыления жидкостей и конструкций распылителей, как показали проводившиеся огневые опыты, наиболее полно удовлетворяет перечисленным требованиям винтовой распылитель, разработанный во ВНИИПО в 1957 г. (И.И.Петров, В.Ч.Реутт. Тушение пламени горючих жидкостей. Москва. 1961 г. Типография изд-ва Министерства коммунального хозяйства РСФСР. Стр.3-143). Как показали проводившиеся полигонные огневые испытания, один винтовой распылитель обеспечивал тушение пламени бензина в резервуаре с площадью горения 60 м2. Поэтому винтовой распылитель выбран в качестве прототипа заявляемого способа и устройства.Of the variety of known methods for spraying liquids and atomizer designs, as shown by fire tests, the screw atomizer developed at VNIIPO in 1957 (I.I. Petrov, V.Ch. Reutt. Extinguishing the flame of combustible liquids most fully meets the above requirements). Moscow, 1961. Printing house of the Ministry of Public Utilities of the RSFSR. Pages 3-143). As the conducted fire tests showed, one screw sprayer extinguished the flame of gasoline in a tank with a burning area of 60 m 2 . Therefore, a screw atomizer is selected as a prototype of the proposed method and device.
Основным недостатком винтового распылителя является относительно малая площадь витка, на котором происходит растягивание пленки воды, срезаемой с цельной струи, вследствие чего, для получения необходимой степени дисперсности (среднего размера капель), требуется повышенный напор воды перед распылителем. Кроме того, винтовой распылитель оказался сложным в его изготовлении, что затрудняет массовое серийное производство.The main disadvantage of a screw atomizer is the relatively small area of the turn on which the film of water stretched off from the whole jet is stretched, and therefore, to obtain the required degree of dispersion (average droplet size), an increased water pressure in front of the atomizer is required. In addition, the screw atomizer proved to be difficult to manufacture, making mass production difficult.
Заявляемые способ и устройство для его реализации устраняют указанные недостатки.The inventive method and device for its implementation eliminate these disadvantages.
Для этого в способе получения тонкораспыленной воды, заключающемся в формировании потока распыленной струи воды из сопла распылителя, струю воды, вытекающую из сопла распылителя при формировании потока, разбивают послойно на пленочные потоки тарелочками устройства для создания потока тонкораспыленной воды, затем эти пленочные потоки растягивают за счет увеличения площади поверхности каждой тарелочки и под действием скоростного напора дробят на капли.To do this, in the method for producing finely atomized water, which consists in forming a stream of a sprayed water stream from a nozzle of a sprayer, the stream of water flowing from a nozzle of a sprayer when forming a stream is layered into film streams with plates of a device for creating a stream of finely sprayed water, then these film streams are stretched by increasing the surface area of each plate and under the action of high-speed pressure is crushed into drops.
В устройстве для создания потока тонкораспыленной воды, содержащем сопло распылителя, каркас и тарелочки, жестко смонтированные на каркасе, первая тарелочка от сопла выполнена в виде кругового кольца, а последующие тарелочки изготовлены в виде усеченного конуса, образующая которого выполнена равной толщине кольца первой тарелочки.In a device for creating a stream of finely atomized water containing a spray nozzle, a frame and plates fixed to the frame, the first plate from the nozzle is made in the form of a circular ring, and the subsequent plates are made in the form of a truncated cone, the generatrix of which is made equal to the thickness of the ring of the first plate.
Технический эффект, реализуемый заявляемым способом, обуславливается следующим.The technical effect realized by the claimed method is determined by the following.
Разбивка струи воды послойно на пленочные потоки тарелочками устройством для создания потока тонкораспыленной воды позволяет получать широкий угол раскрытия распыленной струи воды и, следовательно, большую площадь орошения при равномерном распределении воды по площади.The breakdown of the water stream layer by layer into film streams with trays by a device for creating a stream of finely sprayed water allows to obtain a wide opening angle of the sprayed water stream and, therefore, a large irrigation area with uniform distribution of water over the area.
Растягивание пленочных потоков за счет увеличения площади поверхности каждой тарелочки и дробление под действием скоростного напора на капли пленка воды позволяет повысить эффективность создания потока тонкораспыленной воды, которая заключается в следующем:Stretching the film flows by increasing the surface area of each plate and crushing under the action of high-pressure pressure on the drops, the film of water can increase the efficiency of creating a stream of finely dispersed water, which consists in the following:
- процесс дробления пленочных потоков на капли в заявляемом способе происходит с меньшими затратами кинетической энергии за счет предварительного растягивания этих потоков на тарелочках, по сравнению со способом, реализуемом в устройстве, принятом за прототип;- the process of crushing film flows into droplets in the inventive method occurs at a lower cost of kinetic energy due to the preliminary stretching of these flows on plates, compared with the method implemented in the device adopted for the prototype;
- чем меньше толщина срезаемого пленочного потока и чем выше скоростной напор, тем меньшего диаметра образуются капли воды и, следовательно, выше степень дисперсности распыленной струи.- the smaller the thickness of the sheared film stream and the higher the pressure head, the smaller the diameter of water droplets are formed and, therefore, the greater the degree of dispersion of the sprayed jet.
Технический эффект, реализуемый заявляемым устройством, обуславливается следующим.The technical effect realized by the claimed device is determined by the following.
Исполнение первой тарелочки в виде диска позволяет увеличить площадь, орошаемую распылителем.The execution of the first plate in the form of a disk allows you to increase the area irrigated by the sprayer.
Исполнение последующих тарелочек, изготовленных в виде усеченных конусов, образующая которых равны между собой, а также толщине кольца первой тарелочки, обеспечивает равномерное распределение потока распыленной воды по орошаемой площади за счет равномерного уменьшения телесного угла каждой последующей тарелочки.The execution of subsequent plates made in the form of truncated cones, the generatrix of which are equal to each other, as well as the thickness of the ring of the first plate, provides a uniform distribution of the sprayed water flow over the irrigated area by uniformly decreasing the solid angle of each subsequent plate.
Кроме того, данная конструкция заявляемого устройства позволяет, еще на стадии его проектирования, определять заданную степень дисперсности распыленной воды, необходимой при тушении пожаров определенных видов горючих материалов. Например, при тушении древесины и других твердых горючих материалов нужны относительно крупные капли воды, а для тушения горючих жидкостей наиболее эффективна тонкораспыленная вода.In addition, this design of the claimed device allows, even at the stage of its design, to determine the specified degree of dispersion of sprayed water, necessary for extinguishing fires of certain types of combustible materials. For example, when extinguishing wood and other solid combustible materials, relatively large drops of water are needed, and finely dispersed water is most effective for extinguishing combustible liquids.
Конструкция заявляемого устройства позволяет также минимизировать негативное влияние на его работу окалины, образующейся в подводящих трубопроводах или твердых взвесей в потоке воды.The design of the inventive device also allows you to minimize the negative impact on its work of scale formed in the supply pipelines or solid suspensions in the water stream.
На фиг.1 представлен общий вид (сечение вдоль продольной оси) устройства для создания потока тонкораспыленной воды, реализующего заявляемый способ; на фиг.2 - то же со схемой распределения направлений потоков воды, в том числе пленочных и капельных потоков, создаваемых заявляемым устройством; на фиг.3 - поперечное сечение устройства между отбойником и первой тарелочкой; на фиг.4 - фотография макета тарельчатого распылителя.Figure 1 presents a General view (section along the longitudinal axis) of a device for creating a stream of finely atomized water that implements the inventive method; figure 2 is the same with the distribution diagram of the directions of water flows, including film and droplet flows created by the claimed device; figure 3 is a cross section of the device between the chipper and the first plate; figure 4 is a photograph of the layout of a poppet spray.
Устройство (фиг.1) состоит из сопла 1, через входное отверстие диаметром d1 которого подается вода в распылитель. На сопле жестко закреплен каркас 2, состоящий из отбойника 3 и трех спиц 4 (фиг.3). На спицах 4 смонтированы тарелочки, причем первая тарелочка 5 выполнена в виде плоского круглого диска с отверстием-диафрагмой в центре диска диаметром d2, а последующие тарелочки 6, 7, 8 и 9 изготовлены в виде усеченного конуса, образующая которых L равны между собой, а также толщине В кольца первой тарелочки 5.The device (figure 1) consists of a nozzle 1, through an inlet with a diameter d 1 of which water is supplied to the atomizer. On the nozzle is rigidly fixed
Каждая из тарелочек 6, 7 и 8 имеют в центре соответствующие калиброванные отверстия - диафрагмы d3, d4 и d5. Все тарелочки 5, 6, 7, 8 и 9 монтируются жестко на каркасе 2 с помощью спиц 4 на определенном расстоянии от торца 10 отбойника 3, а отверстия d2, d3, d4 и d5 должны быть соосны входному отверстию d1, выполняя при этом следующее соотношение:Each of the
d1>d2, >d3, >d4>d5,d 1 > d 2 ,> d 3 ,> d 4 > d 5 ,
причем диаметры отверстий-диафрагм и общее число рабочих тарелочек в распылителе определяется заданной степенью дисперсности распыленной воды.moreover, the diameters of the apertures and the total number of working plates in the spray is determined by a given degree of dispersion of the sprayed water.
Последняя тарелочка 9 выполнена с донышком 11 и диаметром d6, при этом должно выполняться следующее соотношение:The last plate 9 is made with a
d5>d6.d 5 > d 6 .
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При подаче воды через входное отверстие d1 сопла 1 первая тарелочка 5 срезает со струи воды пленку толщиной, равной разности между диаметрами d1 и d2. Все последующие тарелочки 6, 7 и 8 аналогичным образом срезают пленку со струи воды толщиной, равной разности между диаметрами d2, d3, d4 и d5 (Фиг.2).When water is supplied through the inlet d 1 of the nozzle 1, the
Остаток потока воды, дойдя до дна 11 тарелочки 9, растекается по поверхности последней в виде пленочного потока.The rest of the water stream, reaching the
Таким образом, устройство разбивает выходящую из сопла 1 струю воды послойно на пленочные потоки своими тарелочками 5, 6, 7, 8 и 9, затем эти пленочные потоки растягиваются за счет увеличения площади поверхности каждой тарелочки и под действием скоростного напора и сил поверхностного натяжения дробятся на капли (Фиг.2).Thus, the device splits the water jet leaving the nozzle 1 layer by layer into film streams with its
При возникновении нестабильного потока воды на входе заявляемого устройства, связанного с гидроударами, пульсациями и т.п. отбойник 3 позволяет при срывах пленочного потока с тарелочки 5 возвратить указанный поток на поверхность этой тарелочки, по которой обтекает соответствующий пленочный поток.When an unstable flow of water occurs at the inlet of the inventive device associated with water hammer, ripple, etc. the
Аналогичную функцию, как и отбойник 3, выполняют обратные стороны тарелочек 5, 6, 7 и 8 при отмеченных аномальных явлениях при формировании соответствующих пленочных потоков.A similar function, like
Тем самым осуществляется равномерное орошение заданной площади контролируемого участка горения. При этом, чем меньше толщина срезаемой пленки воды и чем выше скоростной напор, тем меньшего диаметра образуются капли воды и, следовательно, выше степень дисперсности распыленной струи.Thus, uniform irrigation of a given area of a controlled burning area is carried out. In this case, the smaller the thickness of the water film being cut off and the higher the pressure head, the smaller the diameter of water droplets are formed and, therefore, the finer the degree of dispersion of the sprayed jet.
Подбирая соответствующую разность между диаметром d1 входного отверстия сопла 1 и диаметрами последующих отверстий - диафрагмами d3, d4 и d5 и числом тарелочек (на фиг.1 и 2 изображен вариант исполнения заявляемого устройства с пятью тарелочками), можно получить любую наперед заданную степень дисперсности распыленной струи воды при относительно невысоком давлении воды (0,6-0,8 МПа) перед срезом сопла.Choosing the appropriate difference between the diameter d 1 of the inlet of the nozzle 1 and the diameters of the subsequent holes - diaphragms d 3 , d 4 and d 5 and the number of plates (Figs. 1 and 2 show an embodiment of the inventive device with five plates), you can get any given the degree of dispersion of the sprayed water jet at a relatively low water pressure (0.6-0.8 MPa) before the nozzle exit.
Приблизительные расчеты показывают, что предлагаемый распылитель с диаметром входного отверстия сопла 1, например, d1=14 мм, при указанном выше напоре может обеспечить расход воды порядка 3,3 л/с. Образуемый с помощью заявляемого устройства, установленного на высоте 2,5 м, капельный поток покроет площадь пола до 5 м диаметром при равномерном распределении плотности потока по площади.Approximate calculations show that the proposed sprayer with the diameter of the inlet nozzle 1, for example, d 1 = 14 mm, with the above pressure can provide a flow rate of about 3.3 l / s. Formed using the inventive device installed at a height of 2.5 m, the drip stream will cover the floor area up to 5 m in diameter with a uniform distribution of the flux density over the area.
Такая конструкция распылителя практически не может засориться окалиной в трубах или твердыми взвесями в потоке воды.This design of the spray can hardly clog the scale in pipes or solid suspensions in a stream of water.
Заявляемые способ получения тонкораспыленной воды и устройство для его реализации могут применяться в стационарных дренчерных установках пожаротушения, а так же передвижными пожарными подразделениями.The inventive method of producing finely dispersed water and a device for its implementation can be used in stationary deluge fire extinguishing installations, as well as mobile fire units.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009149734/12A RU2415688C1 (en) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | Method of obtaining finely dispersed water and device for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009149734/12A RU2415688C1 (en) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | Method of obtaining finely dispersed water and device for its realisation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2415688C1 true RU2415688C1 (en) | 2011-04-10 |
Family
ID=44052056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009149734/12A RU2415688C1 (en) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | Method of obtaining finely dispersed water and device for its realisation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2415688C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2514740C1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-05-10 | Олег Савельевич Кочетов | Kochetov's fluid sprayer |
RU2600081C1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") | Method for production of sprayed water for fire extinguishing |
-
2009
- 2009-12-30 RU RU2009149734/12A patent/RU2415688C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2514740C1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-05-10 | Олег Савельевич Кочетов | Kochetov's fluid sprayer |
RU2600081C1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") | Method for production of sprayed water for fire extinguishing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2427402C1 (en) | Kochetov's sprayer | |
DE60204857T2 (en) | Atomizer | |
RU2481159C1 (en) | Fluid sprayer | |
CN1092071C (en) | Process and device for atomising liquid extinguishing agents in stationary extinguishing installations | |
US20050011652A1 (en) | Spray head and nozzle arrangement for fire suppression | |
RU2461427C1 (en) | Kochetov's fluid spray nozzle | |
Lal et al. | Experimental study of an air assisted mist generator | |
CN102065954A (en) | Extinguishing nozzle body | |
KR20080017472A (en) | High velocity low pressure emitter | |
RU2424835C1 (en) | Fluid sprayer | |
EP2688676A2 (en) | Water atomization and mist delivery system | |
RU2474451C1 (en) | Pneumatic sprayer | |
RU2416442C1 (en) | Kochetov's sprayer | |
RU2542239C1 (en) | Liquid atomiser | |
RU2415688C1 (en) | Method of obtaining finely dispersed water and device for its realisation | |
RU84715U1 (en) | FIRE FIGHTING PLANT | |
CN104740816A (en) | High efficiency fire extinguishing novel technology and device | |
RU2415689C1 (en) | Gas-water fire-extinguishing system | |
CN209967489U (en) | Double-channel low-pressure fluid atomization spray head | |
CN101306233B (en) | Rotor axis switching bi-functional spray gun | |
CN201055627Y (en) | Portable ultra-fine air-water-mist fire extinguisher | |
RU2550840C1 (en) | Liquid flow divider of ejection type | |
RU2456041C1 (en) | Sprayer | |
CN101279125B (en) | Spacing plate slanting-hole flow-guiding liquid atomization device | |
CN201197856Y (en) | Spacing plate slanting-hole flow-guiding liquid atomization device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131231 |