RU2785039C1

RU2785039C1 - Substance sprayer

Info

Publication number: RU2785039C1
Application number: RU2022105173A
Authority: RU
Inventors: Антон Валерьевич Селютин
Original assignee: Антон Валерьевич Селютин
Filing date: 2022-02-28
Publication date: 2022-12-02

Abstract

FIELD: substances spraying.

SUBSTANCE: invention relates to the field of spraying a substance, namely to a spray of a substance, which includes a housing, at least on part of its surface, made with an expansion of the shape and having an internal cavity for the passage of the substance, at least one bushing is located and fixed on the outer surface of the housing so that that at least one outlet channel is formed between the sleeve and the expanded part of the body, and at least one outlet for the passage of the substance is made in the walls of the body at the location of the sleeve and the formation of at least one outlet channel between the sleeve and the expanded part of the body, communicating with the internal cavity of the housing and with the formed outlet channels for the passage of the substance from the internal cavity of the housing to the outside, while in the side walls of the expanded part of the housing there is formed at least one outlet for the passage of the substance, which communicates with the internal cavity of the housing. The invention can be used for fire extinguishing in automatic and manual mode, in stationary and mobile high and low pressure fire extinguishing installations, as well as for any other application where it is required to spray substances in a given volume.

EFFECT: improving spray efficiency by eliminating blind spots and increasing spray uniformity.

3 cl, 10 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области распыления вещества и может быть использовано для тушения огня в автоматическом и ручном режиме, в стационарных и мобильных установках пожаротушения высокого и низкого давления, а также для любого другого применения, где требуется распылять вещества в заданном объеме, например, в снегогенераторах.The present invention relates to the field of spraying a substance and can be used to extinguish a fire in automatic and manual modes, in stationary and mobile high and low pressure fire extinguishing installations, as well as for any other application where it is required to spray substances in a given volume, for example, in snow guns .

Из уровня техники известен способ получения водяного пара за счет принудительного вытеснения воды давлением 140-200 Атм через оросители [US5944113, МПК A62C31/05, A62C37/11, A62C37/14, B05B1/14, опубл. 31.08.1999]. Для обеспечения возможности распыления тумана с мелкими каплями в известных соплах оросителей выполняют проходные отверстия, в которых устанавливают различные механические препятствия. Такими механическими препятствиями могут быть, например, вращающаяся деталь, неподвижный запорный элемент определенной формы, винтовая пружина и т.д. The prior art method of obtaining water vapor due to the forced displacement of water pressure of 140-200 ATM through sprinklers [US5944113, IPC A62C31/05, A62C37/11, A62C37/14, B05B1/14, publ. 08/31/1999]. In order to enable mist with small drops to be sprayed in the well-known sprinkler nozzles, passage holes are made in which various mechanical obstacles are installed. Such mechanical obstacles can be, for example, a rotating part, a fixed locking element of a certain shape, a helical spring, etc.

Существенный недостаток при использовании таких препятствий заключается в том, что они снижают эффективность оросителя. Это означает, что для получения распыления необходимого вида следует обеспечивать значительную рабочую мощность. Кроме того, наличие препятствий в соплах приводит к тому, что конструкции сопел и оросителей становятся довольно сложными. Такие сопла трудно изготавливать, и их необходимо заключать в особые сопловые кожухи, установленные в корпус оросителя. В результате возрастает стоимость изготовления оросителя. A significant disadvantage when using such obstacles is that they reduce the efficiency of the sprinkler. This means that in order to obtain the desired type of atomization, significant operating power must be provided. In addition, the presence of obstructions in the nozzles leads to the fact that the designs of nozzles and sprinklers become quite complex. Such nozzles are difficult to manufacture and must be enclosed in special nozzle housings installed in the body of the sprinkler. As a result, the cost of manufacturing the sprinkler increases.

В другом патенте [US5881958, МПК A62C31/02, B05B1/02, B05B1/04, опубл. 16.03.1999] описано сопло для нагнетания смеси мелкодиспергированных жидкостей, подобных туману. Чтобы получить однородно диспергированную смесь на всем протяжении распыления в соплах выполнены поверхности с выемками, которые побуждают струи жидкости создавать области отрицательного давления, отдаленные от поверхности переднего конца наконечника сопла. Для образования этих поверхностей с выемками необходима специальная механическая обработка, обусловленная их конфигурацией.In another patent [US5881958, IPC A62C31/02, B05B1/02, B05B1/04, publ. 03/16/1999] describes a nozzle for injecting a mixture of finely dispersed liquids, similar to fog. In order to obtain a uniformly dispersed mixture throughout the spray, the nozzles are provided with recessed surfaces that cause the jets of liquid to create areas of negative pressure, distant from the surface of the front end of the nozzle tip. These notched surfaces require special machining due to their configuration.

Известен патент [RU2248826, МПК A62C31/02, 27.03.2005], в котором описаны несколько вариантов создания водяного тумана с мелкими частицами (огнетушащее вещество) посредством различных оросителей, в которых взаимозависимые по длине и ширине каналы, изготовленные сверлением, расположены последовательно друг за другом. При этом выдавливаемая под большим давлением 80-100 Атм жидкость из камеры, через канал меньшего диаметра (канал подачи водяного потока) должна попадать на стенки канала большего диаметра (дюза) через конусный переход с одного диаметра на другой. При этом, для создания максимальной вихревой диспергации выдавливаемой жидкости, используется эффект поверхностного натяжения в канале большего диаметра. При этом максимальная диспергация вихревого водяного потока в описанном в указанном патенте способе и устройствах происходит на внешней кромке большего из двух каналов, то есть на внешней стороне оросителя. A patent is known [RU2248826, IPC A62C31/02, 03/27/2005], which describes several options for creating water mist with fine particles (fire extinguishing agent) by means of various sprinklers, in which channels, interdependent in length and width, made by drilling, are located sequentially one after another. friend. In this case, the liquid squeezed out under a high pressure of 80-100 atm from the chamber, through a channel of a smaller diameter (channel for supplying water flow) should fall on the walls of a channel of a larger diameter (nozzle) through a cone transition from one diameter to another. In this case, to create the maximum vortex dispersion of the extruded liquid, the effect of surface tension in a channel of a larger diameter is used. In this case, the maximum dispersion of the vortex water flow in the method and devices described in the said patent occurs on the outer edge of the larger of the two channels, that is, on the outer side of the sprinkler.

Недостатком известных оросителей является низкая эффективность пожаротушения из-за наличия у них, так называемых, слепых зон, где отсутствует возможность распределения огнетушащего вещества, обусловленных и ограниченных секторами распыла, т.к. все выходные каналы для огнетушащего вещества расположены одиночно или группами по окружности головки оросителя.A disadvantage of the known sprinklers is the low efficiency of fire extinguishing due to the presence of so-called blind zones, where there is no possibility of distributing the extinguishing agent, due to and limited by the spray sectors, tk. all outlet channels for the fire extinguishing agent are located singly or in groups around the circumference of the sprinkler head.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности распыления за счет устранения слепых зон и увеличения равномерности распыла.The technical result of the present invention is to increase the efficiency of spraying by eliminating blind spots and increasing spray uniformity.

Поставленная задача решена за счет того, что распылитель вещества включает The problem is solved due to the fact that the atomizer of the substance includes

корпус, по меньшей мере на части своей поверхности выполненный с расширением формы и имеющий внутреннюю полость для прохода вещества, a housing, at least on a part of its surface, made with an expansion of the form and having an internal cavity for the passage of a substance,

на внешней поверхности корпуса расположена и зафиксирована по меньшей мере одна втулка так, что между втулкой и расширенной частью корпуса образован по меньшей мере один дополнительный выходной канал для прохода вещества, at least one bushing is located and fixed on the outer surface of the body so that at least one additional outlet channel for the passage of the substance is formed between the bushing and the expanded part of the body,

причем в стенках корпуса в месте установки втулки и образования выходных каналов между втулкой и расширенной частью корпуса выполнено по меньшей мере одно выходное отверстие для прохода вещества, сообщающееся с внутренней полостью корпуса и с образованными выходными каналами для прохода вещества из внутренней полости корпуса наружу,moreover, in the walls of the housing at the place of installation of the sleeve and the formation of outlet channels between the sleeve and the expanded part of the housing, at least one outlet is made for the passage of the substance, which communicates with the internal cavity of the housing and with the formed outlet channels for the passage of the substance from the internal cavity of the housing to the outside,

при этом в боковых стенках расширенной части корпуса образовано по меньшей мере одно выходное отверстие для прохода вещества, сообщающееся с внутренней полостью корпуса.at the same time, at least one outlet for the passage of a substance is formed in the side walls of the expanded part of the housing, which communicates with the internal cavity of the housing.

Возможен вариант развития основного технического решения, при котором по меньшей мере на одном торце втулки образован по меньшей мере один вырез, причем втулка установлена на корпус так, что торец с вырезом упирается в расширенную часть корпуса, образуя меньшей мере один выходной канал для прохода вещества.A variant of the development of the main technical solution is possible, in which at least one cutout is formed on at least one end of the bushing, and the bushing is mounted on the housing so that the end with the cutout abuts against the expanded part of the housing, forming at least one outlet channel for the passage of the substance.

Возможен вариант развития основного технического решения, при котором втулка установлена так, что между одним из ее торцов и расширенной частью корпуса выполнен зазор, сообщающийся с выходными отверстиями в корпусе, образуя выходные каналы для прохода вещества из внутренней полости корпуса наружу.A variant of the development of the main technical solution is possible, in which the sleeve is installed so that between one of its ends and the expanded part of the housing there is a gap that communicates with the outlet holes in the housing, forming outlet channels for the passage of the substance from the internal cavity of the housing to the outside.

Таким образом с помощью заявляемой группы изобретений повышается эффективность распыления за счет повышения проникающей способности создаваемого распыла, благодаря созданию дополнительного ряда выходных каналов для прохода вещества, расположенных выше основных выходных каналов распылителя, которые выполняют роль рассекателей потока. Это позволяет устранить слепые зоны и увеличить равномерность распыла, т.е. создать равномерное распределение капель по поверхности распыла.Thus, with the help of the claimed group of inventions, the efficiency of spraying is increased by increasing the penetrating power of the generated spray, due to the creation of an additional number of outlet channels for the passage of a substance located above the main outlet channels of the sprayer, which act as flow dividers. This allows you to eliminate blind spots and increase the uniformity of the spray, i.e. create a uniform distribution of droplets over the spray surface.

Сущность заявляемого изобретения и возможность его практической реализации поясняется приведенным ниже описанием и чертежами. The essence of the claimed invention and the possibility of its practical implementation is illustrated by the description and drawings below.

На Фиг. 1 показан спринклерный распылитель.On FIG. 1 shows a sprinkler.

На Фиг. 2 показан дренчерный распылитель.On FIG. 2 shows a deluge sprayer.

На Фиг. 3 (А-Е) показаны варианты реализации втулки.On FIG. 3 (A-E) shows embodiments of the sleeve.

На Фиг. 4 показан корпус с отверстиями.On FIG. 4 shows a case with holes.

На Фиг. 5 - 10 показаны результаты экспериментов.On FIG. 5 - 10 show the results of the experiments.

Распылитель вещества (Фиг. 1-10) включает корпус 1, по меньшей мере на части своей поверхности выполненный с расширением, например, Т-образной формы, и имеющий внутреннюю полость для прохода вещества от трубопровода к выходным каналам. The atomizer of the substance (Fig. 1-10) includes a housing 1, at least on part of its surface made with an extension, for example, T-shaped, and having an internal cavity for the passage of the substance from the pipeline to the outlet channels.

На внешней поверхности корпуса 1 расположена и зафиксирована по меньшей мере одна втулка 2 так, что между втулкой 2 и расширенной частью корпуса 1 образован по меньшей мере один дополнительный выходной канал для прохода вещества.At least one sleeve 2 is located and fixed on the outer surface of the housing 1 so that at least one additional outlet channel for the passage of the substance is formed between the sleeve 2 and the expanded part of the housing 1.

В стенках корпуса 1 в месте установки втулки 2 и образования выходных каналов между втулкой 2 и расширенной частью корпуса 1 выполнено по меньшей мере одно выходное отверстие 3 (Фиг. 4) для прохода вещества, сообщающееся с внутренней полостью корпуса 1 и с образованными выходными каналами для прохода вещества из внутренней полости корпуса 1 наружу.In the walls of the housing 1 at the place of installation of the sleeve 2 and the formation of outlet channels between the sleeve 2 and the expanded part of the housing 1, at least one outlet 3 (Fig. 4) is made for the passage of the substance, which communicates with the internal cavity of the housing 1 and with the formed outlet channels for the passage of the substance from the inner cavity of the housing 1 to the outside.

В боковых стенках расширенной части корпуса 1 образовано по меньшей мере одно выходное отверстие 4 для прохода вещества, сообщающееся с внутренней полостью корпуса 1 (Фиг. 1, 2, 4).In the side walls of the expanded part of the housing 1, at least one outlet 4 is formed for the passage of the substance, which communicates with the internal cavity of the housing 1 (Fig. 1, 2, 4).

Возможен вариант развития основного технического решения, при котором по меньшей мере на одном торце втулки 2 образован по меньшей мере один вырез 6, причем втулка 2 установлена на корпус 1 так, что торец с вырезом 6 упирается в расширенную часть корпуса 1, образуя меньшей мере один выходной канал для прохода вещества.It is possible to develop the main technical solution, in which at least one cutout 6 is formed on at least one end of the sleeve 2, and the sleeve 2 is installed on the body 1 so that the end with the cutout 6 abuts against the expanded part of the body 1, forming at least one exit channel for the passage of matter.

Возможен вариант развития основного технического решения, при котором втулка 2 установлена так, что между одним из ее торцов и расширенной частью корпуса 1 выполнен зазор 5, сообщающийся с выходными отверстиями 3 в корпусе 1, образуя выходные каналы для прохода вещества из внутренней полости корпуса 1 наружу.A variant of the development of the main technical solution is possible, in which the sleeve 2 is installed so that between one of its ends and the expanded part of the housing 1 there is a gap 5 connected with the outlet holes 3 in the housing 1, forming outlet channels for the passage of the substance from the internal cavity of the housing 1 to the outside .

После проведения ряда экспериментальных исследований были установлены наиболее эффективные варианты реализации втулки 2.After a series of experimental studies, the most effective options for the implementation of the sleeve 2 were established.

На Фиг. 3 показаны варианты реализации втулки 2. На исполнениях А и Б втулки 2 вырезы 6 выполнены в виде треугольной формы. На исполнении В втулки 2 вырезы 6 выполнены в виде прямоугольной формы. На исполнениях Г втулки 2 вырезы 6 выполнены в виде сферической формы. На исполнении Д втулки 2 вырезы 6 выполнены в виде трапециевидной формы. На исполнении Е применяется зазор 5, образуемый между втулкой 2 и расширенной частью корпуса 1.On FIG. Figure 3 shows variants of the sleeve 2. On versions A and B of the sleeve 2, cutouts 6 are made in the form of a triangular shape. On version B of the sleeve 2, the cutouts 6 are made in the form of a rectangular shape. On versions D of the sleeve 2, the cutouts 6 are made in the form of a spherical shape. On version D of the sleeve 2, the cutouts 6 are made in the form of a trapezoidal shape. On version E, a gap 5 is used, which is formed between the sleeve 2 and the expanded part of the body 1.

С помощью заявляемого изобретения возможно создание распыла водяного потока для разных целей, в том числе огнетушащего вещества, содержащего в качестве активных компонентов пресную или опресненную морскую воду и атмосферный воздух (в случае его всасывания), а также для распыла любого другого химического вещества. With the help of the claimed invention, it is possible to create a water flow spray for various purposes, including a fire extinguishing agent containing fresh or desalinated sea water and atmospheric air (if it is sucked) as active components, as well as for spraying any other chemical substance.

Распылители чаще применяются в составе системы пожаротушения (на чертеже не показано), включающей также систему (на чертеже не показано) компоновки перечисленных элементов, соединительный трубопровод (на чертеже не показано), трубные соединения (на чертеже не показано), гибкие рукава (на чертеже не показано) и соединения (на чертеже не показано), клапанные устройства (на чертеже не показано) управления и насосные установки (на чертеже не показано) с электрическим и пневматическим приводом, совместно обеспечивающие подачу огнетушащего вещества к источнику горения.Sprayers are more often used as part of a fire extinguishing system (not shown in the drawing), which also includes a system (not shown in the drawing) of the layout of the listed elements, a connecting pipeline (not shown in the drawing), pipe connections (not shown in the drawing), flexible hoses (in the drawing not shown) and connections (not shown in the drawing), valve devices (not shown in the drawing) control and pumping units (not shown in the drawing) with electric and pneumatic drive, jointly providing the supply of fire extinguishing agent to the combustion source.

Заявляемое изобретение может быть реализовано в любом типе распылителей: спринклерном (цилиндрическом и коническом) и дренчерном (цилиндрическом и коническом).The claimed invention can be implemented in any type of sprayers: sprinkler (cylindrical and conical) and deluge (cylindrical and conical).

На Фиг. 1 приведен распылитель цилиндрический спринклерного типа. Корпус 1 снабжен резьбой для посадки распылителя в трубный адаптер (на чертеже не показано). В корпус 1 вкручивается гайка (на чертеже не показано) с как минимум одним сквозным отверстием (на чертеже не показано), обеспечивающим подачу воды из трубы (на чертеже не показано), через трубный адаптер (на чертеже не показано) в клапанный канал распылителя. Внутри корпуса 1 вытачивается внутренняя камера, обеспечивающая перемещение штока запорного клапана и сообщающийся с каналами подачи водяного потока. Шток запорного клапана (на чертеже не показано) с резиновыми уплотнениями располагается внутри корпуса 1, продольно клапанному каналу, совместно с гайкой корпуса 1 обеспечивающими удержание воды в трубопроводе (на чертеже не показано) до момента срабатывания (разрыва) термозависимой колбы (на чертеже не показано). Термозависимая колба (на чертеже не показано) располагается в корзинке корпуса 1, имеющей как минимум одно фрезеруемое окно для обеспечения подачи нагретого огневым очагом воздуха к колбе (на чертеже не показано). Колба (на чертеже не показано) удерживает шток запорного клапана (на чертеже не показано) внутри гайки и фиксируется стопорным винтом (на чертеже не показано). Стопорный винт (на чертеже не показано), имеющий резьбу и вкручиваемый в торец корзинки корпуса 1, предназначен для удержания и стопорения термозависимой колбы (на чертеже не показано) в рабочем положении. При разрыве колбы (на чертеже не показано), шток запорного клапана (на чертеже не показано) освобождается и напором воды, находящейся под давлением 40 - 60 кг/см2, выходит из гайки, тем самым обеспечивая подачу воды через клапанный канал в как минимум один распылительный канал и образованное в нем огнетушащее вещество направляется наружу к защищаемой поверхности. При этом цилиндрическая форма корпуса 1 обуславливается необходимостью взаимоувязанно расположить внутреннюю камеру, каналы подачи водяного потока, дюзу и направить выходное отверстие дюзы под углом 75 - 30 градусов к защищаемой поверхности.On FIG. 1 shows a cylindrical sprinkler type sprayer. Housing 1 is threaded for fitting the atomizer into a pipe adapter (not shown in the drawing). A nut (not shown in the drawing) is screwed into body 1 with at least one through hole (not shown in the drawing) that provides water supply from a pipe (not shown in the drawing) through a pipe adapter (not shown in the drawing) into the valve channel of the sprayer. Inside the body 1, an inner chamber is machined, which ensures the movement of the shut-off valve stem and communicates with the channels for supplying the water flow. The stem of the shut-off valve (not shown in the drawing) with rubber seals is located inside the body 1, longitudinally to the valve channel, together with the nut of the body 1, ensuring the retention of water in the pipeline (not shown in the drawing) until the temperature-dependent flask (not shown in the drawing) is actuated (ruptured). ). Thermo-dependent flask (not shown) is located in the basket housing 1, which has at least one milled window to ensure the supply of air heated by the fire source to the flask (not shown). The flask (not shown in the drawing) holds the check valve stem (not shown in the drawing) inside the nut and is fixed with a locking screw (not shown in the drawing). A locking screw (not shown in the drawing) having a thread and screwed into the end of the housing basket 1 is designed to hold and lock the thermo-dependent flask (not shown in the drawing) in the working position. When the flask breaks (not shown in the drawing), the shut-off valve stem (not shown in the drawing) is released and the pressure of water at a pressure of 40 - 60 kg / cm2 leaves the nut, thereby ensuring the supply of water through the valve channel to at least one the spray channel and the fire extinguishing agent formed in it are directed outward to the protected surface. In this case, the cylindrical shape of the housing 1 is determined by the need to mutually position the inner chamber, the channels for supplying the water flow, the nozzle and direct the outlet of the nozzle at an angle of 75 - 30 degrees to the protected surface.

На Фиг. 2 приведен распылитель цилиндрический дренчерного типа. Корпус 1 снабжен резьбой для посадки распылителя в трубный адаптер (на чертеже не показано). В корпус 1 вкручивается гайка (на чертеже не показано) с как минимум одним сквозным отверстием (на чертеже не показано), обеспечивающим подачу воды из трубы (на чертеже не показано), через трубный адаптер (на чертеже не показано) в клапанный канал распылителя. Внутри корпуса 1 вытачивается внутренняя камера (клапанный канал). По команде, после открытия внешнего запорного устройства (на чертеже не показано), напор воды проходит во внутреннюю камеру (клапанный канал) и в каналы подачи водяного потока к кромкам срыва водяного потока бесконечного множества независимых микрокапель, стремящихся к стенкам дюзы. Тем самым формируя высоко диспергированное облако водяной пыли, иначе именуемое "плотный высокодисперсный водяной туман".On FIG. 2 shows a cylindrical deluge sprayer. Housing 1 is threaded for fitting the atomizer into a pipe adapter (not shown in the drawing). A nut (not shown in the drawing) is screwed into body 1 with at least one through hole (not shown in the drawing) that provides water supply from a pipe (not shown in the drawing) through a pipe adapter (not shown in the drawing) into the valve channel of the sprayer. Inside the body 1, an inner chamber (valve channel) is machined. On command, after opening the external locking device (not shown in the drawing), the water pressure passes into the inner chamber (valve channel) and into the channels for supplying the water flow to the edges of the separation of the water flow of an infinite number of independent microdroplets tending to the walls of the nozzle. Thereby forming a highly dispersed mist cloud, otherwise referred to as "dense fine water mist".

На Фиг. 5 - 10 показаны результаты экспериментов. На приведенных Фигурах изображен результат распыления (карта орошения) одного и того же корпуса 1 распылителя с применением различных типов втулок 2.On FIG. 5 - 10 show the results of the experiments. The figures shown show the result of spraying (irrigation map) of the same body 1 of the sprayer using different types of bushings 2.

Как видно из приведенных диаграмм, удалось достичь равномерного распределения капель по поверхности распыла с повторяющимся необходимым результатом.As can be seen from the diagrams, it was possible to achieve a uniform distribution of droplets over the spray surface with a repeatable desired result.

Claims

1. Substance atomizer includes

a housing, at least on a part of its surface, made with an expansion of the form and having an internal cavity for the passage of a substance,

at least one bushing is located and fixed on the outer surface of the housing so that at least one outlet channel for the passage of the substance is formed between the bushing and the expanded part of the housing,

moreover, in the walls of the housing at the site of installation of the sleeve and the formation of at least one outlet channel between the sleeve and the expanded part of the housing, at least one outlet for the passage of the substance is made, which communicates with the internal cavity of the housing and with the formed output channels for the passage of the substance from the internal cavity of the housing out,

at the same time, at least one outlet for the passage of a substance is formed in the side walls of the expanded part of the housing, which communicates with the internal cavity of the housing.

2. The atomizer of the substance according to claim 1, characterized in that at least one end of the sleeve is formed at least one cutout, and the sleeve is mounted on the body so that the end with the cutout abuts against the expanded part of the body, forming at least one output channel for the passage of matter.

3. The atomizer of the substance according to claim 1, characterized in that the sleeve is installed so that between one of its ends and the expanded part of the body there is a gap that communicates with the outlet holes in the body, forming outlet channels for the passage of the substance from the internal cavity of the body to the outside.