способ получения низкократной пены для пожаротушения

Формула изобретения

Способ получения низкократной пены для пожаротушения при подводе пены под слой горящей жидкости, включающий подачу газа и струи раствора пенообразователя под давлением, увлекающей за собой газ, и их смешивание, причем падение давления в полученной смеси осуществляют до значения, большего, чем противодавление слоя горящей жидкости, отличающийся тем, что полученную смесь дополнительно перемешивают в потоке при этом давлении, а при смешивании осуществляют дополнительную эжекцию газа потоком частично образованной смеси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области пожаротушения, в частности к способам приготовления низкократной пены. Изобретение может быть использовано для подслойного пожаротушения, при котором пену подводят под слой горящей жидкости в резервуаре. Далее пена самопроизвольно поднимается через слой горящей жидкости и растекается по ее поверхности. Установлено, что данный процесс реализует низкократная пена, однако ее кратность должна быть не ниже 3 согласно нормам (Рекомендации по проектированию автоматической системы подслойного пожаротушения нефти в железобетонных резервуарах и стальных вертикальных резервуарах со стационарной и плавающей крышей на объектах АК "Транснефть", Москва, 1997, стр. 5, 63, 64; Нормы пожарной безопасности: НПБ 61-97. Пожарная техника. Установка пенного пожаротушения. Генераторы пены низкой кратности для подслойного тушения резервуаров. Общие технические требования. Методы испытаний).

Особенностью подслойного пожаротушения является противодавление со стороны слоя горящей жидкости в резервуаре. Поэтому готовая пена должна подаваться под слой горящей жидкости с давлением потока, большим, чем противодавление, что требует использования высоконапорных пеногенераторов низкократной пены.

Известен способ, принятый в качестве наиболее близкого аналога и описанный в авт. св. СССР N 1743617, кл. A 62 C 5/00, опубл. 30.06.92. Способ включает подачу газа и струи раствора пенообразователя под слой горящей жидкости. Струя раствора пенообразователя подается под давлением и увлекает газ. Таким образом, смешивают газ и раствор пенообразователя и получают пену. Давление, с которым подавалась струя раствора пенообразователя, к моменту образования смеси уменьшается, однако добиваются, чтобы его значение не стало равным или меньше противодавления, иначе не будет происходить движения потока смеси в слой горящей жидкости.

Недостатком этого способа является то, что получаемая на выходе пена достигает требуемой кратности нестабильно при подслойном пожаротушении.

Повышение эффективности пенообразования при подслойном пожаротушении с противодавлением со стороны слоя горящей жидкости, выражающееся в увеличении пенообразования на выходе за счет создания дополнительных временных и пространственных условий для пенообразования, является задачей данного изобретения.

Как и в наиболее близком аналоге способ согласно изобретению включает подачу газа и струи раствора пенообразователя под давлением. Струя увлекает за собой газ. Затем их смешивают. Причем падение давления в полученной смеси осуществляют до значения, большего, чем противодавление слоя горящей жидкости.

В отличие от указанного известного способа полученную смесь дополнительно перемешивают в потоке при этом давлении. Для увеличения количества газа в смеси, приводящего к повышению кратности пены, может быть проведена дополнительная эжекция газа потоком уже частично образованной смеси.

Далее приведены сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, относящегося к способу.

Согласно способу подают газ и струю раствора пенообразователя под давлением. Двигаясь с большой скоростью, поток раствора пенообразователя увлекает за собой газ. Далее по ходу движения происходит их смешивание. К моменту, когда образуется смесь, давление потока снизится. Снижение давления устанавливают до значения, большего, чем противодавление слоя горящей жидкости. Далее полученную смесь дополнительно перемешивают в потоке при этом давлении до получения пены требуемой кратности, которую затем подают к месту пожаротушения.

Пример 1.

При противодавлении слоя горящей жидкости 0,25 МПа раствор пенообразователя (AFFF типа "легкая вода", концентрацией 3%) подавали с давлением 0,9 МПа. Давление потока после образования смеси с газом составило 0,3 МПа.

Кратность пены без дополнительного перемешивания смеси в потоке - 2, что ниже требуемой.

Полученную смесь перемешивали в потоке. В результате пена имела кратность 3. Давление потока пены на выходе - 0,3 МПа.

Пример 2.

При противодавлении слоя горящей жидкости 0,2 МПа раствор пенообразователя (AFFF типа "легкая вода", концентрацией 3%) подавали с давлением 0,9 МПа. Давление потока после образования смеси с газом составило 0,3 МПа.

Кратность пены без дополнительного перемешивания - 2,5, что ниже требуемой.

Полученную смесь перемешивали дополнительно в потоке. В результате пена имела кратность 3,2. Давление потока пены на выходе - 0,3 МПа.

Таким образом, перемешивание смеси в потоке дополнительно, при сохранении давления потока больше противодавления слоя горящей жидкости, позволяет увеличить пенообразование и стабильно получать пену требуемой кратности.

При смешивании можно осуществить дополнительную эжекцию газа потоком частично образованной смеси. Для этого подают струю пенообразователя, которая увлекает газ, а затем по меньшей мере один раз эжектируют газ потоком частично образованной смеси, имеющим для этого еще достаточную скорость.

Пример 3.

При противодавлении слоя горящей жидкости 0,2 МПа раствор пенообразователя (AFFF типа "легкая вода", концентрацией 3%) подавали с давлением 0,9 МПа.

Сначала газ эжектировали струей раствора пенообразователя, а затем потоком частично образованной смеси. Давление потока после образования смеси окончательно составило 0,27 МПа.

Кратность пены без дополнительного перемешивания - 2,9, что ниже требуемой.

Полученную смесь дополнительно перемешивали в потоке.

В результате кратность составила 3,4. Давление потока пены на выходе - 0,27 МПа.

Таким образом, дополнительная эжекция газа увеличивает пенообразование в заявляемом способе.

Устройство для осуществления способа получения низкократной пены для пожаротушения при подводе пены под слой горящей жидкости изображено на фиг. 1 и 2 со следующими обозначениями: 1 - корпус, 2 - сопло для подачи в корпус раствора пенообразователя, 3 - отверстие в корпусе для подвода газа, 4 - камера смешения раствора пенообразователя и газа, 5 - камера пенообразования, 6 - отверстие для входа смеси в камеру ценообразования, 7 - отверстие для выхода пены из камеры пенообразования. На фиг. 2 представлена камера смешения 4, выполненная по меньшей мере из двух таким камер разного диаметра.

В корпусе 1 находится сопло 2 для подачи в корпус 1 раствора пенообразователя и отверстие 3 для подвода газа. Кроме того, в корпусе 1 установлена камера смешения 4. Она выполнена в виде круглого цилиндра с открытыми торцами, расположенного в корпусе одним торцом напротив сопла 2 (фиг. 1). С камерой смешения 4 соединена камера пенообразования 5, выполненная в виде полой емкости. Она имеет отверстие 6 для входа смеси и отверстие 7 для выхода пены. Отверстие 6 для входа смеси герметично присоединено к камере смешения 4, а отверстие 7 для выхода пены также герметично присоединено к резервуару с горящей жидкостью (на фиг. 1 и 2 не показан). Внутренние размеры камеры пенообразования 5 таковы, что они не приводят к снижению давления потока на выходе из нее до противодавления слоя горящей жидкости. Отверстие 6 соединено с камерой смешения 4 непосредственно или через диффузор (на фиг. 1 и 2 не показан). Отверстие 7 предназначено для отвода пены и расположено в камере пенообразования 5 в удобном для этой цели месте: на боковой, нижней или торцевой стенке камеры пенообразования 5.

Внутренние размеры камеры пенообразования 5 определяют, учитывая следующее. Давление потока смеси не должно упасть до значения, равного или меньшего, чем значение противодавления слоя горящей жидкости.

Исходя из этого и учитывая начальное давление перед пеногенератором, коэффициент преобразования давления пеногенератора, его производительность и т.д., выбирают опытным и расчетным путем размеры отверстий 6, 7 и внутренние размеры полой емкости камеры пенообразования 5. Длина камеры пенообразования 5 определяется главным образом производительностью пеногенератора по раствору пенообразователя (л/с), а также типом и концентрацией пенообразователя, количеством захваченного им газа. Однако даже при самой минимальной длине будет положительный эффект по сравнению с прототипом, то есть пенообразование будет увеличиваться.

Таким образом, внутренний рельеф камеры пенообразования 5 определяется конструктивно и может быть любой (треугольный, квадратный, с отбойниками и т. д.), если при этом давление потока на выходе камеры пенообразования 5 больше противодавления слоя горящей жидкости.

Устройство работает следующим образом.

Раствор пенообразователя подают через сопло 2 в корпус 1. Струя раствора увлекает газ, поступающий через отверстие 3 в камеру смешения 4. Из камеры смешения 4 смесь раствора пенообразователя и газа через отверстие 6 поступает в камеру пенообразования 5, где при своем движении в потоке дополнительно перемешивается. Через отверстие 7 камеры пенообразования 5 выходит готовая пена.

Камера смешения 4 может быть выполнена по меньшей мере из двух таких камер разного диаметра (фиг. 2). При этом камера меньшего диаметра установлена перед камерой большего диаметра по ходу движения раствора пенообразователя.

При таком исполнении камеры смешения 4 устройство работает следующим образом. Раствор пенообразователя через сопло 2 подают в корпус 1. Струя раствора увлекает газ, поступающий через отверстие 3, в первую камеру смешения 4 меньшего диаметра (фиг. 2), где происходит частично смешивание. Выходящий из первой камеры смешения 4 меньшего диаметра поток частично образованной смеси увлекает газ, поступающий через отверстие 3, во вторую камеру смешения 4 большего диаметра, где также происходит смешивание и так далее, если для этого существуют конструктивные возможности. При таком исполнении камеры смешения 4 (фиг. 2) потоком пенообразователя увлекается большее количество газа, чем при одной камере смешения 4 (фиг. 1), что увеличивает пенообразование на выходе устройства.

Таким образом, выполнение камеры смешения 4 из двух и более камер разного диаметра приводит к дополнительной эжекции газа в поток пенообразователя и увеличивает пенообразование при прочих равных условиях.