RU2419473C1 - Small-sized ejection type foam generator - Google Patents
Small-sized ejection type foam generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419473C1 RU2419473C1 RU2009137045/12A RU2009137045A RU2419473C1 RU 2419473 C1 RU2419473 C1 RU 2419473C1 RU 2009137045/12 A RU2009137045/12 A RU 2009137045/12A RU 2009137045 A RU2009137045 A RU 2009137045A RU 2419473 C1 RU2419473 C1 RU 2419473C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insert
- foam
- hole
- foam generator
- inlet
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
- Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для испытаний пенообразователей в лабораторных условиях.The invention relates to the field of fire fighting equipment and is intended for testing foaming agents in laboratory conditions.
Известно, что для испытаний пенообразователя на малогабаритном лабораторном пеногенераторе (НПБ 304-2001, стр.38) требуется гораздо меньше рабочего раствора (~2 л на одно испытание) по сравнению с пеногенераторами больших (реальных) типоразмеров. Однако основным недостатком малогабаритного лабораторного пеногенератора этого типа является наблюдаемое расхождение в кратности пены, полученной при одинаковых условиях пеногенерации (давление рабочего раствора, вид и концентрация пенообразователя) по сравнению с пеногенераторами больших (реальных) типоразмеров, а иногда и невозможность получения пены при стандартных условиях, т.к. проявляется явление срыва процесса пенообразования.It is known that for testing a foaming agent on a small-sized laboratory foam generator (NPB 304-2001, p. 38), a much smaller working solution (~ 2 L per test) is required compared to foam generators of large (real) sizes. However, the main disadvantage of a small-sized laboratory foam generator of this type is the observed discrepancy in the multiplicity of the foam obtained under the same conditions of foam generation (pressure of the working solution, type and concentration of the foaming agent) compared with foam generators of large (real) sizes, and sometimes the inability to obtain foam under standard conditions, because the phenomenon of disruption of the foaming process is manifested.
Пенообразователи, представляющие собой водные растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ) и специальных добавок, широко используются для тушения пожаров. При этом проблема оценки качества пенообразователей в лабораторных условиях связана с необходимостью получения пен методами, аналогичными методам их получения в реальных условиях (ГОСТ Р 50588-93, «Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытания», НПБ 304-2001, Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний), а также - с оценкой таких показателей, как кратность, устойчивость. Для контроля качества пенообразователей в лабораторных условиях применяют малые, так называемые модельные пеногенераторы. Такие пеногенераторы должны воспроизводить (моделировать) физико-химические условия образования пены в реальных условиях их применения при тушении пожаров.Foaming agents, which are aqueous solutions of surface-active substances (surfactants) and special additives, are widely used to extinguish fires. In this case, the problem of assessing the quality of blowing agents in laboratory conditions is associated with the need to obtain foams by methods analogous to methods for their production in real conditions (GOST R 50588-93, “Foaming agents for fighting fires. General technical requirements and test methods”, NPB 304-2001, Foaming agents for extinguishing fires. General technical requirements and test methods), as well as with the assessment of indicators such as multiplicity, stability. To control the quality of foaming agents in the laboratory, small, so-called model foam generators are used. Such foam generators must reproduce (simulate) the physico-chemical conditions for the formation of foam in real conditions of their use in extinguishing fires.
Наибольшее распространение для контрольных и исследовательских целей получили пеногенератор эжекционного типа ГПС - 100 (ГОСТ Р 50588-93, стр.6) и лабораторный малогабаритный пеногенератор (НПБ 304-2001, стр.38).The most widely used for control and research purposes were the ejection-type foam generator GPS-100 (GOST R 50588-93, p. 6) and the small-sized laboratory foam generator (NPB 304-2001, p. 38).
Существенным недостатком известных пеногенераторов является то, что, например, ГПС-100 затруднительно использовать в лабораторных условиях, так как требуется обеспечить большой расход рабочего раствора пенообразователя (до 60 л/ мин) и утилизацию еще большего объема полученной пены (6000 л/мин).A significant drawback of the known foam generators is that, for example, GPS-100 is difficult to use in laboratory conditions, since it is necessary to provide a large flow rate of the working solution of the foaming agent (up to 60 l / min) and the disposal of an even larger volume of the resulting foam (6000 l / min).
Пеногенераторы такого типа предполагают наличие в распыляющей насадке специальных устройств для завихрения (закручивания) потока раствора пенообразователя, что способствует более равномерному ее распылению и лучшему эжектированию вовлекаемого в образование пены воздуха. Наряду с этим такие завихрители выполняют функцию перемешивающих устройств, усредняющих концентрацию пенообразователя в потоке рабочего раствора.Foam generators of this type suggest the presence of special devices in the spray nozzle for swirling (swirling) the flow of the foaming agent solution, which contributes to its more uniform spraying and better ejection of the air involved in the formation of foam. Along with this, such swirlers perform the function of mixing devices that average the concentration of the foaming agent in the flow of the working solution.
В ГОСТ Р 50588-93 (с.6, черт.2) приводится схема «завихрителя», в котором поток рабочего раствора пенообразователя прежде, чем попасть в распыляющее выходное осевое отверстие, проходит через три выполненных под углом друг к другу отверстия. При этом три потока жидкости встречаются в осевой точке, и, получая дополнительно вращательный момент, сходятся в один поток в выходном распылительном отверстии. Такой подход к устройству «завихрителей», основанный на использовании эффекта соударении потоков, характерен для известных пеногенераторов эжекционного типа, применяемых для тушения пожаров (Авторские свидетельства СССР №470298, 635996, 856467), что оправдано при использовании больших типоразмеров пеногенераторов, а также при применении предварительно плохо перемешенных или не перемешенных рабочих растворов пенообразователей.GOST R 50588-93 (p. 6, Fig. 2) provides a “swirler” scheme in which the flow of the working solution of the foaming agent passes through three openings made at an angle to each other before entering the spraying axial outlet. In this case, three fluid flows meet at the axial point, and, receiving additional torque, converge into one flow in the outlet spray hole. Such an approach to the arrangement of “swirls”, based on the use of the flow impact effect, is characteristic of the known ejection-type foam generators used to extinguish fires (USSR author's certificate No. 470298, 635996, 856467), which is justified when using large standard sizes of foam generators, as well as when applying previously poorly mixed or not mixed working solutions of foaming agents.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является малогабартиный пеногенератор лабораторного типа (НПБ 304-2001, стр.38), принятый за прототип.The closest in technical essence and the achieved result is a small-sized laboratory-type foam generator (NPB 304-2001, p. 38), adopted as a prototype.
Для испытаний пенообразователя на этом пеногенераторе требуется гораздо меньше рабочего раствора (~2 л на одно испытание), чем для испытаний пеногенератора эжекционного типа ГПС - 100 (ГОСТ Р 50588-93, стр.6). Однако основным недостатком пеногенератора, принятого за прототип, является наблюдаемое расхождение в кратности пены, полученной при одинаковых условиях пеногенерации (давление рабочего раствора, вид и концентрация пенообразователя) по сравнению с пеногенераторами больших (реальных) типоразмеров, а иногда и невозможность получения пены при стандартных условиях, т.к. проявляется явление срыва процесса пенообразования.To test the foaming agent on this foam generator, much less working solution is required (~ 2 l per test) than for testing the ejection-type foam generator GPS-100 (GOST R 50588-93, p. 6). However, the main disadvantage of the foam generator adopted for the prototype is the observed discrepancy in the multiplicity of the foam obtained under the same conditions of foam generation (pressure of the working solution, type and concentration of the foaming agent) in comparison with the foam generators of large (real) sizes, and sometimes the inability to obtain foam under standard conditions because the phenomenon of disruption of the foaming process is manifested.
Это явление может быть связано как с проявлением масштабных факторов, так и физико-химической природой растворов пенообразователя. Рабочий раствор пенообразователя (ПАВ), как известно (Справочник, « Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества», под ред. д.т.н. А.А.Абрамзона и д.ф.-м. н. Е.Д.Щукина, Ленинград: «Химия», 1984 г. с.90-161) имеет коллоидно-мицеллярную структуру, вязкостные свойства которой отличны от ньютоновских жидкостей. В коллоидных растворах, при истечении в узких каналах, наблюдаются краевые эффекты за счет образования адсорбционных слоев и мицеллярных структур.This phenomenon can be associated both with the manifestation of large-scale factors and with the physicochemical nature of the foaming agent solutions. A working solution of a foaming agent (surfactant), as is known (Handbook, “Surface phenomena and surface-active substances”, under the editorship of Doctor of Technical Sciences A.A. Abramzon and Doctor of Physics and Mathematics E.D. Schukina, Leningrad: “Chemistry”, 1984, pp. 90-161) has a colloidal micellar structure, the viscosity properties of which are different from Newtonian fluids. In colloidal solutions, when flowing out in narrow channels, edge effects are observed due to the formation of adsorption layers and micellar structures.
Наряду с этим часто проявляется эффект тиксотропии, то есть обнаруживается зависимость вязкости жидкости от величины приложенного к ней сдвигового напряжения, которое, в свою очередь, зависит не только от величины давления, но и размеров (диаметра) отверстия истечения. Тиксотропные жидкости имеют большую вязкость при малых сдвиговых напряжениях и становятся текучими при больших напряжениях, то есть при одном и том же давлении такие жидкости будут хорошо продвигаться по широким каналам и практически оставаться неподвижными в узких каналах (отверстиях).Along with this, the effect of thixotropy is often manifested, that is, a dependence of the viscosity of the liquid on the magnitude of the shear stress applied to it is detected, which, in turn, depends not only on the magnitude of the pressure, but also on the size (diameter) of the outlet opening. Thixotropic liquids have a high viscosity at low shear stresses and become fluid at high stresses, that is, at the same pressure, such liquids will move well along wide channels and practically remain motionless in narrow channels (holes).
Наиболее чувствительными к таким непредсказуемым влияниям являются пеногенераторы малых размеров, так как размеры коллоидных структур становятся более сопоставимыми с размерами каналов истечения жидкости.The most sensitive to such unpredictable influences are foam generators of small sizes, since the sizes of colloidal structures become more comparable with the sizes of the channels of fluid outflow.
Диаметр сопла распыления согласно (НПБ 304-2001, стр.38) может варьировать в пределах 1,5±0,05 мм. Такой разброс значений диаметра от среднего значения (±3%) приводит к различию максимального и минимального расхода рабочего раствора при пеногенерации уже более чем на 15%. Но с учетом того, что пена получается в результате эжектирования, то есть вовлечения воздуха распыленным потоком жидкости, максимальное отклонение от среднего значения можно ожидать еще большим. На основании всех приведенных выше факторов наблюдают даже явление «срыва» пенообразования, т.е. резкое падение кратности пены.The diameter of the spray nozzle according to (NPB 304-2001, p. 38) can vary within 1.5 ± 0.05 mm. Such a spread of diameter values from the average value (± 3%) leads to a difference in the maximum and minimum flow rate of the working solution during foam generation by more than 15%. But taking into account the fact that the foam is obtained as a result of ejection, that is, the involvement of air by a sprayed liquid stream, the maximum deviation from the average value can be expected even greater. Based on all the above factors, even the phenomenon of “frustration” of foaming is observed, i.e. a sharp drop in the ratio of foam.
Другим существенным недостатком конструкции малогабаритного пеногенератора, принятого за прототип, является отсутствие конструктивной возможности «подстраивания» однотипных по размеру пеногенераторов под стандартные параметры пеногенерации (при постоянном давлении и концентрации пенообразователя).Another significant drawback in the design of the small-sized foam generator adopted for the prototype is the lack of constructive ability to "adjust" foam-sized foam of the same size to the standard foam generation parameters (at constant pressure and foam concentration).
Связано это с тем, что конструкция этого пеногенератора не предусматривает элементов настройки, а все конструктивные размеры их жестко заданы, а реальные допустимые отклонения линейных размеров и диаметров отверстий (допуски) обусловлены спецификой изготовления и не поддаются регулировке.This is due to the fact that the design of this foam generator does not provide tuning elements, and all their structural dimensions are rigidly set, and the real allowable deviations of the linear dimensions and hole diameters (tolerances) are due to the specifics of manufacture and are not amenable to adjustment.
Целью изобретения является повышение эффективности в работе малогабаритного пеногенератора, обеспечивающего возможность получения стабильных и сопоставимых (равных или близких по значению) результатов значений по кратности пены с пеной, полученной на пеногенераторах реальных типоразмеров, и воспроизводить (моделировать) физико-химические условия образования пены в реальных условиях их применения при тушении пожаров.The aim of the invention is to increase the efficiency in the work of a small-sized foam generator, which provides the possibility of obtaining stable and comparable (equal or close in value) results of the values of the multiplicity of foam with foam obtained on foam generators of real standard sizes, and reproduce (simulate) the physicochemical conditions for the formation of foam in real conditions of their use in extinguishing fires.
Кроме этого конструкция предлагаемого пеногенератора должна обеспечивать возможность настройки его при стандартизации как средства (прибора) испытания пенообразователей.In addition, the design of the proposed foam generator should provide the ability to configure it with standardization as a means (device) of testing foaming agents.
Поставленная цель достигается тем, что в малогабаритном пеногенераторе эжекционного типа, содержащем корпус с размещенным на выходе его пакетом сеток и соосно к нему расположенный распылитель рабочего раствора пенообразователя, изготовленного в виде полого корпуса, при этом со стороны, обращенной к пакету сеток, на корпусе выполнено распыляющее отверстие, а с другой стороны - смонтирован штуцер, а между ними во внутренней камере полого штуцера заключена вставка, соосная распыляющему отверстию и входному отверстию штуцера. Вставка выполнена с четырьмя отверстиями в виде сквозных боковых прорезей, имеющих суммарную площадь отверстий, равную 0,5-0,9 площади входного отверстия штуцера, и которые равномерно расположены по наружной поверхности вставки со смещением по шагу, равному 1/4 длины цилиндрической части внутренней вставки и последовательным поворотом каждой прорези относительно предыдущей на 90°, причем сами прорези выполнены по касательной к внутренней поверхности несквозного отверстия вставки цилиндрической формы, при этом во внутреннем несквозном отверстии вставки со стороны штуцера дополнительно установлен предзавихритель, на наружной цилиндрической поверхности которого выполнены косые каналы глубиной на 1/4 диаметра предзавихрителя и суммарной площадью косых отверстий, равной 0,5-0,9 площади входного отверстия штуцера, при этом вставка и предзавихритель выполнены с возможностью осевого перемещения, а сама вставка имеет дополнительную возможность фиксации своего положения относительно распыляющего отверстия, а предзавихритель имеет дополнительную возможность фиксации своего положения относительно несквозного отверстия вставки.This goal is achieved by the fact that in a small-sized ejection-type foam generator containing a housing with a packet of nets placed at the outlet and a spray nozzle of a foaming agent made in the form of a hollow casing coaxially to it, while on the side facing the packet of nets, the casing is made a spray hole, and on the other hand, a nozzle is mounted, and between them in the inner chamber of the hollow fitting there is an insert that is aligned with the spray hole and the nozzle inlet. The insert is made with four holes in the form of through lateral slots having a total hole area equal to 0.5-0.9 of the area of the inlet of the nozzle, and which are uniformly located on the outer surface of the insert with a step offset equal to 1/4 of the length of the cylindrical part of the inner insert and successive rotation of each slot relative to the previous 90 °, and the slots themselves are made tangent to the inner surface of the through hole of the insert cylindrical shape, while in the inside through A pre-switcher is additionally installed on the insertion side on the nozzle side, on the outer cylindrical surface of which there are oblique channels 1/4 of the pre-switcher diameter and a total area of oblique holes equal to 0.5-0.9 of the nozzle inlet area, while the insert and the pre-switcher are made with the possibility of axial movement, and the insert itself has the additional ability to fix its position relative to the spray hole, and the pre-swirl has the additional ability to fix its Proposition relatively non-through insertion holes.
Предложенная конструкция цилиндрической вставки и предзавихрителя, за счет оптимизации направления углов отверстий предзавихрителя и боковых отверстий вставки, а также суммарных площадей указанных отверстий относительно площади входного отверстия штуцера, позволяют исключить эффект «соударения» струй, так как поток жидкости, проходя последовательно отверстия предзавихрителя и касательные боковые отверстия вставки, лишь постепенно и по ходу своего движения получает дополнительное усиление вращательного движения потока жидкости.The proposed design of the cylindrical insert and the pre-swirl, due to the optimization of the direction of the angles of the holes of the swirl and side openings of the insert, as well as the total areas of these holes relative to the area of the inlet of the nozzle, eliminate the effect of “collision” of the jets, since the fluid flow passing successively the holes of the swirl and the tangents the side openings of the insert, only gradually and in the direction of its movement, receives additional strengthening of the rotational motion of the fluid flow.
Применение в конструкции заявляемого пеногенератора осевого перемещения вставки и предзавихрителя, а также дополнительной фиксации вставки относительно распыляющего отверстия, и предзавихрителя - относительно несквозного отверстия вставки позволяет достигнуть следующих результатов:The use in the design of the inventive foam generator of the axial movement of the insert and the pre-swirl, as well as additional fixation of the insert relative to the spray hole, and the swirl - relative to the through hole of the insert allows to achieve the following results:
- исключить соударение струй, что способствует формированию потоков жидкости по типу близких к ламинарным с более низким коэффициентом сопротивления,чем турбулентный поток, что приводит к снижению затрат энергии на образование пены;- to exclude the collision of the jets, which contributes to the formation of fluid flows of a type close to laminar with a lower drag coefficient than a turbulent flow, which leads to lower energy costs for the formation of foam;
- получить в малогабаритном пеногенераторе эжекционного типа стандартные параметры пеногенерации (при постоянном давлении и концентрации пенообразователя) при малом расходе рабочего раствора и воспроизводить (моделировать) физико-химические условия образования пены в реальных условиях их применения при тушении пожаров.- to obtain standard parameters of foam generation (at constant pressure and concentration of foaming agent) in a small-sized ejection-type foam generator at a low flow rate of the working solution and reproduce (simulate) the physicochemical conditions of the formation of foam in real conditions of their use in extinguishing fires.
На фиг.1 изображен общий вид заявляемого устройства в разрезе, на фиг.2 - поперечное сечение А-А вставки по четырем отверстиям, выполненных в виде сквозных боковых прорезей; на фиг 3 - цилиндрическая развертка вставки в месте образования четырех отверстий; на фиг.4 - цилиндрическая развертка предзавихрителя в месте образования косых каналов, на фиг.5 - поперечное сечение в месте образования косых каналов.In Fig.1 shows a General view of the inventive device in section, in Fig.2 is a cross section aa of the insert in four holes, made in the form of through lateral slots; in Fig.3 is a cylindrical scan of the insert at the formation of four holes; figure 4 is a cylindrical scan of the pre-swirl at the site of formation of the oblique channels, figure 5 is a cross section at the place of formation of the oblique channels.
Устройство состоит из корпуса 1, на выходе которого смонтирован пакет сеток 2 с диаметром Д2, выходной насадки 3 с отверстием для выхода пены диаметром Д1, крепежного кронштейна 4. На кронштейне 4 соосно корпусу 1 установлен распылитель рабочего раствора пенообразователя 5. Распылитель 5 выполнен в виде полого корпуса, образующего вихревую камеру 6, которая соединяется со стороны, обращенной к пакету сеток 2, с распыляющим отверстием 7. На другом конце распылителя 5 смонтирован штуцер 8 с входным патрубком 9 и отверстием с диаметром Д5 (фиг.1). Внутри распылителя 5 установлена цилиндрическая вставка 10, с предзавихрителем 11. Цилиндрическая вставка 10 и длиной цилиндрической части L3 (фиг.1) имеет 4 боковых сквозных отверстий 12 (фиг.2) длиной l3 (фиг.3), выполненных касательно поверхности внутреннего несквозного отверстия 13 вставки 10 (фиг.1 и 2), размещенных по его поверхности равномерно с заданным шагом, равным 1/4 L3 согласно схемы развертки (фиг.3) и последовательным поворотом каждой относительно предыдущей под углом 90°. Предзавихритель 11 имеет на наружной цилиндрической поверхности косые каналы 14, выполненные в виде прорезей глубиной на 1/4 диаметра предзавихрителя (фиг.4 и фиг.5).The device consists of a housing 1, at the output of which a packet of
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Предварительно приготовленный раствор пенообразователя с заданным давлением (0,6 МПа) поступает в патрубок 9, далее поток раствора пенообразователя попадает в косые прорези предзавихрителя 11. После чего предварительно «закрученный» поток далее поступает во внутреннее несквозное отверстие вставки 13, и, продолжая вращаться по мере продвижения, последовательно проходит через боковые отверстия вставки 13, при этом происходит постепенное усиление интенсивности вращения потока в камере 6.The pre-prepared foaming agent solution with a predetermined pressure (0.6 MPa) enters the
По мере продвижения закрученного потока раствора пенообразователя к распыляющему отверстию 7 распылителя 5 интенсивность вращения потока раствора пенообразователя будет возрастать. При подходе к отверстию распылителя 5 и при выходе из него интенсивность вращения струи будет максимальной, так как радиус вращения потока раствора пенообразователя будет постепенно уменьшаться до размера радиуса отверстия распылителя 5 (Д3). При этом будет проявляться известный эффект ускорения угловой скорости вращения потока как следствие закона сохранения энергии, что будет способствовать эффективности диспергирования жидкости за счет центробежных сил и усилению эжектирования воздуха. Распыленный поток раствора пенообразователя и эжектированный (вовлеченный) им воздух попадает на пакет сеток 2 и далее в виде воздущно-механической пены выходит из выходной насадки 3 пеногенератора. Кратность и устойчивость полученной таким образом пены определяется известными стандартными методами.As the swirling flow of the blowing agent solution moves toward the
Для регулирования интенсивности эжектирования воздуха и формирования потока распыленной струи можно изменять расстояние l1 (фиг.1) от отверстия Д3 распылителя 5 до торцевой поверхности вставки 10 (ввинчивая или вывинчивая ее). При этом опытным путем подбирается оптимальное расстояние, так как оно влияет на угол распыления раствора пенообразователя. Оптимальным будет такой угол распыления, при котором диаметр потока распыленного раствора на входе в корпус 1 пеногенератора максимально близок (но не больше) или равен диаметру Д4 входного отверстия корпуса пеногенератора 1. Для дополнительной настройки пеногенератора можно также воспользоваться регулировкой, изменяя расстояние l2 (фиг.1) - положение предзавихрителя 11 (путем его вкручивания или выкручивания).To regulate the intensity of the air ejection and the formation of the spray stream, you can change the distance l 1 (figure 1) from the hole D 3 of the spray 5 to the end surface of the insert 10 (screwing it in or out). In this case, the optimal distance is selected experimentally, since it affects the spray angle of the foaming agent solution. The optimum angle of spraying is such that the diameter of the sprayed solution flow at the inlet of the foam generator case 1 is as close as possible (but not more) or equal to the diameter D 4 of the inlet of the foam generator case 1. For additional adjustment of the foam generator, you can also use the adjustment by changing the distance l 2 ( figure 1) - the position of the pre-swirl 11 (by screwing it in or out).
В таблице приведены конкретные примеры использования предложенного малогабаритного пеногенератора (испытание пенообразователя) при получении воздушно-механической пены при одинаковых режимах пеногенерации в сравнении со стендовым пеногенератором ГПС-100 и прототипом. Все пеногенераторы предложенной конструкции проходили предварительную настройку по оптимизации угла распыления струи, за счет перемещения цилиндрической вставки распылителя l1 (фиг.1) и предзавихрителя l2 (фиг.2) с последующей их фиксацией в оптимальном положении (закернивание) и предварительную подготовку, пассивацию рабочих поверхностей пеногенераторов по технологии «Ноу-хау» перед испытаниями. Основные габаритные размеры предложенных пеногенераторов были сопоставимы с габаритными размерами пеногенератора-прототипа (Д1=36 мм; Д2=44 мм; Д3=1,5 мм, Д4=30 мм; L1=85 мм; L2=27 мм; L3=30 мм).The table shows specific examples of the use of the proposed small-sized foam generator (foaming agent test) when producing air-mechanical foam with the same foam generation modes in comparison with the GPS-100 bench-type foam generator and prototype. All foam generators of the proposed design underwent preliminary tuning to optimize the spray angle of the jet, due to the movement of the cylindrical nozzle insert l 1 (figure 1) and pre-swirl l 2 (figure 2), followed by their fixation in the optimal position (closing) and preliminary preparation, passivation the working surfaces of the foam generators using the know-how technology before testing. The main overall dimensions of the proposed foam generators were comparable with the dimensions of the prototype foam generator (D 1 = 36 mm; D 2 = 44 mm; D 3 = 1.5 mm, D 4 = 30 mm; L 1 = 85 mm; L 2 = 27 mm; L 3 = 30 mm).
В таблице указаны следующие параметры: S1 - соотношение суммарной площади отверстий прорезей предзавихрителя к площади входного отверстия; S2 - соотношение суммарной площади четырех боковых отверстий прорезей цилиндрической вставки к площади входного отверстия; h - шаг между отверстиями равен 1/4 L3 (7,5 мм).The table shows the following parameters: S 1 - the ratio of the total area of the holes of the slots of the pre-swirl to the area of the inlet; S 2 - the ratio of the total area of the four side holes of the slots of the cylindrical insert to the area of the inlet; h - the pitch between the holes is 1/4 L 3 (7.5 mm).
Из приведенных данных в таблице видно, что заявляемое устройство позволяет обеспечить возможность получения стабильных и сопоставимых (равных или близких по значению) результатов значений по кратности пены с пеной, полученной на пеногенераторах реальных типоразмеров, и воспроизводить (моделировать) физико-химические условия образования пены в реальных условиях их применения при тушении пожаров.From the above data in the table it can be seen that the claimed device allows to provide stable and comparable (equal or close in value) results of the multiplicity of the foam with the foam obtained on the foam generators of real sizes, and reproduce (simulate) the physico-chemical conditions for the formation of foam in real conditions of their use in extinguishing fires.
Соотношение суммарных площадей сечений отверстий предзавихрителя 11 (фиг.1), и цилиндрической вставки 13 (фиг.1), равной 0,5-0,9 площади входного отверстия с диаметром D5 (фиг.1), обеспечивает исключение резких перепадов давления при прохождении раствора пенообразователя и исключает турбулизацию потока, а также дает возможность сохранения минимальных размеров самого пеногенератора.The ratio of the total cross-sectional areas of the holes of the pre-swirl 11 (figure 1), and a cylindrical insert 13 (figure 1), equal to 0.5-0.9 of the area of the inlet with a diameter of D 5 (figure 1), eliminates sudden pressure drops at the passage of the foaming solution and eliminates the turbulence of the flow, and also makes it possible to maintain the minimum size of the foam generator itself.
Так при глубине отверстий 1/4 от диаметра предзавихрителя D6 (Фиг.6) и выполнении условий соотношения суммарных площадей отверстий и площади входного отверстия (0,5-0,9) значение диаметра D5 (фиг.1) и диаметра D6 (Фиг.5) строго математически связаны между собой. При этом минимальное значение D6 (при соотношении площадей 0,5) будет равно D5, а максимальное значение D6 (при соотношении площадей 0,9) будет равно 1,34 D5. Это вытекает из следующих зависимостей:So when the hole depth is 1/4 of the diameter of the pre-swirl D 6 (Fig.6) and the conditions for the ratio of the total area of the holes and the area of the inlet (0.5-0.9) the value of the diameter D 5 (Fig.1) and diameter D 6 (Figure 5) are strictly mathematically related. In this case, the minimum value of D 6 (with an area ratio of 0.5) will be equal to D 5 , and the maximum value of D 6 (with an area ratio of 0.9) will be 1.34 D 5 . This stems from the following dependencies:
Площадь одного отверстия предзавихрителя будет равна -The area of one hole of the pre-swirl will be equal to -
где δ - ширина отверстия, a·(1/4D6) его длина.where δ is the width of the hole, a · (1 / 4D 6 ) its length.
Тогда сумма площадей всех отверстий (N) предзавихрителя будет равна произведению их числа на площадь одного отверстия (Sотв).Then the sum of the areas of all openings (N) predzavihritelya will be equal to the product of the square of the number of holes (S holes).
Число всех отверстий будет равно:The number of all holes will be equal to:
Суммарная площадь всех отверстий (SΣ) при равномерном их размещении будет равна отношению половины длины окружности на ширину ответстия:The total area of all holes (S Σ ) when they are evenly distributed will be equal to the ratio of half the circumference to the width of the hole:
А с учетом соотношения (1), (2), (3) и заданного отношения площадей отверстий (0,5-0,9) получим взаимосвязь двух диаметров D5 и D6, которая будет иметь вид:And taking into account the ratio (1), (2), (3) and the given ratio of the area of the holes (0.5-0.9) we obtain the relationship of the two diameters D 5 and D 6 , which will look like:
Увеличение суммарной площади отверстий больше 0,9 площади входного сечения не целесообразно из-за эффекта снижения линейной скорости прохождения жидкости через предзавихритель и ослабления эффекта закручивания потока, а также из-за увеличения габаритов пеногенератора.An increase in the total area of the openings of more than 0.9 of the inlet cross-sectional area is not advisable because of the effect of decreasing the linear velocity of the liquid through the pre-swirl and weakening of the effect of swirling the flow, as well as due to the increase in the dimensions of the foam generator.
Снижение глубины косых каналов меньше 1/4 D6 будет приводить к неоправданному увеличению диаметра предзавихрителя и, как следствие, к увеличению размеров и массы самого пеногенератора. Следует также учесть, что глубина косых каналов из геометрических зависимостей не может быть равна или больше 1/2 D6, так как при этом сам косой канал будет доходить до середины и целостность детали будет нарушена.A decrease in the depth of the oblique channels less than 1/4 D 6 will lead to an unjustified increase in the diameter of the pre-swirl and, as a consequence, to an increase in the size and mass of the foam generator itself. It should also be noted that the depth of oblique channels from geometric dependencies cannot be equal to or greater than 1/2 D 6 , since in this case the oblique channel itself will reach the middle and the integrity of the part will be violated.
Учитывая, что назначение предзавихрителя заключается в предании вращательного движения потоку раствора пенообразователя, выбранная глубина косого канала является оптимальной и с точки зрения физики явления, так как за счет центробежных сил во вращательном движении будут задействованы преимущественно периферийные потоки жидкости. Выбранный шаг между отверстиями внутренней вставки, равный 1/4 длины ее цилиндрической части, обусловлен условием равномерности размещения 4 отверстий по поверхности для обеспечения последовательности их прохождения раствором пенообразователя без его турбулизации.Considering that the purpose of the pre-swirl is to give the rotational movement to the flow of the blowing agent solution, the chosen depth of the oblique channel is optimal from the point of view of the physics of the phenomenon, since due to centrifugal forces, mainly peripheral fluid flows will be involved in the rotational movement. The selected step between the holes of the inner insert, equal to 1/4 of the length of its cylindrical part, is due to the condition of the uniform distribution of 4 holes on the surface to ensure the sequence of their passage through the foaming solution without turbulence.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009137045/12A RU2419473C1 (en) | 2009-10-06 | 2009-10-06 | Small-sized ejection type foam generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009137045/12A RU2419473C1 (en) | 2009-10-06 | 2009-10-06 | Small-sized ejection type foam generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009137045A RU2009137045A (en) | 2011-04-20 |
| RU2419473C1 true RU2419473C1 (en) | 2011-05-27 |
Family
ID=44050834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009137045/12A RU2419473C1 (en) | 2009-10-06 | 2009-10-06 | Small-sized ejection type foam generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2419473C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451560C1 (en) * | 2011-02-03 | 2012-05-27 | Олег Савельевич Кочетов | Foam generator of ejection type with vortical sprayer |
| RU2451559C1 (en) * | 2011-02-03 | 2012-05-27 | Олег Савельевич Кочетов | Vortical foam generator of ejection type |
| RU2617753C1 (en) * | 2015-10-27 | 2017-04-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Зеленая Собака" | Vortex foam generator |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2505328C1 (en) * | 2012-11-20 | 2014-01-27 | Олег Савельевич Кочетов | Foam generator |
-
2009
- 2009-10-06 RU RU2009137045/12A patent/RU2419473C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451560C1 (en) * | 2011-02-03 | 2012-05-27 | Олег Савельевич Кочетов | Foam generator of ejection type with vortical sprayer |
| RU2451559C1 (en) * | 2011-02-03 | 2012-05-27 | Олег Савельевич Кочетов | Vortical foam generator of ejection type |
| RU2617753C1 (en) * | 2015-10-27 | 2017-04-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Зеленая Собака" | Vortex foam generator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009137045A (en) | 2011-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2419473C1 (en) | Small-sized ejection type foam generator | |
| RU2533099C1 (en) | Kochetov's centrifugal vortex atomiser | |
| RU2501610C1 (en) | Nozzle with uniform atomising cone | |
| RU2532725C1 (en) | Centifugal swirl atomiser of kochstar type | |
| RU2469758C1 (en) | Kochetov liquid-fuel atomiser | |
| RU2416444C1 (en) | Fluid sprayer | |
| EP3204168A1 (en) | Atomizer nozzle | |
| US20120168538A1 (en) | Spin Annular Slit Spray Nozzle and Spray Apparatus Thereof | |
| RU2523816C1 (en) | Pneumatic sprayer (versions) | |
| JP2018526207A (en) | Nozzles and methods for mixing fluid streams | |
| RU2701533C2 (en) | Optimized nozzle for injection of pressurized water containing dissolved gas | |
| CN108889243A (en) | A kind of stream of double-cyclone three spray gun | |
| RU2422215C1 (en) | Fire extinguisher spraying nozzle | |
| RU2284868C1 (en) | Liquid sprayer | |
| RU2724447C1 (en) | Water flow energy absorber | |
| JP6356577B2 (en) | Spray nozzle | |
| RU2252065C1 (en) | Method of two-stage mixing of a liquid and a gas with heightened homogeneity | |
| RU2526783C1 (en) | Kochetov's fluid fine sprayer | |
| RU2615248C1 (en) | Kochetov centrifugal vortex nozzle | |
| RU2456041C1 (en) | Sprayer | |
| RU2551733C1 (en) | Kochetov's fluid fine sprayer | |
| RU2346756C1 (en) | Compressed air atomiser | |
| RU2494779C1 (en) | Foam generator of vortex type | |
| JP5870302B2 (en) | shower head | |
| RU2593109C1 (en) | Fluid sprayer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131007 |