RU2536400C1

RU2536400C1 - Kochetov's foam generator

Info

Publication number: RU2536400C1
Application number: RU2013146627/12A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2014-12-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: disc of nozzle sprayer is made by two surfaces, one surface looking on the diffuser is curvilinear surface. Curved line of n order is used as line creating this surface, and second surface is plane.

EFFECT: improved spraying efficiency of fire extinguishing liquid solution of foam agent.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для использования в автоматических системах пожаротушения путем генерации 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 корпус, распределительное и направляющее устройства (патент РФ №2455080, B05B 1/04, - прототип).The closest technical solution is a foam generator containing a housing, a distribution and a guide device (RF patent No. 2455080, 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, содержащем корпус, распределительное и направляющее устройства, корпус выполнен в виде цилиндрической обечайки с круговыми ребрами жесткости по краям, продавленными на обечайке в виде окружностей полусферического профиля, и установлен на двух опорных горизонтальных планках с крепежными отверстиями, причем с одной стороны к корпусу присоединен распределитель пенораствора посредством, по крайней мере трех, спиц, расположенных по образующим усеченной конической поверхности, осесимметричной и соосной цилиндрической обечайке, при этом одним, большим, основанием конической поверхности является основание цилиндрической обечайки корпуса, а другим, меньшим, - распределитель пенораствора, который имеет форму соосной цилиндрической обечайке корпуса тороидальной поверхности, соединенной с вертикально расположенным по отношению к горизонтальным планкам входным трубопроводом с фланцем на одном конце и заглушкой на другом, при этом входной трубопровод делит тороидальную поверхность на две симметричные части, а перпендикулярно входному трубопроводу и соосно горизонтальной оси тороидальной поверхности распределителя расположен дополнительный трубопровод с заглушками на обеих концах, вписываемый во внутренний контур тороидальной поверхности распределителя, причем диаметры внутренних полостей тороидальной поверхности и входного и дополнительного трубопроводов равны между собой, а сами полости соединены между собой, а к внутренним полостям тороидальной поверхности, входного и дополнительного трубопроводов подсоединены со стороны цилиндрической обечайки корпуса и параллельно ее оси отводы: укороченные, средние и длинные, заканчивающиеся специальными соплами, ориентированными к направляющему устройству, которое состоит из внутренней и внешней генерирующих сеток, которые выполнены в виде соосных усеченных конических поверхностей, имеющих одно общее основание в виде первого жесткого кольца круглого профиля, соединенного посредством, по крайней мере трех, спиц, расположенных по образующим внешней усеченной конической поверхности, с одним из оснований цилиндрической обечайки корпуса, причем внутренняя генерирующая сетка имеет второе жесткое кольцо круглого профиля, соединенное с первым жестким кольцом посредством, по крайней мере трех, спиц, расположенных по образующим внутренней усеченной конической поверхности, и расположенное перед основанием цилиндрической обечайки корпуса со стороны, противоположной распределителю, при этом каждое из распылительных сопел выполнено в виде форсунки с перфорированным распылительным диском, содержащей цилиндрический корпус со штуцером, жестко связанным с корпусом и соосно расположенным в верхней части корпуса и имеющим цилиндрическое отверстие для подвода жидкости, соединенное с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, а к корпусу в его нижней части посредством, по крайней мере, трех спиц подсоединен распылитель, расположенный перпендикулярно оси корпуса и выполненный в виде перфорированного диска.This is achieved by the fact that in a foam generator containing a housing, a distribution and a guiding device, the housing is made in the form of a cylindrical shell with circular stiffeners at the edges, squeezed on the shell in the form of circles of a hemispherical profile, and mounted on two horizontal supporting strips with mounting holes, and on the one hand, a foam dispenser is attached to the housing through at least three spokes located along the generatrices of the truncated conical surface, axisymmetric and with axial cylindrical shell, while one larger base of the conical surface is the base of the cylindrical shell of the housing, and the other smaller is the foam dispenser, which has the form of a coaxial cylindrical shell of the housing of the toroidal surface, connected to the inlet pipe vertically located relative to the horizontal bars with flange at one end and a plug at the other, while the inlet pipe divides the toroidal surface into two symmetrical parts, and perpendicular to the inlet To the pipe and coaxially to the horizontal axis of the toroidal surface of the distributor there is an additional pipeline with plugs at both ends, inscribed in the inner contour of the toroidal surface of the distributor, the diameters of the internal cavities of the toroidal surface and the input and additional pipelines being equal to each other, and the cavities themselves are interconnected, and the internal cavities of the toroidal surface, the inlet and additional pipelines are connected from the side of the cylindrical shell shell CA and parallel to its axis taps: shortened, medium and long, ending with special nozzles oriented to a guiding device, which consists of internal and external generating grids, which are made in the form of coaxial truncated conical surfaces having one common base in the form of a first rigid round ring profile connected by at least three spokes located along the generatrices of the external truncated conical surface with one of the bases of the cylindrical shell of the housing, and the morning generating grid has a second rigid ring of circular profile connected to the first rigid ring by at least three spokes located along the generatrices of the inner truncated conical surface and located in front of the base of the cylindrical shell of the housing from the side opposite to the distributor, each of which is spray nozzles are made in the form of nozzles with a perforated spray disk containing a cylindrical body with a fitting rigidly connected to the body and coaxially located m in the upper part of the casing and having a cylindrical hole for supplying fluid connected to the diffuser, axisymmetric casing and fitting, and to the casing in its lower part by means of at least three spokes connected to the atomizer located perpendicular to the axis of the casing and made in the form of a perforated disk .

На фиг.1 изображен общий вид пеногенератора, на фиг.2 - схема распылительного сопла в виде форсунки с перфорированным распылительным диском.Figure 1 shows a General view of the foam generator, figure 2 is a diagram of a spray nozzle in the form of a nozzle with a perforated spray disk.

Пеногенератор состоит из корпуса 1, выполненного в виде цилиндрической обечайки с круговыми ребрами жесткости по краям (на чертеже не показано), продавленными на обечайке в виде окружностей полусферического профиля. Корпус установлен на двух опорных горизонтальных планках 2 с крепежными отверстиями (на чертеже не показано).The foam generator consists of a housing 1 made in the form of a cylindrical shell with circular stiffening ribs at the edges (not shown in the drawing), pressed on the shell in the form of circles of a hemispherical profile. The housing is mounted on two horizontal support strips 2 with mounting holes (not shown in the drawing).

С одной стороны к корпусу 1 присоединен распределитель 3 пенораствора посредством, по крайней мере трех, спиц 4, расположенных по образующим усеченной конической поверхности, осесимметричной и соосной цилиндрической обечайке, при этом одним, большим, основанием конической поверхности является основание цилиндрической обечайки корпуса 1, а другим, меньшим, - распределитель 3 пенораствора, который имеет форму соосной цилиндрической обечайке корпуса 1 тороидальной поверхности, соединенной с вертикально расположенным по отношению к горизонтальным планкам 2 входным трубопроводом 5 с фланцем на одном конце и заглушкой на другом (на чертеже не показано). При этом входной трубопровод 5 делит тороидальную поверхность на две симметричные части 7 и 8. Перпендикулярно входному трубопроводу 5 и соосно горизонтальной оси тороидальной поверхности распределителя 3, расположен дополнительный трубопровод 6 с заглушками на обеих концах (на чертеже не показано), вписываемый во внутренний контур тороидальной поверхности распределителя 3, причем диаметры внутренних полостей тороидальной поверхности и входного 5 и дополнительного 6 трубопроводов равны между собой, а сами полости соединены между собой. Причем к внутренним полостям 7 и 8 тороидальной поверхности, входного 5 и дополнительного 6 трубопроводов подсоединены со стороны цилиндрической обечайки корпуса 1 и параллельно ее оси отводы: укороченные 11, средние 10 и длинные 9, заканчивающиеся распылительными соплами 12, ориентированными к направляющему устройству 16.On one side, a foam dispenser 3 is attached to the housing 1 by means of at least three spokes 4 located along the generatrices of the truncated conical surface, an axisymmetric and coaxial cylindrical shell, the base of the cylindrical shell of the housing 1 being one large base of the conical surface, and another, smaller, is a foam dispenser 3, which has the form of a coaxial cylindrical shell of the housing 1 of a toroidal surface connected to a vertically positioned relative to the horizon lals 2 inlet pipe 5 with a flange at one end and a plug at the other (not shown). In this case, the inlet pipe 5 divides the toroidal surface into two symmetric parts 7 and 8. Perpendicular to the inlet pipe 5 and coaxially with the horizontal axis of the toroidal surface of the distributor 3, there is an additional pipe 6 with plugs at both ends (not shown in the drawing), fit into the inner contour of the toroidal the surface of the distributor 3, and the diameters of the internal cavities of the toroidal surface and the input 5 and additional 6 pipelines are equal to each other, and the cavities themselves are interconnected. Moreover, bends are connected to the internal cavities 7 and 8 of the toroidal surface, input 5 and additional 6 pipelines from the side of the cylindrical shell of the housing 1 and parallel to its axis: shortened 11, middle 10 and long 9, ending with spray nozzles 12 oriented to the guiding device 16.

Направляющее устройство 16 состоит из внутренней 15 и внешней 13 генерирующих сеток, которые выполнены в виде соосных усеченных конических поверхностей, имеющих одно общее основание в виде первого жесткого кольца круглого профиля, соединенного посредством, по крайней мере трех, спиц 14, расположенных по образующим внешней 13 усеченной конической поверхности, с одним из оснований цилиндрической обечайки корпуса 1. Внутренняя 15 генерирующая сетка имеет второе жесткое кольцо круглого профиля, соединенное с первым жестким кольцом посредством, по крайней мере трех, спиц (на чертеже не показано), расположенных по образующим внутренней 15 усеченной конической поверхности, и расположенное перед основанием цилиндрической обечайки корпуса 1 со стороны, противоположной распределителю 3.The guiding device 16 consists of an inner 15 and an outer 13 generating grids, which are made in the form of coaxial truncated conical surfaces having one common base in the form of a first rigid ring of a circular profile connected by at least three spokes 14 located along the generatrices of the outer 13 a truncated conical surface, with one of the bases of the cylindrical shell of the housing 1. The inner 15 generating grid has a second rigid ring of circular profile, connected to the first rigid ring by, at least three spokes (not shown in the drawing) located along the generatrices of the inner 15 truncated conical surface, and located in front of the base of the cylindrical shell of the housing 1 from the side opposite to the distributor 3.

Каждое из распылительных сопел 12 (фиг.2) содержит цилиндрический корпус 17 со штуцером 18, жестко связанным с корпусом и соосно расположенным в верхней части корпуса и имеющим цилиндрическое отверстие 19 для подвода жидкости, соединенное с диффузором 20, осесимметричным корпусу и штуцеру. К корпусу 17 в его нижней части посредством, по крайней мере, трех спиц 22 подсоединен распылитель 21, расположенный перпендикулярно оси корпуса и выполненный в виде перфорированного диска с отверстиями 24. Диск распылителя 21 образован двумя поверхностями, одна из которых, обращенная в сторону диффузора 20, криволинейная поверхность, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, является кривая линия n-го порядка, например эллиптическая, параболическая и др., а вторая - плоскость.Each of the spray nozzles 12 (FIG. 2) contains a cylindrical body 17 with a fitting 18 rigidly connected to the body and coaxially located in the upper part of the body and having a cylindrical hole 19 for supplying fluid connected to the diffuser 20, an axisymmetric body and the fitting. At least three spokes 22 are connected to the housing 17 by means of at least three spokes 22 connected to a sprayer 21 located perpendicular to the axis of the housing and made in the form of a perforated disk with holes 24. The sprayer disk 21 is formed by two surfaces, one of which is facing the diffuser 20 , a curved surface, and the line forming this surface is an nth-order curved line, for example, elliptic, parabolic, etc., and the second is a plane.

Спицы 22, посредством которых диск распылителя крепится к корпусу, расположены радиально по отношению к оси корпуса и по форме могут быть выполнены прямыми (на чертеже не показано) и изогнутыми, причем к корпусу они крепятся посредством винтов 23, а к диску - либо с помощью разъемного соединения, например резьбового, либо неразъемного, например контактной сваркой.The spokes 22, through which the atomizer disk is attached to the housing, are located radially with respect to the axis of the housing and can be made straight (in the drawing not shown) and curved in shape, moreover, they are attached to the housing using screws 23, and to the disk, or using detachable connections, such as threaded, or one-piece, such as resistance welding.

Отверстия 24 перфорации в диске 21 имеют оси, пересекающиеся в точке, лежащей на торцевой поверхности корпуса и являющейся центром наибольшей окружности диффузора 20, при этом распылитель форсунки может быть выполнен из твердых материалов, например карбида вольфрама.The holes 24 of the perforation in the disk 21 have axes intersecting at a point lying on the end surface of the housing and which is the center of the largest circumference of the diffuser 20, while the nozzle atomizer can be made of solid materials, such as tungsten carbide.

Пеногенератор устанавливается непосредственно над зоной возможного возгорания, длина создаваемой струи в горизонтальном или вертикальном положении генератора не превышает 1,8 м.The foam generator is installed directly above the zone of possible ignition; the length of the created jet in the horizontal or vertical position of the generator does not exceed 1.8 m.

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 5 пеногенератора, откуда он через распределитель 3 пенораствора под давлением подается на отводы 9, 10, 11, сопла 12 которых формируют распыленные струи. Струи с коротких отводов 11 попадают на внешнюю генерирующую сетку 13, а с длинных 9 и средних 10 отводов - на внутреннюю сетку 15.In the event of a fire, a pumping unit (not shown in the drawing) delivers a foaming agent solution from a metering tank or a fire truck to the inlet pipe 5 of the foam generator, from where it is supplied through the foam dispenser 3 to the taps 9, 10, 11, nozzles 12 of which form sprayed jets . The jets from the short taps 11 fall on the external generating grid 13, and from the long 9 and middle 10 taps - on the internal grid 15.

Каждое из распылительных сопел 12 работает следующим образом.Each of the spray nozzles 12 operates as follows.

Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 19 в диффузор 20, а из него под давлением поступает в распылитель 21, при этом происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет турбулизации потока на выходе, и мелкодисперсный поток выходит из форсунки с широким факелом распыляющейся жидкости (раствора).The liquid is supplied through a cylindrical hole 19 to the diffuser 20, and from it enters the atomizer 21 under pressure, with this, additional droplets of liquid are crushed due to turbulence of the outlet stream, and the finely dispersed stream leaves the nozzle with a wide spray nozzle (solution).

В начале факела распыленная струя раствора пенообразователя имеет наибольшую скорость и при попадании на сетку формируется пена с пузырьками малого размера (2÷3 мм в поперечнике), с удалением от сопла скорость струи падает и далее на сетке формируется пена 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.At the beginning of the plume, the sprayed spray of the foaming agent solution has the highest speed and when it gets on the mesh, foam with small bubbles (2 ÷ 3 mm across) is formed, with the distance from the nozzle, the jet velocity drops and then foam with larger bubbles forms on the mesh (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.

Испытания показали, что даже в условиях интенсивного задымления пена образуется в заданных объемах и имеет хорошую устойчивость к распаданию.Tests have shown that even in conditions of intense smoke, foam is formed in predetermined volumes and has good resistance to decay.

В качестве пенообразователя в таких системах пожаротушения применяется фторсинтетический пенообразователь типа "Мультипена". Работает также на 6%-водном растворе фторсодержащего пенообразователя "Подслойный" в условиях задымления помещения.As a foaming agent in such fire extinguishing systems, a fluorosynthetic foaming agent of the "Multipena" type is used. It also works on a 6% aqueous solution of fluorinated foaming agent "Sublayer" in the conditions of smoke in the room.

Пеногенератор предназначен для автоматических систем пожаротушения закрытых технологических помещений (подача пены на место возгорания), где возможно образование паро- и газовоздушных смесей, например, в насосных залах насосных нефтеперекачивающих станций, камерах регулирования давления и т.п.The foam generator is intended for automatic fire extinguishing systems of closed technological rooms (supplying foam to the place of ignition), where vapor and gas mixtures can form, for example, in pump rooms of pumping stations, pressure control chambers, etc.

Пеногенератор работает эффективно при следующих оптимальных параметрах технических характеристик:The foam generator works efficiently with the following optimal technical parameters:

Рабочее давление раствора пенообразователя, МПа The working pressure of the foaming agent, MPa 0,9±0,10.9 ± 0.1 Расход по раствору пенообразователя, л/с, не менееFoaming agent solution consumption, l / s, not less 3,53,5 Производительность по пене, м³/с, не менееProductivity on foam, m ³ / s, not less 1,41.4 Кратность пены, не менееMultiplicity of foam, not less 400400

Claims

A foam generator containing a housing, a distribution and a guiding device, the housing is made in the form of a cylindrical shell with circular stiffeners along the edges, pressed on the shell in the form of circles of a hemispherical profile, and mounted on two horizontal supporting strips with mounting holes, and on one side it is attached to the housing foam dispenser by means of at least three spokes located along the generatrices of the truncated conical surface, axisymmetric and coaxial cylindrical shell a nut, with one large base of the conical surface being the base of the cylindrical shell of the housing, and another smaller one is the foam dispenser, which has the form of a coaxial cylindrical shell of the housing of the toroidal surface, connected to the inlet pipe vertically located relative to the horizontal bars with a flange on one end and a plug on the other, while the inlet pipe divides the toroidal surface into two symmetrical parts, and perpendicular to the inlet pipe and coaxially on the horizontal axis of the toroidal surface of the distributor there is an additional pipeline with plugs at both ends that fits into the inner contour of the toroidal surface of the distributor, the diameters of the internal cavities of the toroidal surface and the input and additional pipelines being equal to each other, and the cavities themselves are interconnected, and to the internal cavities of the toroidal surface , inlet and additional pipelines are connected from the side of the cylindrical shell of the housing and parallel to its axis dy: shortened, medium and long, ending with spray nozzles oriented to the guiding device, which consists of internal and external generating grids, which are made in the form of coaxial truncated conical surfaces having one common base in the form of a first rigid ring of circular profile connected by at least three spokes located along the generatrices of the external truncated conical surface, with one of the bases of the cylindrical shell of the housing, the internal generating the grid has a second rigid ring of circular profile, connected to the first rigid ring by at least three spokes located along the generatrices of the internal truncated conical surface, and located in front of the base of the cylindrical shell of the housing from the side opposite to the distributor, each of the spray nozzles is made in the form nozzles with a perforated spray disk containing a cylindrical body with a fitting rigidly connected to the body and coaxially located in the upper part of the body and have they have a cylindrical hole for supplying fluid connected to a diffuser, an axisymmetric case and a fitting, and to the case in its lower part by means of at least three spokes is connected a spray located perpendicular to the axis of the case and made in the form of a perforated disk, characterized in that the disk the nozzle nozzle is formed by two surfaces, one of which, facing the diffuser, is a curved surface, and the curve of the nth order is the line forming this surface, and T Paradise - plane.