RU2502538C1

RU2502538C1 - Foam generator of corrosion resistant alloy type

Info

Publication number: RU2502538C1
Application number: RU2012140200/12A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2013-12-27

Abstract

FIELD: fire prevention facilities.

SUBSTANCE: invention relates to the field of fire-fighting equipment and is intended for use in automatic fire-fighting systems by generating high-expansion polydisperse foam under conditions of fumigation of the premise at blocking quick-burning products with high-expansion polydisperse foam. The foam generator is proposed, comprising a sprayer, a foam nozzle and a two-phase flow distributor. According to the invention the sprayer is connected to the foam nozzle housing made in the form of a cylindrical shell mounted coaxially and axially relative to the sprayer, and on the foam nozzle housing, in a part located closer to the nozzle there are at least three windows for ejecting air, and at the output the two-phase flow distributor is fixed, made in the form of circular mesh, and the nozzle housing is made with a channel for supplying the liquid and has a coaxial sleeve rigidly connected with the housing, with the nozzle secured to its lower part, which is made in the form of a cylindrical two-stage sleeve which upper cylindrical stage is connected by a threaded connection with a central core mounted with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve and consisting of a cylindrical part with a swirler fixed coaxially at its lower part, made in the form of a cylinder with a central orifice on the outer surface of which at least double helical thread is made.

EFFECT: increased efficiency of spraying of fire-extinguishing liquid solution of foaming agent (high-expansion polydisperse foam).

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для использования в автоматических системах пожаротушения путем генерация высокократной полидисперсной пены в условиях задымления помещения при блокировании быстрогорящих продуктов высокократной полидисперсной пеной.The invention relates to the field of fire fighting equipment and is intended for use in automatic fire extinguishing systems by generating highly multiple polydisperse foam under conditions of smoke in the room while blocking fast-burning products with high-polydisperse foam.

Наиболее близким техническим решением, является пеногенератор, содержащий распылитель, пенную насадку и рассекатель двухфазного потока, (патент РФ №2450840, В05В 1/04, - прототип).The closest technical solution is a foam generator containing a spray, foam nozzle and a two-phase flow divider (RF patent No. 2450840, B05B 1/04, prototype).

Недостатком известного объекта является отсутствие возможности создания оптимальной структуры потока на выходе и недостаточная эффективность и производительность распыления огнетушащего жидкостного раствора пенообразователя (высокократной полидисперсной пены).A disadvantage of the known object is the lack of the ability to create an optimal flow structure at the outlet and the insufficient efficiency and performance of spraying a fire extinguishing liquid solution of a foaming agent (high polydisperse foam).

Технический результат - повышение эффективности распыления огнетушащего жидкостного раствора пенообразователя (высокократной полидисперсной пены).The technical result is an increase in the spraying efficiency of a fire extinguishing liquid solution of a foaming agent (high polydisperse foam).

Это достигается тем, что в пеногенераторе, содержащим распылитель, пенную насадку и рассекатель двухфазного потока, распылитель соединен с корпусом пенной насадки, выполненным в виде цилиндрической обечайки, установленной коаксиально и осесимметрично относительно распылителя, а на корпусе пенной насадки, в части, расположенной ближе к распылителю, выполнены, по крайней мере, три окна для эжектирования воздуха, а на выходе закреплен рассекатель двухфазного потока, выполненный в виде круглой сетки, а корпус распылителя выполнен с каналом для подвода жидкости и имеет соосную, жестко связанную с корпусом втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, и состоящим из цилиндрической части с закрепленным соосно в ее нижней части завихрителем, выполненным в виде цилиндра с центральным дроссельным отверстием, на внешней поверхности которого выполнена, по крайней мере, двух-заходная винтовая нарезка.This is achieved by the fact that in the foam generator containing the sprayer, the foam nozzle and the two-phase flow divider, the sprayer is connected to the foam nozzle body made in the form of a cylindrical shell mounted coaxially and axisymmetrically relative to the spray gun, and on the foam nozzle body, in the part located closer to at least three windows for air ejection are made to the sprayer, and a two-phase flow divider made in the form of a round mesh is fixed at the outlet, and the sprayer body is made with a channel for supplying fluid and has a coaxial sleeve rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylindrical step of which is connected by a threaded connection to a central core installed with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve, and consisting of a cylindrical part with a swirl fixed coaxially in its lower part, made in the form of a cylinder with a central throttle hole, on Shnei surface of which is formed by at least two-filar helical thread.

На чертеже представлена конструктивная схема пеногенератора.The drawing shows a structural diagram of a foam generator.

Пеногенератор включает в себя распылитель, который соединен с корпусом 14 эжектирующей насадки, выполненным в виде диффузора, установленного осесимметрично относительно распылителя. На корпусе 14 эжектирующей насадки, в части, расположенной ближе к распылителю, выполнены, по крайней мере, три окна 13 для эжектирования воздуха, а на выходе закреплен рассекатель 15 двухфазного потока, выполненный в виде круга из сетки или перфорированного материала.The foam generator includes a sprayer, which is connected to the housing 14 of the ejection nozzle, made in the form of a diffuser mounted axisymmetrically relative to the sprayer. At least three windows 13 for ejecting air are made on the casing 14 of the ejection nozzle, in the part located closer to the atomizer, and a two-phase flow divider 15 made in the form of a circle of mesh or perforated material is fixed at the outlet.

Распылитель содержит цилиндрический полый корпус 1 с каналом 3 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 2 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 4, верхняя цилиндрическая ступень 6 которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, установленным с кольцевым зазором 9 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 4, и состоящим из цилиндрической части 7 с закрепленным соосно с ней в нижней части завихрителем 10, выполненным в виде цилиндра с центральным дроссельным отверстием 11, на внешней поверхности которого выполнена, по крайней мере, двух-заходная винтовая нарезка 12. Винтовая нарезка может быть выполнена и на внутренней поверхности центрального дроссельного отверстия 11, при этом возможны варианты как левой, так и правой винтовых поверхностей на цилиндре 10 и дроссельном отверстии 11.The sprayer comprises a cylindrical hollow body 1 with a channel 3 for supplying liquid and a coaxial sleeve 2 rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve 4, the upper cylindrical step 6 of which is connected by a threaded connection to the central core, installed with an annular gap 9 relative to the inner surface of the cylindrical sleeve 4, and consisting of a cylindrical part 7 with a swirl 10 fixed coaxially with it in the lower part, nested in the form of a cylinder with a central throttle bore 11, on the outer surface of which at least two-way screw cuts are made 12. Screw cuts can also be made on the inner surface of the central throttle bore 11, with options for both left and right screw surfaces on the cylinder 10 and the throttle bore 11.

Кольцевой зазор 9 соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 5, выполненными в двухступенчатой втулке 4, соединяющими его с кольцевой полостью 8, образованной внутренней поверхностью втулки 2 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 6, причем кольцевая полость 8 связана с каналом 3 корпуса 1 для подвода жидкости.The annular gap 9 is connected with at least three radial channels 5, made in a two-stage sleeve 4, connecting it with an annular cavity 8 formed by the inner surface of the sleeve 2 and the outer surface of the upper cylindrical stage 6, and the annular cavity 8 is connected with the channel 3 of the housing 1 for fluid supply.

Пеногенератор работает следующим образом.The foam generator operates as follows.

При возникновении пожара насосная установка (на чертеже не показано) подает раствор пенообразователя из бака-дозатора или пожарной машины во входной трубопровод пеногенератора, соединенного с полостью корпуса распылителя и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 8 через радиальные каналы 5 в кольцевой зазор 9 между соплом и центральным сердечником.In the event of a fire, the pumping unit (not shown in the drawing) delivers the foaming agent solution from the metering tank or fire truck to the inlet pipe of the foam generator connected to the cavity of the spray gun body and then flows in two directions: the first into the annular cavity 8 through the radial channels 5 in the annular the gap 9 between the nozzle and the Central core.

Работа распылителя осуществляется следующим образом.The operation of the sprayer is as follows.

Жидкость под давлением подается в полость корпуса 1 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 8 через радиальные каналы 5 в кольцевой зазор 9 между соплом и центральным сердечником. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется на внешней цилиндрической поверхности сердечника с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности. Разгон жидкости в нижней части этой поверхности сопровождается понижением в ней статического давления и в результате этого парообразованием и выделением растворимых газов. Это явление дополнительно подготавливает жидкость к дроблению на мелкие капли. При достижении жидкостного потока встречных закрученных потоков, истекающих из завихрителя 10, происходит многократное дробление пленки с образованием мелкодисперсной фазы.Liquid under pressure is supplied to the cavity of the housing 1 and then flows in two directions: the first - into the annular cavity 8 through radial channels 5 into the annular gap 9 between the nozzle and the central core. At inlet pressures of more than 0.2 MPa, the liquid accelerates on the outer cylindrical surface of the core with the formation of a liquid film that does not come off from its outer surface. Acceleration of the liquid in the lower part of this surface is accompanied by a decrease in its static pressure and, as a result, vaporization and the release of soluble gases. This phenomenon further prepares the liquid for crushing into small drops. Upon reaching a liquid flow of counter-swirling flows flowing out of the swirler 10, multiple film crushing occurs with the formation of a finely dispersed phase.

Второе направление, по которому поступает жидкость - через канал 3 для подвода жидкости, затем в полость центрального сердечника, а затем в завихритель 10, расположенный в нижней части цилиндрической части 7 сердечника, из которого жидкость истекает вихревым закрученным потоком, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из завихрителя 10 и кольцевого зазора 9.The second direction in which the liquid enters is through the channel 3 for supplying liquid, then into the cavity of the central core, and then into the swirler 10, located in the lower part of the cylindrical part 7 of the core, from which the liquid flows out in a swirling swirl flow, with multiple droplets crushing fluid flows flowing out of the swirler 10 and the annular gap 9.

Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.The presence of gas inclusions in a liquid additionally perturbs its surface, which leads to wave formation and volumetric crushing of the liquid film. The loss of mechanical energy during external acceleration (on the external conical surface) is reduced compared with the same acceleration in a closed channel.

При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется на внешней цилиндрической поверхности сердечника с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности. Разгон жидкости в нижней части этой поверхности сопровождается понижением в ней статического давления и в результате этого парообразованием и выделением растворимых газов. Это явление дополнительно подготавливает жидкость к дроблению на мелкие капли. При достижении жидкостного потока встречных потоков, истекающих из цилиндрических дроссельных отверстий 10, происходит многократное дробление пленки с образованием мелкодисперсной фазы.At inlet pressures of more than 0.2 MPa, the liquid accelerates on the outer cylindrical surface of the core with the formation of a liquid film that does not come off from its outer surface. Acceleration of the liquid in the lower part of this surface is accompanied by a decrease in its static pressure and, as a result, vaporization and the release of soluble gases. This phenomenon further prepares the liquid for crushing into small drops. Upon reaching a liquid flow of oncoming flows flowing out of the cylindrical throttle holes 10, multiple crushing of the film occurs with the formation of a finely dispersed phase.

Второе направление, по которому поступает жидкость - через канал 3 для подвода жидкости в полость центрального сердечника, а затем в нижнюю часть цилиндрической части 7 сердечника, из которой часть жидкости истекает через радиальные отверстия 10, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из дроссельных отверстий. Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.The second direction in which the fluid enters is through the channel 3 for supplying fluid to the cavity of the central core, and then to the lower part of the cylindrical part 7 of the core, from which part of the fluid flows through radial holes 10, with multiple crushing of droplet fluid flows flowing from throttle bores. The presence of gas inclusions in a liquid additionally perturbs its surface, which leads to wave formation and volumetric crushing of the liquid film. The loss of mechanical energy during external acceleration (on the external conical surface) is reduced compared with the same acceleration in a closed channel.

После распылителя 1 поток поступает на вход диффузора 14, через окна 13 которого происходит эжектирование воздуха для образования пены, которая направляется в рассекатель 15 двухфазного потока. В начале факела распыленная струя раствора пенообразователя имеет наибольшую скорость и за счет эжекции воздуха формируется пена с пузырьками как малого размера (2÷3 мм в поперечнике), так и с более крупными пузырьками (4÷12 мм в поперечнике). Таким образом, пеногенератор вырабатывает полидисперсную (разноразмерную по пузырькам) пену, которая обладает свойством быстрого растекания по поверхности.After the atomizer 1, the flow enters the inlet of the diffuser 14, through the windows 13 of which air is ejected to form foam, which is sent to the two-phase flow divider 15. At the beginning of the plume, the sprayed spray of the foaming agent solution has the highest speed and due to air ejection a foam is formed with bubbles of both small size (2–3 mm across) and larger bubbles (4–12 mm across). Thus, the foam generator produces polydisperse (differently sized for bubbles) foam, which has the property of rapid spreading over the surface.

Claims

A foam generator comprising a spray nozzle, a foam nozzle and a two-phase flow divider, characterized in that the spray nozzle is connected to the foam nozzle body made in the form of a cylindrical shell mounted coaxially and axisymmetrically with respect to the nozzle, and on the foam nozzle body, in a part located closer to the spray nozzle at least three windows for air ejection are made, and a two-phase flow divider made in the form of a round mesh is fixed at the outlet, and the atomizer body is made with a channel for fluid and has a coaxial sleeve rigidly connected to the housing with a nozzle fixed in its lower part made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylindrical step of which is connected by a threaded connection to a central core installed with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve, and consisting from a cylindrical part with a swirl fixed coaxially in its lower part, made in the form of a cylinder with a central throttle hole, on the outer the surface of which is made of at least two-way screw thread.