UA146639U

UA146639U - FIRE BARREL

Info

Publication number: UA146639U
Application number: UAU202003084U
Authority: UA
Inventors: Сергій Васильович Стась; Денис Валерійович Колесніков; Олександр Федорович Луговський; Олег Михайлович Яхно; Ігор Вікторович Ночніченко
Original assignee: Сергій Васильович Стась; Денис Валерійович Колесніков; Олександр Федорович Луговський; Олег Михайлович Яхно; Ігор Вікторович Ночніченко
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2020-05-22
Publication date: 2021-03-10

Abstract

Пожежний ствол, який складається з корпусу з каналом для подачі рідини, випускного сопла та генератора ультразвукових коливань, причому в каналі корпусу нормально до потоку рідини нерухомо встановлено шайбу з наскрізними щілинними отворами, а між щілинними отворами нормально до поверхні шайби в бік випускного сопла консольно закріплені пружні пластини генератора ультразвукових коливань.A fire barrel consisting of a housing with a fluid supply channel, an exhaust nozzle and an ultrasonic oscillator elastic plates of the generator of ultrasonic vibrations.

Description

Корисна модель належить до пожежної техніки і може бути використана для гасіння пожеж як усередині приміщень, так і на відкритому повітрі, а також для дезактивації хімічного та біологічного забруднення.The utility model belongs to firefighting equipment and can be used for extinguishing fires both indoors and outdoors, as well as for decontamination of chemical and biological contamination.

Об'єктом корисної моделі є пожежний ствол для створення розпиленого потоку рідини для гасіння вогню та дезактивації.The object of the useful model is a fire barrel to create a sprayed flow of liquid for fire extinguishing and decontamination.

В пожежних стволах, що застосовуються сьогодні, виникає проблема створення водяного туману з дисперсністю аерозолю.In the fire barrels used today, there is a problem of creating water mist with aerosol dispersion.

Відомі пожежні стволи, у складі яких є розпилювач у вигляді сопла Лаваля. Це сопло має спеціальну форму, яка за рахунок звуження діаметра забезпечує спочатку стиснення потоку води, що викликає суттєве збільшення його швидкості та збільшення тиску, а потім за рахунок розширення діаметра забезпечує зменшення швидкості потоку та падіння тиску до рівня нижче тиску насиченої пари за даних умов, тобто призводить до виникнення явища гідродинамічної кавітації (Патент РФ на корисну модель Мо 68326, Аб2С 31/03, опубл. 27.11.2007). При гідродинамічній кавітації за рахунок падіння тиску в потоці рідини утворюються парогазові бульбашки, тобто потік стає двофазним. При виході зі ствола на потік рідини діє атмосферний тиск, що призводить до схлопування кавітаційних бульбашок з утворенням сферичних ударних хвиль, які призводять до руйнування потоку з утворенням аерозолю.Known fire barrels, which include a sprayer in the form of a Laval nozzle. This nozzle has a special shape, which, due to the narrowing of the diameter, first ensures the compression of the water flow, which causes a significant increase in its speed and increase in pressure, and then, due to the expansion of the diameter, it ensures a decrease in the flow speed and a drop in pressure to a level below the pressure of saturated steam under the given conditions, that is, it leads to the phenomenon of hydrodynamic cavitation (Russian Patent for a utility model Mo 68326, Ab2S 31/03, publ. 11/27/2007). During hydrodynamic cavitation, due to the pressure drop in the liquid flow, steam-gas bubbles are formed, that is, the flow becomes two-phase. At the exit from the barrel, atmospheric pressure acts on the liquid flow, which leads to the collapse of cavitation bubbles with the formation of spherical shock waves, which lead to the destruction of the flow with the formation of an aerosol.

Недоліком такого пожежного ствола є те, що при гідродинамічній кавітації утворюються бульбашки достатньо великого розміру і їх кількість в потоці мала. Внаслідок цього краплинки аерозолю, що утворюється, будуть достатньо великими, тобто застосування такого аерозолю в процесі пожежогасіння буде малоефективним. Зменшити розмір кавітаційних бульбашок можна за рахунок зменшення прохідного перерізу сопла, але це призведе до зменшення продуктивності пожежного ствола.The disadvantage of such a fire barrel is that with hydrodynamic cavitation, bubbles of a sufficiently large size are formed and their number in the flow is small. As a result, the resulting aerosol droplets will be large enough, that is, the use of such an aerosol in the fire extinguishing process will be ineffective. It is possible to reduce the size of cavitation bubbles by reducing the cross-section of the nozzle, but this will lead to a decrease in the performance of the fire barrel.

Відомий пожежний ствол (Патент України Мо 82780, Аб2С 31/00, опубл. 15.05.2008, бюл. Мо 9), в якому для розпилення рідини відбувається за рахунок стиснутого повітря або газу. Для цього стиснуте повітря подається окремим трубопроводом в пожежний ствол, на виході з якого виникає пневматичне розпилення.A well-known fire barrel (Patent of Ukraine Mo 82780, Ab2S 31/00, publ. 15.05.2008, Bull. Mo 9), in which liquid is sprayed by compressed air or gas. For this, compressed air is supplied through a separate pipeline into the fire barrel, at the exit of which pneumatic spraying occurs.

Недоліком відомого пожежного ствола є доволі великий розмір крапель аерозолю (більшеThe disadvantage of the well-known fire barrel is the rather large size of the aerosol droplets (more

З00 мкм), що утворюється при розпиленні, необхідність застосовувати обладнання дляC00 μm), which is formed during spraying, the need to use equipment for

Зо стиснення повітря або газу з великою енергією, що споживається, незручність у роботі з подібним пожежним обладнанням.Due to the compression of air or gas with a large amount of energy consumed, the inconvenience of working with such fire equipment.

Найближчим аналогом є пожежний ствол (Патент України на корисну модель Мо 58516, МПК (2011.01) Аб2С 31/00, опубл. 11.04.2011, бюл. Мо 7, що містить корпус з каналом для подачі рідини, випускне сопло та генератор ультразвукових коливань.The closest analogue is a fire barrel (Patent of Ukraine for a utility model Mo 58516, IPC (2011.01) Ab2S 31/00, publ. 11.04.2011, Bull. Mo 7, which contains a body with a channel for supplying liquid, an outlet nozzle and a generator of ultrasonic vibrations.

В цьому пристрої генератор ультразвукових коливань має пружну пластину, зафіксовану в двох вузлових точках, тобто здатний вводити в рідину пружні ультразвукові коливання фіксованої резонансної частоти. Ці ультразвукові пружні коливання забезпечують утворення капілярних хвиль на поверхні струменя та крупнодисперсних крапель, на які руйнується струмінь рідини на виході з пожежного ствола. При втраті стійкості капілярних хвиль утворюється близький до монодисперсного аерозоль з дисперсністю 20...40 мкм.In this device, the generator of ultrasonic oscillations has an elastic plate fixed at two nodal points, that is, it is capable of introducing elastic ultrasonic oscillations of a fixed resonant frequency into the liquid. These ultrasonic elastic oscillations ensure the formation of capillary waves on the surface of the jet and coarse-dispersed droplets, on which the jet of liquid at the exit from the fire barrel collapses. When the stability of capillary waves is lost, an aerosol close to monodisperse with a dispersion of 20...40 microns is formed.

Недоліком цього пристрою є необхідність підтримувати постійну витрату рідини для забезпечення заданої швидкості потоку, який збуджує пластину ультразвукового генератора на розрахунковій резонансній частоті. В разі зміни швидкості потоку змінюються умови збудження пластини генератора. Збудження при цьому буде малоефективним, оскільки пластина закріплена в двох вузлових точках і тому збудження на нерезонансній частоті буде малоефективним, що призводить до зниження ефективності випромінювання в рідину ультразвукових хвиль і, відповідно, зменшення ефективності розпилення.The disadvantage of this device is the need to maintain a constant flow of liquid to ensure a given flow rate, which excites the plate of the ultrasonic generator at the calculated resonance frequency. In the case of a change in the flow rate, the excitation conditions of the generator plate change. In this case, excitation will be ineffective, since the plate is fixed at two nodal points, and therefore excitation at a non-resonant frequency will be ineffective, which leads to a decrease in the efficiency of ultrasonic wave radiation into the liquid and, accordingly, to a decrease in spraying efficiency.

В основу корисної моделі поставлено задачу розробити пожежний ствол, в якому шляхом зміни конструкції забезпечується стабільне випромінювання в рідину пружних ультразвукових коливань при зміні продуктивності пожежного ствола.The basis of a useful model is the task of developing a fire barrel, in which, by changing the design, stable emission of elastic ultrasonic vibrations into the liquid is ensured when the performance of the fire barrel changes.

Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в пожежному стволі, який складається з корпусу з каналом для подачі рідини, випускного сопла та генератора ультразвукових коливань, в каналі корпусу нормально до потоку рідини нерухомо встановлено шайбу з наскрізними щілинними отворами, а між щілинними отворами нормально до поверхні шайби в бік випускного сопла консольно закріплені пружні пластини генератора ультразвукових коливань.The task is solved due to the fact that in the fire barrel, which consists of a body with a channel for the supply of liquid, an outlet nozzle and a generator of ultrasonic vibrations, a washer with through-through slotted holes is fixedly installed in the channel of the body normal to the flow of liquid, and between the slotted holes normal to the surface washers in the direction of the outlet nozzle cantilever fixed elastic plates of the generator of ultrasonic vibrations.

Крім того, пружні пластини генератора ультразвукових коливань можуть бути виконані з різною довжиною.In addition, the elastic plates of the generator of ultrasonic vibrations can be made with different lengths.

Наскрізні щілинні отвори в шайбі, що встановлена поперек потоку рідини, забезпечує обтікання плоскими струменями декількох ультразвукових вібраторів, які збуджуються на своїй резонансній частоті і вводять пружні коливання до потоку рідини, що витікає з пожежного ствола.Through slotted holes in the washer, which is installed across the flow of liquid, ensures the flow of flat jets around several ultrasonic vibrators, which are excited at their resonant frequency and introduce elastic oscillations to the flow of liquid flowing from the fire barrel.

Застосування пластин різної довжини з власними частотами згинальних коливань, що різняться між собою, дозволяє з максимальною ефективністю та стабільністю випромінювати пружні коливання в рідину за рахунок підтримки резонансного режиму коливань ультразвукового генератора при зміні продуктивності пожежного ствола.The use of plates of different lengths with their own frequencies of bending vibrations, which differ from each other, allows to radiate elastic vibrations into the liquid with maximum efficiency and stability due to the maintenance of the resonance mode of vibrations of the ultrasonic generator when the performance of the fire barrel changes.

Конструкція пропонованої корисної моделі пояснюється кресленням на фіг. 1. На фіг. 2 представлений переріз по лінії А-А.The design of the proposed useful model is explained by the drawing in fig. 1. In fig. 2 shows a section along the line A-A.

Пожежний ствол складається з корпусу 1 з каналом для подачі рідини, в якому нормально до потоку рідини встановлено шайбу 2. Шайба 2 зафіксована в корпусі за допомогою кільця 3. В шайбі 2 виконані наскрізні щілинні отвори 4, між якими нормально до поверхні шайби в бік випускного сопла консольно закріплені пружні пластини 5 генератора ультразвукових коливань, які здатні здійснювати згинальні коливання б. Пластини 5 можуть мати різну довжину, що забезпечує їм різні власні частоти механічних згинальних коливань.The fire barrel consists of a body 1 with a channel for the supply of liquid, in which a washer 2 is installed normal to the flow of liquid. The washer 2 is fixed in the body with the help of a ring 3. In the washer 2 there are through slit holes 4, between which normal to the surface of the washer in the direction of the outlet nozzles cantilever fixed elastic plates 5 generator of ultrasonic vibrations, which are capable of performing bending vibrations b. Plates 5 can have different lengths, which provides them with different natural frequencies of mechanical bending vibrations.

Пожежний ствол працює наступним чином: вода під тиском подається в корпус 1 пожежного ствола. Наскрізні щілинні отвори 4 розділяють потік рідини на плоскі струмені, які протікаючи між пластинами 5, збуджують в них пружні коливання б з ультразвуковою частотою.The fire hydrant works as follows: water under pressure is supplied to the body 1 of the fire hydrant. Through slit holes 4 divide the flow of liquid into flat jets, which, flowing between the plates 5, excite in them elastic oscillations b with an ultrasonic frequency.

Ультразвукові коливання вводяться в рідину і розповсюджуються по потоку на вихід з пожежного ствола. Ці ультразвукові пружні коливання забезпечують утворення капілярних хвиль на поверхні струменя та крупнодисперсних крапель, на які руйнується струмінь рідини на виході з пожежного ствола. При втраті стійкості капілярних хвиль утворюється близький до монодисперсного аерозоль з дисперсністю 20...40 мкм.Ultrasonic vibrations are introduced into the liquid and propagate along the flow to the exit from the fire barrel. These ultrasonic elastic oscillations ensure the formation of capillary waves on the surface of the jet and coarse-dispersed droplets, on which the jet of liquid at the exit from the fire barrel collapses. When the stability of capillary waves is lost, an aerosol close to monodisperse with a dispersion of 20...40 microns is formed.

Запропонований пожежний ствол забезпечує якісне та стабільне дрібнодисперсне розпилення рідини в широкому діапазоні зміни продуктивності рідини, що застосовується для пожежогасіння.The proposed fire barrel provides high-quality and stable fine liquid spraying in a wide range of changes in the performance of the liquid used for fire extinguishing.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

1. A fire barrel, which consists of a body with a channel for the supply of liquid, an outlet nozzle Zo and a generator of ultrasonic oscillations, which is characterized by the fact that in the channel of the body, a washer with through slotted holes is fixedly installed normal to the flow of liquid, and between the slotted holes normal to the surface washers in the direction of the outlet nozzle cantilever fixed elastic plates of the generator of ultrasonic vibrations.

2. Fire barrel according to claim 1, which is characterized by the fact that the elastic plates of the generator of ultrasonic vibrations are made of different lengths. KZ i KEKV reko, Ka iy She v UK Oko dvo sosssooveyak uh: Her i i UMIMOM Koko ooooserv o Kneke : Her sh N s rr; known by E N h. vo I Z I ZMO kto ksne і і і Z ve | Ve an v oo pe nn nn v i NN V

Fig. 1