RU2552860C1 - High-expansion foam generator for fire fighting - Google Patents
High-expansion foam generator for fire fighting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552860C1 RU2552860C1 RU2014113302/12A RU2014113302A RU2552860C1 RU 2552860 C1 RU2552860 C1 RU 2552860C1 RU 2014113302/12 A RU2014113302/12 A RU 2014113302/12A RU 2014113302 A RU2014113302 A RU 2014113302A RU 2552860 C1 RU2552860 C1 RU 2552860C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixing chamber
- chamber
- wall
- side wall
- separator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к противопожарной технике, а более конкретно к средствам для тушения пожаров с использованием газомеханической пены.The invention relates to fire fighting equipment, and more particularly to means for extinguishing fires using gas-mechanical foam.
Из достигнутого уровня техники известен генератор высокократной пены для пожаротушения, содержащий полый корпус с входным патрубком, распылителями и пеноформирующим сетчатым элементом, которые расположены соответственно на входе, внутри и на выходе корпуса, при этом входной патрубок и распылители посредством соответствующих им средств подвода соединены соответственно с емкостью, содержащей сжатый газ, и с емкостью, содержащей раствор пенообразователя, а распылители направлены в сторону пеноформирующего сетчатого элемента (FR №1423858, 1964).The prior art fire extinguishing foam generator is known which comprises a hollow body with an inlet pipe, nozzles and a foaming mesh element, which are located respectively at the inlet, inside and at the outlet of the body, while the inlet pipe and nozzles are connected respectively a container containing compressed gas and with a container containing a foaming agent solution, and the nozzles are directed towards the foaming mesh element (FR No. 1423858, 19 64).
Использование в упомянутом выше известном генераторе высокократной пены для пожаротушения соответствующих емкостей, как для жидкого, так и для газообразного пенообразующих компонентов, с одной стороны, обуславливает достоинства этого генератора, заключающиеся в возможности получения газомеханической пены не только с требуемым содержанием кислорода (которое определяется содержанием кислорода в используемой и находящейся под давлением газовой смеси), но и с требуемым содержанием добавок для придания ей ингибирующих свойств, например галоидуглеводорода (В.А. Лапин и др. SU №1196012 A, 1985; Ю.В. Чуриков и др. SU №1711923 A1, 1992), а с другой стороны, обуславливает и его основной недостаток, заключающийся в том, что объем газомеханической пены, получаемый с единицы объема емкости со сжатым газом или газовой смеси, относительно невелик. Увеличение же запаса газообразного пенообразующего компонента путем увеличения объема емкости или давления в ней ограничено ввиду существенного увеличения весогабаритных параметров генератора, а следовательно, увеличения и его стоимости.The use in the aforementioned well-known generator of high-level foam for extinguishing appropriate containers, both for liquid and gaseous foaming components, on the one hand, determines the advantages of this generator, which consists in the possibility of obtaining a gas-mechanical foam not only with the required oxygen content (which is determined by the oxygen content in the gas mixture used and under pressure), but also with the required content of additives to give it inhibitory properties, for example halogenated hydrocarbons (V.A. Lapin et al. SU No. 1196012 A, 1985; Yu.V. Churikov et al. SU No. 1711923 A1, 1992), and on the other hand, also causes its main disadvantage, namely, that the volume gas-mechanical foam obtained from a unit volume of a container with compressed gas or a gas mixture is relatively small. The increase in the supply of the gaseous foaming component by increasing the volume of the tank or the pressure in it is limited due to a significant increase in the weight and size parameters of the generator, and consequently, the increase in its cost.
Известен также генератор высокократной пены для пожаротушения (эжекционного типа), взятый в качестве прототипа и содержащий полый цилиндрический корпус с открытыми входным и выходным торцами, коллектор с распылителями (соплами) и пеноформирующий сетчатый элемент, при этом коллектор с распылителями, направленными в сторону пеноформирующего сетчатого элемента, установлен со стороны входного торца корпуса и соединен с источником (емкостью) раствора пенообразователя, а пеноформирующий сетчатый элемент, содержащий внешнюю, внутреннюю и дополнительную сетки, выполненные в виде входящих один в другой усеченных конусов, размещен со стороны выходного торца корпуса (А.Е. Брезгин, RU №2246977 C2, 2005).Also known is a high-foam fire extinguishing foam (ejection type) generator, taken as a prototype and containing a hollow cylindrical body with open inlet and outlet ends, a manifold with sprayers (nozzles) and a foaming mesh element, with a collector with sprayers directed towards the foam-forming mesh element, installed on the side of the inlet end of the housing and connected to the source (capacity) of the foaming agent solution, and the foaming mesh element containing external, internal and additional grids made in the form of truncated cones entering one another, are placed on the side of the output end of the housing (A.E. Brezgin, RU No. 2246977 C2, 2005).
Недостаток прототипа заключается в том, что его технико-эксплуатационные параметры (главным образом производительность газомеханической пены) сильно зависят от концентрации содержащихся в окружающем воздухе дисперсных частиц (твердых, жидких) продуктов, образующихся в результате горения, поскольку наличие в окружающем воздухе (являющемся в данном случае газообразным пенообразующим компонентом) дисперсных частиц приводит к забиванию ими пеноформирующего сетчатого элемента, а следовательно, к снижению эффективности процесса пенообразования. Иными словами, наличие в окружающем воздухе как твердых, так и жидких дисперсных частиц продуктов, образующихся в результате горения, приводит к снижению производительности газомеханической пены, а следовательно, к снижению эффективности пожаротушения.The disadvantage of the prototype is that its technical and operational parameters (mainly the performance of gas-mechanical foam) are highly dependent on the concentration of dispersed particles (solid, liquid) contained in the ambient air resulting from combustion, since the presence of ambient air (which is in this In the case of a gaseous foaming component) of the dispersed particles, they clog the foaming mesh element and, consequently, reduce the efficiency of the foaming process mations. In other words, the presence in the ambient air of both solid and liquid dispersed particles of products formed as a result of combustion leads to a decrease in the performance of the gas-mechanical foam and, consequently, to a decrease in the efficiency of fire fighting.
Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по повышению надежности работы генератора высокократной пены для пожаротушения за счет предотвращения забивания пеноформирующего сетчатого элемента дисперсными частицами образующихся при горении продуктов. Достигаемый при этом технический результат заключается не только в обеспечении стабильности процесса пенообразования вне зависимости от концентрации содержащихся в окружающем воздухе дисперсных частиц (твердых, жидких) продуктов, образующихся в результате горения, но и в повышении дальности струи газомеханической пены.The present invention is aimed at solving the technical problem of improving the reliability of the high-foam fire extinguishing generator by preventing clogging of the foaming mesh element by dispersed particles of products formed during combustion. The technical result achieved in this case consists not only in ensuring the stability of the foaming process, regardless of the concentration of dispersed particles (solid, liquid) of products formed as a result of combustion contained in the ambient air, but also in increasing the range of the gas-mechanical foam jet.
Согласно изобретению поставленная задача решена тем, что генератор высокократной пены для пожаротушения содержит последовательно сообщающиеся друг с другом и расположенные соосно относительно общей оси заборник окружающего воздуха, первую камеру смешения, сепаратор, кольцевую распределительную камеру для газообразного пенообразующего компонента, вторую камеру смешения, а также выходной патрубок с пеноформирующим сетчатым элементом, при этом заборник окружающего воздуха выполнен в виде патрубка с соосно установленным в нем завихрителем, а находящаяся за заборником окружающего воздуха первая камера смешения включает цилиндрическую боковую стенку и торцевую стенку, расположенную со стороны ее входной части и выполненную с входным осевым отверстием, через которое полость первой камеры смешения сообщается с полостью упомянутого заборника окружающего воздуха, причем патрубок заборника окружающего воздуха соединен с ее торцевой стенкой, в боковой стенке первой камеры смешения выполнено, по меньшей мере, одно отверстие для подвода в ее полость сжатого газа или газовой смеси, при этом упомянутое отверстие расположено с обеспечением направления ввода через него сжатого газа или газовой смеси, которое совпадает с направлением закрутки завихрителем всасываемого в первую камеру смешения окружающего воздуха, в выходной зоне первой камеры смешения и соосно ей размещен обтекатель, выполненный в виде тела вращения, с поперечными размерами, монотонно увеличивающимися в направлении к сепаратору, который содержит корпус, внутреннюю цилиндрическую стенку и расположенную между ними и коаксиально относительно, по крайней мере, внутренней цилиндрической стенки перегородку, которая делит полость сепаратора на две сообщающиеся между собой камеры, при этом внутренняя камера образована перегородкой и внутренней цилиндрической стенкой и по всему своему кольцевому поперечному сечению сообщается на входе и на выходе соответственно с упомянутыми первой камерой смешения и с кольцевой распределительной камерой для газообразного пенообразующего компонента, а охватывающая внутреннюю камеру сепаратора и образованная перегородкой и корпусом его внешняя камера для сбора загрязнений сообщается с его внутренней камерой посредством продольных целевых отверстий, которые расположены равномерно по окружности цилиндрической перегородки и тангенциально относительно ее, причем упомянутые продольные щелевые отверстия имеют направление, совпадающее с направлением вращения поступающего во внутреннюю камеру сепаратора газообразного пенообразующего компонента, кольцевая распределительная камера для газообразного пенообразующего компонента включает кожух, сопряженный с перегородкой сепаратора, и коаксиально расположенную относительно него внутреннюю стенку, образованную смежным с внутренней цилиндрической стенкой сепаратора участком цилиндрической боковой стенки второй камеры смешения, которая сопряжена с внутренней цилиндрической стенкой сепаратора, вторая камера смешения содержит также торцевую стенку с осевым отверстием, имеющим размеры, соответствующие поперечным размерам выходного патрубка, и внутреннюю стенку, которая образована концевым участком выходного патрубка, который расположен со стороны его входного торца, пропущен через упомянутое осевое отверстие в торцевой стенке и герметично соединен с ней, напротив входного торца выходного патрубка установлена перегородка, соединенная по всему своему периметру с цилиндрической боковой стенкой второй камеры смешения, которая сообщается с полостью выходного патрубка через промежуток между его входным торцом и упомянутой перегородкой, на внутренней стенке кольцевой распределительной камеры для газообразного пенообразующего компонента или, по крайней мере, на той ее части, которая расположена напротив концевого участка выходного патрубка, выполнены продольные щелевые отверстия, которые расположены равномерно по ее окружности и тангенциально относительно ее, а на выступающем за пределы кожуха кольцевой распределительной камеры для газообразного пенообразующего компонента участке цилиндрической боковой стенки второй камеры смешения установлен, по меньшей мере, один патрубок для подачи под давлением жидкого пенообразующего компонента, при этом каждый упомянутый патрубок расположен тангенциально к цилиндрической боковой стенке второй камеры смешения, а его направление совпадает с направлением продольных щелевых отверстий, выполненных на внутренней стенке кольцевой распределительной камеры для газообразного пенообразующего компонента.According to the invention, the problem is solved in that the high-pressure foam generator for fire extinguishing contains sequentially communicating with each other and located coaxially relative to the common axis of the ambient air intake, a first mixing chamber, a separator, an annular distribution chamber for a gaseous foaming component, a second mixing chamber, and also the output a pipe with a foaming mesh element, while the ambient air intake is made in the form of a pipe with a swirl coaxially mounted in it the body, and the first mixing chamber located behind the ambient air intake includes a cylindrical side wall and an end wall located on the side of its inlet and made with an axial inlet through which the cavity of the first mixing chamber communicates with the cavity of the said ambient air intake, and the pipe of the ambient intake air is connected to its end wall, at least one hole is made in the side wall of the first mixing chamber for supplying compressed gas or gases to its cavity of the mixture, wherein said hole is arranged to provide a direction for introducing compressed gas or gas mixture through it, which coincides with the swirl direction of the ambient air drawn into the first mixing chamber by the swirl, in the outlet zone of the first mixing chamber and arranged in alignment with the cowling made in the form of a body rotation, with transverse dimensions, monotonically increasing in the direction of the separator, which contains a housing, an inner cylindrical wall and located between them and coaxially relative of at least the inner cylindrical wall, a partition that divides the separator cavity into two interconnected chambers, while the inner chamber is formed by a partition and an inner cylindrical wall and communicates at the inlet and outlet, respectively, with the first mixing chamber along its entire annular cross-section and with an annular distribution chamber for a gaseous foaming component, and covering the inner chamber of the separator and formed by a partition and its body outside the pollution collection chamber communicates with its inner chamber by means of longitudinal target holes that are uniformly spaced around the circumference of the cylindrical partition and tangentially relative to it, said longitudinal slotted holes having a direction coinciding with the direction of rotation of the gaseous foaming component entering the separator inner chamber, an annular distribution the chamber for the gaseous foaming component includes a casing interfaced with the se of the parator, and the inner wall coaxially located relative to it, formed by the portion of the cylindrical side wall of the second mixing chamber adjacent to the inner cylindrical wall of the separator, which is interfaced with the inner cylindrical wall of the separator, the second mixing chamber also contains an end wall with an axial hole having dimensions corresponding to the transverse dimensions the outlet pipe, and the inner wall, which is formed by the end portion of the outlet pipe, which is located on the side of its input bottom end, passed through the said axial hole in the end wall and hermetically connected to it, opposite the inlet end of the outlet pipe there is a partition connected around its perimeter to the cylindrical side wall of the second mixing chamber, which communicates with the cavity of the outlet pipe through the gap between its inlet end and said partition, on the inner wall of the annular distribution chamber for the gaseous foaming component or, at least, on that part thereof, which is located At the same time, opposite the end section of the outlet pipe, longitudinal slit openings are made that are uniformly circumferential and tangential to it, and at least one cylindrical side wall of the second mixing chamber protrudes beyond the casing of the distribution chamber for the gaseous foaming component a nozzle for supplying under pressure a liquid foaming component, wherein each said nozzle is located tangentially to a cylindrical kovoy wall of the second mixing chamber, and its direction coincides with the direction of the longitudinal slit holes formed on the inner wall of the annular distribution chamber for a gaseous foamable component.
В других предпочтительных воплощениях изобретения поставленная задача решена тем, что:In other preferred embodiments of the invention, the task is solved in that:
- отверстия, выполненные в боковой стенке первой камеры смешения и предназначенные для подвода в нее сжатого газа или сжатой газовой смеси, расположены равномерно по окружности ее боковой стенки и тангенциально относительно ее;- openings made in the side wall of the first mixing chamber and intended for supplying compressed gas or a compressed gas mixture into it, are located uniformly around the circumference of its side wall and tangentially relative to it;
- отверстия, выполненные в боковой стенке первой камеры смешения и предназначенные для подвода в нее сжатого газа или сжатой газовой смеси, расположены равномерно по окружности ее боковой стенки, при этом каждое упомянутое отверстие расположено в соответствующей ему плоскости, тангенциальной относительно боковой стенки первой камеры смешения, и направлено под острым углом α≤30° относительно касательной к окружности упомянутой боковой стенки в сторону выходной зоны первой камеры смешения;- holes made in the side wall of the first mixing chamber and intended for supplying compressed gas or compressed gas mixture into it are located uniformly around the circumference of its side wall, with each said hole being located in its corresponding plane tangential to the side wall of the first mixing chamber, and directed at an acute angle α≤30 ° relative to the tangent to the circumference of the said side wall towards the outlet zone of the first mixing chamber;
- для обеспечения изменения кратности газомеханической пены упомянутая перегородка выполнена с осевым отверстием постоянного или переменного сечения для подачи через него сжатого газа или сжатой газовой смеси.- to ensure a change in the multiplicity of the gas-mechanical foam, the said partition is made with an axial hole of constant or variable cross-section for supplying compressed gas or compressed gas mixture through it.
Преимущество патентуемого генератора высокократной пены для пожаротушения (по сравнению с прототипом) заключается в том, что, с одной стороны, за счет патентуемого выполнения (отсутствующих в прототипе) заборника окружающего (загрязненного) воздуха с завихрителем, а также за счет патентуемого выполнения первой камеры смешения с обтекателем, который расположен соосно первой камере смешения в ее выходной зоне и выполнен в виде тела вращения с размерами, монотонно увеличивающимися в направлении к сепаратору, обеспечивается формирование (в результате взаимодействия с поверхностью обтекателя как вращательно-вихревого потока загрязненного окружающего воздуха, поступающего через снабженный завихрителем заборник, так и вращательно-вихревого потока, образованного в результате соответствующей подачи под давлением в первую камеру смешения, предпочтительно инертного газа) однородного (за счет интенсивного перемешивания упомянутых вращательно-вихревых потоков) газообразного пенообразующего компонента, представляющего собой также вращательно-вихревой поток, имеющий параметры, которые не только необходимы для реализации на пеноформирующем сетчатом элементе процесса пенообразования требуемой кратности, но, что особенно важно, позволяют за счет существенного увеличения (при взаимодействии с обтекателем вращательно-вихревого потока загрязненного окружающего воздуха) центробежной силы, действующей на содержащиеся в сформированном газообразном пенообразующем компоненте как твердых, так и жидких дисперсных частиц, с помощью центробежного сепаратора простой конструкции обеспечить эффективное удаление из него упомянутых дисперсных частиц. С другой стороны, за счет патентуемого выполнения второй камеры смешения и охватывающей ее кольцевой распределительной камеры для газообразного пенообразующего компонента обеспечивается не только эффективное смешение жидкого и газообразного пенообразующих компонент, но и повышение дальности струи газомеханической пены.The advantage of the patentable high-foam fire extinguishing foam generator (compared to the prototype) is that, on the one hand, due to the patentable design (absent in the prototype) of the ambient (contaminated) air intake with swirl, as well as due to the patentable execution of the first mixing chamber with a fairing, which is located coaxially with the first mixing chamber in its outlet zone and is made in the form of a body of revolution with dimensions monotonically increasing in the direction of the separator, the formation ( as a result of the interaction with the fairing surface, both the rotational-vortex flow of contaminated ambient air entering through the intake provided with the swirler and the rotational-vortex flow formed as a result of the corresponding supply under pressure to the first mixing chamber, preferably an inert gas), homogeneous (due to intensive mixing of the aforementioned rotational-vortex flows) of a gaseous foaming component, which is also a rotational-vortex flow having pairs ters, which are not only necessary for the implementation of the foaming process of the required multiplicity on the foaming mesh element, but, which is especially important, allow due to a significant increase (when interacting with the radome-vortex flow fairing of the polluted ambient air) the centrifugal force acting on the gaseous the foaming component of both solid and liquid dispersed particles, using a centrifugal separator of a simple design, to ensure effective removal from him referred to dispersed particles. On the other hand, due to the patented embodiment of the second mixing chamber and the annular distribution chamber enclosing it for the gaseous foaming component, not only effective mixing of the liquid and gaseous foaming components is ensured, but also an increase in the jet range of the gas-mechanical foam.
В дальнейшем патентуемое изобретение поясняется конкретными примерами, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрирует возможность достижения упомянутого технического результата патентуемой совокупностью существенных признаков.In the future, the patented invention is illustrated by specific examples, which, however, are not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the aforementioned technical result with a patentable combination of essential features.
На фиг.1 схематично изображен генератор высокократной пены для пожаротушения, вид сбоку, частичный продольный разрез; на фиг.2 - то же, но в других воплощениях изобретения; на фиг.3 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.4 - сечение по Б-Б фиг.2, увеличено; на фиг.5 - сечение по В-В фиг.1; на фиг.6 - сечение по Г-Г фиг.2; на фиг.7 - разрез по Д-Д фиг.1, увеличено.Figure 1 schematically shows a high-foam fire extinguishing generator, side view, partial longitudinal section; figure 2 is the same, but in other embodiments of the invention; figure 3 is a section along aa of figure 1; figure 4 is a cross-section along BB of figure 2, increased; figure 5 is a section along bb In figure 1; in Fig.6 is a section along G-D of Fig.2; Fig.7 is a section along DD DD of Fig.1, enlarged.
Генератор высокократной пены для пожаротушения содержит (фиг.1 и 2) последовательно сообщающиеся друг с другом и расположенные соосно относительно общей оси 1 заборник окружающего (загрязненного) воздуха, выполненный в виде патрубка 2, имеющего или цилиндрическую форму, или форму конфузора, с соосно установленным в нем завихрителем, например, шнековым, который включает аксиальный держатель, например, стержень 3 с расположенным на его поверхности, по крайней мере, одним ребром 4 (лопастью), имеющим соответствующую форме патрубка 2 форму обращенной к нему поверхности, расположенным по винтовой линии и образующим совместно с патрубком 2 и стержнем 3 винтовой канал для прохода окружающего (загрязненного) воздуха, первую камеру 5 смешения, сепаратор 6, кольцевую распределительную камеру 7 для газообразного пенообразующего компонента, вторую камеру 8 смешения и выходной патрубок 9 с пеноформирующим сетчатым элементом 10.The high-foam fire extinguishing foam generator (Figs. 1 and 2) contains successively communicating with each other and arranged coaxially relative to the
Находящаяся за упомянутым заборником окружающего воздуха первая камера 5 смешения содержит цилиндрическую боковую стенку 11 и торцевую стенку 12, расположенную со стороны ее входной части и выполненную с входным осевым отверстием 13, через которое полость первой камеры 5 смешения сообщается с полостью заборника окружающего воздуха, при этом патрубок 2 заборника окружающего воздуха соединен с ее торцевой стенкой 12. В боковой стенке 11 первой камеры 5 смешения выполнено, по меньшей мере, одно отверстие 14 (сопло) для подвода в первую камеру 5 смешения сжатого газа или газовой смеси, при этом (фиг.1 и 3) отверстия 14 расположены равномерно по окружности боковой стенки 11 и тангенциально относительно ее. В другом предпочтительном воплощении патентуемого изобретения, отверстия 141 для подвода в первую камеру 5 смешения сжатого газа или газовой смеси (фиг.2 и 4) расположены равномерно по окружности боковой стенки 11, при этом каждое отверстие 141 расположено в соответствующей ему плоскости, тангенциальной относительно боковой стенки 11 первой камеры 5 смешения, и направлено под острым углом α, не превышающем 30°, относительно касательной к окружности боковой стенки 11 в сторону выходной зоны первой камеры 5 смешения. Здесь необходимо отметить, что при α≤30° заметно снижается степень очистки газообразного пенообразующего компонента от дисперсных частиц, содержащихся в окружающем воздухе, вследствие существенного увеличения направленной к выходной зоне первой камеры 5 смешения осевой составляющей скорости вводимых в первую камеру 5 смешения струй сжатого газа или газовой смеси. Отверстия 14, а также и отверстия 141 имеют направление, обеспечивающее направление ввода через них сжатого газа или газовой смеси, совпадающее с направлением закрутки завихрителем всасываемого в первую камеру 5 смешения окружающего воздуха. В предпочтительном воплощении патентуемого изобретения подвод сжатого газа или газовой смеси к отверстиям 14 (141) осуществляется с помощью газового коллектора 15, охватывающего первую камеру 5 смешения и имеющего или кольцевую полость, или, предпочтительно, полость в форме улитки вихревой трубы (фиг.3). В выходной зоне полости первой камеры 5 смешения и соосно ей размещен обтекатель 16, выполненный в виде тела вращения, с поперечными размерами, монотонно увеличивающимися в направлении к сепаратору 6 (иными словами, по ходу движения газового потока), например в виде конуса с вершиной, предпочтительно скругленной и обращенной к ее торцевой стенке 12, при этом в направлении общей оси 1 расстояние - Δ между вершиной обтекателя 16 и отверстиями 14 не менее чем в три раза превышает их поперечный размер в том же продольном направлении, предпочтительно от 3 до 6 раз, поскольку при больших Δ неоправданно увеличиваются размеры генератора в продольном направлении. Иными словами, обтекатель 16 в направлении общей оси 1 расположен относительно отверстий 14 (141) на расстоянии, обеспечивающем за счет упомянутой выше подачи через отверстия 14 (141) сжатого газа или газовой смеси формирование в полости первой камеры 5 смешения потока вращательно-вихревого вида, распространяющегося в направлении к сепаратору 6 и образующего приосевую зону разрежения, создающую силу всасывания в полость первой камеры 5 смешения окружающего (загрязненного) воздуха.The
Сепаратор 6 содержит корпус 17, выполненный с обеспечением возможности удаления из него собранных загрязнений, внутреннюю цилиндрическую стенку 18, сопряженную на входе сепаратора 6 с обтекателем 16 (основанием конуса), а также расположенную между ними и коаксиально относительно, по крайней мере, внутренней цилиндрической стенки 18 перегородку 19, которая сопряжена заподлицо с цилиндрической боковой стенкой 11 первой камеры 5 смешения (является ее продолжением) и делит полость сепаратора 6 на две сообщающиеся между собой камеры. Внутренняя камера 20 (сепарационный канал кольцевого сечения) образована перегородкой 19 и внутренней цилиндрической стенкой 18 и по всему своему кольцевому поперечному сечению сообщается на входе и на выходе соответственно с первой камерой смешения 5 и с кольцевой распределительной камерой 7 для газообразного пенообразующего компонента, а охватывающая ее и образованная перегородкой 19 и корпусом 17 периферийно расположенная внешняя камера 21 для сбора загрязнений сообщается с внутренней камерой 20 посредством предназначенных для отвода из вращательно-вихревого потока газообразного пенообразующего компонента дисперсных загрязнений продольных целевых отверстий 22, которые расположены равномерно по окружности перегородки 19 и тангенциально относительно ее, при этом отверстия 22 имеют направление, совпадающее с направлением вращения поступающего во внутреннюю камеру 20 сепаратора 6 газообразного пенообразующего компонента (фиг.5).The separator 6 includes a
Кольцевая распределительная камера 7 для газообразного пенообразующего компонента включает кожух 23, сопряженный, предпочтительно заподлицо, с перегородкой 19 сепаратора 6, и коаксиально расположенную относительно него внутреннюю стенку, образованную смежным с внутренней цилиндрической стенкой 18 сепаратора 6 участком 241 цилиндрической боковой стенки 24 второй камеры 8 смешения, которая сопряжена с внутренней цилиндрической стенкой 18 сепаратора 6, в предпочтительном воплощении изобретения, заподлицо с ней. Кожух 23 выполнен или цилиндрической формы и является в этом случае, по существу, продолжением перегородки 19 сепаратора 6 (фиг.2), или, в предпочтительном воплощении изобретения, кожух 23 выполнен в форме усеченного конуса, большое основание которого сопряжено с перегородкой 19 сепаратора 6 (фиг.1). Вторая камера 8 смешения содержит также торцевую стенку 25 с осевым отверстием, имеющим размеры, соответствующие поперечным размерам выходного патрубка 9, и внутреннюю стенку, которая образована концевым участком 91 выходного патрубка 9, который расположен со стороны его входного торца 92, пропущен через упомянутое осевое отверстие в торцевой стенке 25 и герметично соединен с ней. Напротив входного торца 92 выходного патрубка 9 установлена перегородка 26, соединенная по всему своему периметру с цилиндрической боковой стенкой 24 (с ее участком 241) второй камеры 8 смешения, которая сообщается с полостью выходного патрубка 9 через промежуток между его входным торцом 92 и перегородкой 26. На участке 241 цилиндрической боковой стенки 24 второй камеры 8 смешения или, по крайней мере, на той его части, которая расположена напротив концевого участка 91 выходного патрубка 9, выполнены продольные щелевые (эжектирующие) отверстия 27, которые расположены равномерно по его окружности и тангенциально относительно ее (фиг.6). На выступающем за пределы кожуха 23 участке цилиндрической боковой стенки 24 второй камеры 8 смешения установлен, по меньшей мере, один патрубок 28 для подачи (подвода) под давлением жидкого пенообразующего компонента, иными словами, раствора пенообразователя, при этом каждый патрубок 28 расположен тангенциально к цилиндрической боковой стенке 24 второй камеры 8 смешения, а его направление совпадает с направлением продольных щелевых отверстий 27 (фиг.7). Иными словами, направление продольных щелевых отверстий 27 совпадает с направлением вращения газообразного пенообразующего компонента в кольцевой распределительной камере 7. Что касается длины концевого участка 91, пропущенного через осевое отверстие в торцевой стенке 25, то она выбирается из условия обеспечения наилучшего насыщения подаваемого во вторую камеру 8 смешения жидкого пенообразующего компонента газообразным пенообразующим компонентом, который также поступает в ту же камеру. В предпочтительном воплощении изобретения выходной конец выходного патрубка 9 снабжен имеющим форму диффузора насадком 29, на котором закреплен пеноформирующий сетчатый элемент 10. В представленном на фиг.1 одном предпочтительном воплощении изобретения перегородка 26 выполнена сплошной (глухой), а в представленном на фиг.2 другом предпочтительном воплощении изобретения (для обеспечения изменения кратности газомеханической пены) перегородка 26 выполнена с осевым отверстием 30 постоянного или переменного сечения для подачи через него сжатого газа или сжатой газовой смеси, при этом отверстие 30 посредством трубопровода 31 сообщается или с соответствующим ему источником сжатого газа или газовой смеси, или с тем же источником сжатого газа или газовой смеси, который используется для подачи сжатого газа или газовой смеси в первую камеру 5 смешения. На фиг.3, 5 и 6 стрелкой показано направление закрутки газового и газовоздушного потоков, а на фиг.7 стрелкой показано направление подачи жидкого пенообразующего компонента.The
Генератор высокократной пены для пожаротушения работает следующим образом. Сжатый газ (первый энергоноситель), предпочтительно инертный, например азот, или сжатая газовая смесь, например воздух, подается, например, из газового коллектора 15 в отверстия 14 (141), а затем тангенциально поступает в первую цилиндрическую камеру 5 смешения, образуя в ней газовый поток вращательно-вихревого вида, распространяющийся в направлении к сепаратору 6, при этом продольная (осевая) составляющая его скорости будет тем больше, чем больше угол α. В результате в приосевой зоне первой камере 5 смешения создается пониженное по сравнению с окружающей средой давление. Иными словами, образуется приосевая зона разрежения, обеспечивающая создание силы всасывания в полость первой камеры 5 смешения окружающего (загрязненного) воздуха. Таким образом окружающий воздух всасывается через заборник в полость первой камеры 5 смешения, а пройдя через расположенный в патрубке 2 завихритель, приобретает вращательное движение (закручивается) в том же направлении, что и упомянутый газовый поток. Поступающий за счет всасывания через входное осевое отверстие 13 в первую камеру 5 смешения вращательно-вихревой поток окружающего воздуха, загрязненного, например, дисперсными частицами продуктов горения, за счет взаимодействия с охватывающим его и распространяющимся в направлении к сепаратору 6 вращательно-вихревым потоком, образованным в результате подачи под давлением в первую камеру 5 смешения, предпочтительно инертного газа, направляется спутно ему к обтекателю 16. В результате взаимодействия упомянутых вращательно-вихревых потоков с поверхностью обтекателя 16 происходит осесимметричное отклонение обоих упомянутых потоков в направлении к боковой цилиндрической стенке 11 первой камеры 5 смешения. При этом, поскольку вращательно-вихревой поток окружающего воздуха находится в приосевой зоне первой камеры 5 смешения, то он за счет взаимодействия с поверхностью обтекателя 16 отклоняется в радиальном направлении в значительно большей степени, чем движущийся спутно с ним и охватывающий его вращательно-вихревой поток предпочтительно инертного газа. Таким образом, в результате взаимодействия с поверхностью обтекателя 16 упомянутых вращательно-вихревых потоков происходит не только их интенсивное перемешивание, но и (что особенно важно) существенное увеличение центробежной силы, действующей на содержащиеся в сформированном газообразном пенообразующем компоненте упомянутых дисперсных (как твердых, так и жидких) частиц. В результате на выходе первой камеры 5 смешения образуется газообразный пенообразующий компонент в виде вращательно-вихревого потока, давление которого соответствует давлению газообразного пенообразующего компонента, необходимого для реализации на пеноформирующем сетчатом элементе 10 процесса пенообразования требуемой кратности.Generator of high-level foam for fire fighting works as follows. Compressed gas (first energy carrier), preferably inert, such as nitrogen, or a compressed gas mixture, such as air, is supplied, for example, from the
Из первой камеры 5 смешения газообразный пенообразующий компонент в виде вращательно-вихревого потока поступает во внутреннюю камеру 20 (сепарационный канал кольцевого сечения) сепаратора 6, в которой осуществляется инерционное удаление (улавливание) из него дисперсных частиц. Так, вследствие движения газообразного пенообразующего компонента по криволинейной траектории содержащиеся в нем дисперсные частицы (как более инерционные, чем транспортирующий их газ) под действием центробежной силы вращательно-вихревого потока смещаются (отбрасываются) к перегородке 19 внутренней камеры 20, а затем удаляются через расположенные равномерно по окружности перегородки 19 и тангенциально относительно ее продольные целевые отверстия 22 во внешнюю камеру 21 для сбора загрязнений. При попадании дисперсных частиц во внешнюю камеру 21 для сбора загрязнений скорость их уменьшается и они под действием силы тяжести опускаются в ее нижнюю часть (на дно).From the
Очищенный от дисперсных частиц (как правило, от продуктов горения) газообразный пенообразующий компонент поступает в соответствующую ему кольцевую распределительную камеру 7, а затем через продольные щелевые (эжектирующие) отверстия 27 вводится во вторую камеру 8 смешения. При этом, поскольку при движении газообразного пенообразующего компонента по кольцевой распределительной камере 7 объем его постоянно уменьшается за счет постоянного отвода (в том числе и за счет эжекции) через продольные щелевые отверстия 27 части его в полость второй камеры 8 смешения, поэтому, в предпочтительном воплощении изобретения, для обеспечения постоянства скорости движения газообразного пенообразующего компонента вокруг внешней поверхности участка 241 боковой цилиндрической стенки 24 второй камеры 8 смешения, а следовательно, неизменных по всей длине продольных щелевых отверстий 27 условий для ввода его во вторую камеру 8 смешения кожух 23 кольцевой распределительной камеры 7 выполнен в форме усеченного конуса.Purified from dispersed particles (usually from combustion products), the gaseous foaming component enters the corresponding
Раствор (предпочтительно водный) пенообразователя под давлением через, по меньшей мере, один тангенциально расположенный патрубок 28 поступает в объем второй камеры 8 смешения, который ограничен с одной стороны ее боковой цилиндрической стенкой 24, а с другой стороны концевым участком 91 выходного патрубка 9, в котором он приобретает вращательно-поступательное движение. Поскольку при истечении из патрубка 28 раствора пенообразователя он диспергируется, поэтому при его вращательно-поступательное движении по второй камере 6 смешения обеспечивается (за счет интенсификации процесса массообмена) насыщение его газообразным пенообразующим компонентом, поступающим (в том числе и за счет эжекции, поскольку направление продольных щелевых отверстий 27 совпадает с направлением подачи во вторую камеру 8 смешения раствора пенообразователя) из кольцевой распределительной камеры 7. Таким образом, во второй камере 8 смешения за счет смешения жидкого и газообразного пенообразующих компонент происходит процесс предварительного пенообразовния, заключающийся в повышении дисперсности и однородности газоводопенной эмульсии. Полученный в результате перемешивания двухфазный поток по выходному патрубку 9 транспортируется к пеноформирующему сетчатому элементу 10, где происходит основной процесс пенообразования, а именно образуется высокократная пена, жидкая и газообразная фазы которой не содержат дисперсных загрязняющих частиц. За счет вращательно-вихревого движения струи газомеханической пены повышается ее дальность, так как вращательно-вихревой поток более устойчив по сравнению с плоскопараллельным. Кроме того, в центральной области вращательно-вихревого потока имеет место разрежение, поэтому при движении закрученного потока газомеханической пены в свободной атмосфере в него подсасывается атмосферный воздух. Благодаря этому еще более повышается кратность газомеханической пены, а также поддерживается ее стабильность. Кроме того, благодаря выполнению перегородки 26 с осевым отверстием 30 (фиг.2) для подачи через него сжатого газа или сжатой газовой смеси, дополнительно обеспечивается возможность изменения в широком диапазоне кратности получаемой газомеханической пены.The solution (preferably water) of the foaming agent under pressure through at least one tangentially located
Промышленная применимость патентуемого генератора высокократной пены для пожаротушения подтверждается также возможностью изготовления его на существующих машиностроительных предприятиях с использованием известных материалов.The industrial applicability of the patented high-foam foam generator for fire fighting is also confirmed by the possibility of manufacturing it at existing engineering enterprises using well-known materials.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014113302/12A RU2552860C1 (en) | 2014-04-07 | 2014-04-07 | High-expansion foam generator for fire fighting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014113302/12A RU2552860C1 (en) | 2014-04-07 | 2014-04-07 | High-expansion foam generator for fire fighting |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2552860C1 true RU2552860C1 (en) | 2015-06-10 |
Family
ID=53295121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014113302/12A RU2552860C1 (en) | 2014-04-07 | 2014-04-07 | High-expansion foam generator for fire fighting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2552860C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108025200A (en) * | 2015-11-03 | 2018-05-11 | 沃特斯公司 | Compressed-air foam fluid mixer |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1313446A2 (en) * | 1986-01-27 | 1987-05-30 | Военная Краснознаменная академия химической защиты им.Маршала Советского Союза С.К.Тимошенко | Method of producing air-mechanical foams |
SU1573585A1 (en) * | 1988-11-24 | 2005-11-20 | Н.Я. Романов | FOAM GENERATOR |
RU2006130584A (en) * | 2006-08-24 | 2008-02-27 | Толь ттинский военный технический институт (RU) | FIRE EXTINGUISHING METHOD AND DEVICE |
-
2014
- 2014-04-07 RU RU2014113302/12A patent/RU2552860C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1313446A2 (en) * | 1986-01-27 | 1987-05-30 | Военная Краснознаменная академия химической защиты им.Маршала Советского Союза С.К.Тимошенко | Method of producing air-mechanical foams |
SU1573585A1 (en) * | 1988-11-24 | 2005-11-20 | Н.Я. Романов | FOAM GENERATOR |
RU2006130584A (en) * | 2006-08-24 | 2008-02-27 | Толь ттинский военный технический институт (RU) | FIRE EXTINGUISHING METHOD AND DEVICE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108025200A (en) * | 2015-11-03 | 2018-05-11 | 沃特斯公司 | Compressed-air foam fluid mixer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2552860C1 (en) | High-expansion foam generator for fire fighting | |
RU2665405C1 (en) | Centrifugal gas scrubber | |
RU2355948C2 (en) | Flare burner | |
RU2617473C2 (en) | Vortex dust collector | |
RU2665395C1 (en) | Two-step dust collector system with inertial dust separator | |
RU2315237C1 (en) | Jet burner | |
RU2487300C1 (en) | Method of gas combustion | |
RU2663734C1 (en) | Dust collector with fire and explosion safety system | |
RU2665401C1 (en) | Conical jet scrubber | |
RU2462294C1 (en) | Gas and air cleaner | |
RU2635709C1 (en) | Centrifugal gas scrubber | |
RU2413571C1 (en) | Ventury scrubber | |
RU2626356C1 (en) | Bubbling-vortex device with parabolic swirler for wet gas cleaning | |
RU2665408C1 (en) | Gas scrubber | |
RU2467805C2 (en) | Inertial vortex separator | |
RU2669832C2 (en) | Venturi scrubber | |
SU1681920A1 (en) | Gas scrubber | |
SU1580033A1 (en) | Device for dust collection and binding | |
RU2662065C1 (en) | Vortex dust collector with acoustic liquid spraying | |
RU2661570C1 (en) | Scrubber | |
RU2665528C1 (en) | Vortex dust collector with counter-swirling flows | |
RU2669819C1 (en) | Scrubber | |
RU2657997C1 (en) | Fire and explosion safety system for the two-stage dust collection devices | |
RU2655981C1 (en) | Aerial effluents gas and dust acoustic cleaning system | |
RU2020130107A (en) | BUBBLING-VORTEX DEVICE FOR WET DUST COLLECTION |