способ формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности (варианты) и устройство для его осуществления (варианты)

Формула изобретения

1. Способ формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности, включающий подачу струи раствора пенообразователя на сетку в корпусе пеногенератора и получение струи пены средней кратности с формированием струи пены с увеличивающейся кратностью и уменьшающейся плотностью по направлению от центра к периферии, отличающийся тем, что на сетке или внутри пакета сеток располагают средство или средства перераспределения количества пенообразующего раствора на поверхности сетки, выполненные в виде кольца, колец, кольцевых насадок или иных средств, расположенных внутри пакета сеток и/или на поверхности сетки или пакета сеток со стороны подачи струи пенообразующего раствора и/или со стороны выхода пены.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на сетку одновременно подают две или более струи раствора пенообразователя из двух или более сопел или иных средств формирования направленных струй с обеспечением возможности образования в корпусе пеногенератора и/или за его пределами двух или более соприкасающихся и/или взаимно пересекающихся струй пены средней кратности с образованием единой струи пены средней кратности повышенной дальнобойности.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что сопла или иные средства формирования направленных струй раствора пенообразователя располагают друг от друга на расстоянии, обеспечивающем соприкосновение или взаимное пересечение генерируемых струй пены в корпусе или в пространстве вне корпуса пеногенератора.

4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что струи раствора пенообразователя подают на сетку с обеспечением возможности схождения осей струй пены в корпусе пеногенератора или в пространстве вне корпуса пеногенератора.

5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что формирование струи или струй раствора пенообразователя осуществляют с обеспечением возможности регулирования угла раскрытия струи или струй раствора пенообразователя, угла схождения осей струй пены и количества средств формирования струй пенообразующего раствора.

6. Способ по любому из пп. 1 - 5, отличающийся тем, что струю пены средней кратности одновременно формируют из двух или более расположенных друг около друга пеногенераторов с образованием единой струи пены средней кратности повышенной дальнобойности и повышенной площади покрытия.

7. Способ формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности, включающий подачу струи пенообразующего раствора через сопло на пакет сеток в корпусе пеногенератора с получением струи пены средней кратности, отличающийся тем, что непосредственно в корпусе пеногенератора или пеногенераторов и/или в пространстве вне корпуса пеногенератора или генераторов формируют две или более струй пены средней кратности при одновременном формировании в корпусе пеногенератора или генераторов дополнительной струи и/или струй пены низкой кратности с образованием в корпусе пеногенератора или генераторов и/или на выходе из пеногенератора или генераторов соприкасающихся или взаимно пересекающихся струй пены средней и низкой кратности, образующих единую комбинированную струю пены средней и низкой кратности повышенной дальнобойности.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что струи пены средней кратности формируют по любому из пп.1 - 6.

9. Устройство для формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности, содержащее средство формирования струи раствора пенообразователя, корпус пеногенератора и расположенную в корпусе сетку, отличающееся тем, что корпус пеногенератора выполнен в виде полого цилиндра, к которому со стороны подачи раствора пенообразователя прикреплено сопло или иное средство формирования струи раствора пенообразователя и внутри которого со стороны выхода пены закреплена сетка, при этом корпус пеногенератора имеет длину от 0,3 до 1,5 расстояния от средства формирования струи раствора пенообразователя до сетки.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что средство формирования направленной струи раствора пенообразователя выполнено с возможностью регулирования угла раскрытия и/или регулирования направления оси струи раствора пенообразователя и/или регулирования количества раствора пенообразователя с обеспечением возможности формирования в корпусе пеногенератора или в пространстве вне корпуса генератора струи пены с увеличивающейся кратностью и уменьшающейся плотностью по направлению от центра струи к периферии.

11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что пеногенератор дополнительно содержит диффузор, закрепленный в корпусе пеногенератора непосредственно за сеткой со стороны выхода пены, выполненный длиной 0,1 - 0,9 диаметра диффузора и имеющий площадь свободного сечения меньшую, чем площадь сечения сетки.

12. Устройство по любому из пп.9 - 11, отличающееся тем, что средство формирования направленной струи раствора пенообразователя выполнено с возможностью непосредственного смешения в нем воды и пенообразователя, выполненного, например, в виде эжекционного устройства.

13. Устройство по любому из пп.9 - 12, отличающееся тем, что корпус пеногенератора дополнительно содержит средство для переноски и/или держания пеногенератора, выполненное, например, в виде одной, двух или более ручек, и/или средство фиксации пеногенератора на средствах транспортирования и/или на оборудовании систем пожаротушения.

14. Устройство по любому из пп.9 - 13, отличающееся тем, что сетка выполнена в виде пакета сеток из двух или более слоев сеток, расположенных с зазором относительно друг друга, при этом устройство дополнительно содержит средство перераспределения раствора пенообразователя на поверхности сетки и формирования центральной части струи пены, выполненное в виде кольца или колец и/или кольцевых насадок, расположенных между слоями сеток и/или на поверхности сетки со стороны подачи струи раствора пенообразователя и/или со стороны выхода пены.

15. Устройство по любому из пп.9 - 14, отличающееся тем, что оно содержит два или более средства формирования струй раствора пенообразователя, выполненных с обеспечением возможности получения в корпусе пеногенератора или в пространстве вне корпуса пеногенератора двух или более соприкасающихся и/или взаимно пересекающихся струй пены средней кратности.

16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что средства формирования струй раствора пенообразователя выполнены в виде сопел, расположенных друг относительно друга на расстоянии, обеспечивающем соприкосновение или взаимное пересечение струй пены средней кратности непосредственно в корпусе пеногенератора или в пространстве вне корпуса пеногенератора.

17. Устройство по любому из пп.9 - 16, отличающееся тем, что средства формирования струй раствора пенообразователя в пеногенераторе выполнены с возможностью образования соприкасающихся и/или взаимно пересекающихся струй пены и/или с обеспечением возможности схождения осей струй пены в корпусе пеногенератора и/или в пространстве после выхода струй пены из корпуса пеногенератора.

18. Устройство для формирования струй пены средней кратности повышенной дальнобойности, содержащее средство формирования струи раствора пенообразователя, корпус пеногенератора и расположенный в корпусе пакет сеток, отличающееся тем, что оно содержит два или более средства формирования струй пенообразующего раствора, выполненных с обеспечением возможности получения двух или более соприкасающихся или взаимно пересекающихся струй пены средней кратности, а также оно дополнительно содержит расположенное в корпусе пеногенератора одно или более средство генерирования пены низкой кратности с обеспечением возможности получения единой комбинированной струи пены, включающей потоки пены средней и низкой кратности.

19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что оно содержит средство или средства формирования струи пены средней кратности по любому из пп.9 - 17.

20. Устройство по п.l8 или 19, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью осуществления способа по любому из пп.1 - 8.

Описание изобретения к патенту

Группа изобретений относится к противопожарной технике, к способам и устройствам для формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности.

Известны лафетные и ручные стволы, формирующие струи пены низкой кратности с дальностью подачи 20-60 м. Однако они не позволяют обеспечить большую площадь покрытия и требуют использования дорогих пленкообразующих фторированных пенообразователей, что не позволяет получать требуемый огнетушащий эффект, приводит к затягиванию времени тушения и высокой стоимости расходуемых при тушении пожара пенообразователей.

Известно применение пены средней кратности, обладающей повышенной (по сравнению с пенами низкой кратности) огнетушащей эффективностью при тушении нефти и нефтепродуктов и генераторы пены в переносном и стационарном варианте. Однако большинство известных генераторов пены средней кратности обеспечивают получение пенных струй от 3 до 8 м, что затрудняет процесс их использования из-за высокого риска работающего в зоне пожара личного состава пожарных подразделений.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использовании результату для группы изобретений, включающей способ формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности и его вариант и устройство для формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности, является способ формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности и устройство для его осуществления, описанные в а.с. СССР N 1789239, кл. А 62 С 31/12, опубл. 23.01.93.

Наиболее близким аналогом второго устройства для формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности является устройство для подачи струи пены по а.с. СССР N 1614813, кл. А 62 С 5/02, опубл. 23.12.90.

Основная техническая проблема (не разрешенная до настоящего времени изобретательская задача), сдерживающая увеличение производительности и эффективности современных способов и оборудования пожаротушения, заключается в том, что известные генераторы пены низкой кратности обеспечивают дальность подачи струи от 20 до 60 м, но они не позволяют использовать доступные дешевые водорастворимые пенообразующие вещества и не обеспечивают требуемую эффективность и площадь покрытия струей пены, а известные способы и генераторы пены средней кратности обладают требуемой эффективностью пожаротушения и позволяют использовать водорастворимые пенообразующие вещества, но они способны подавать пену низкой кратности лишь от 3 до 8 м, что явно недостаточно для тушения крупных пожаров.

Общими задачами группы изобретений (требуемым техническим результатом, достигаемым при использовании изобретений) является повышение производительности, экономичности и повышение эффективности пожаротушения за счет создания комбинированной струи пены средней и низкой кратности и повышения дальнобойности струи пены средней кратности до 20-50 м при одновременном упрощении изготовления, транспортирования и использования пеногенераторов и систем пожаротушения.

Поставленная цель и требуемый технический результат при использовании изобретений достигаются тем, что по способу формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности, включающему подачу струи раствора пенообразователя на сетку в корпусе пеногенератора и получение струи пены средней кратности с формированием струи пены с увеличивающейся кратностью и уменьшающейся плотностью по направлению от центра к периферии, согласно изобретению на сетке или внутри пакета сеток располагают средство или средства перераспределения количества пенообразующего раствора на поверхности сетки, выполненные в виде кольца, колец, кольцевых насадок или иных средств, расположенных внутри пакета сеток и/или на поверхности сетки или пакета сеток со стороны подачи струи пенообразующего раствора, и/или со стороны выхода пены.

Кроме этого, на сетку одновременно подают две или более струй раствора пенообразователя из двух или более сопел или иных средств формирования направленных струй с обеспечением возможности образования в корпусе пеногенератора и/или за его пределами двух или более соприкасающихся и/или взаимно пересекающихся струй пены средней кратности с образованием единой струи пены средней кратности повышенной дальнобойности.

При этом сопла или иные средства формирования направленных струй раствора пенообразователя располагают друг от друга на расстоянии, обеспечивающем соприкосновение или взаимное пересечение генерируемых струй пены в корпусе или в пространстве вне корпуса пеногенератора, струи раствора пенообразователя подают на сетку с обеспечением возможности схождения осей струй пены в корпусе пеногенератора или в пространстве вне корпуса пеногенератора, а формирование струи или струй раствора пенообразователя осуществляют с обеспечением возможности регулирования угла раскрытия струи или струй раствора пенообразователя, угла схождения осей струй пены и количества средств формирования струй пенообразующего раствора.

При этом струю пены средней кратности одновременно формируют из двух или более расположенных друг около друга пеногенераторов с образованием единой струи пены средней кратности повышенной дальнобойности и повышенной площади покрытия.

Поставленная цель и требуемый технический результат при использовании изобретений достигаются также тем, что по способу формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности, включающему подачу струи пенообразующего раствора через сопло на пакет сеток в корпусе пеногенератора с получением струи пены средней кратности, согласно изобретения непосредственно в корпусе пеногенератора или пеногенераторов, и/или в пространстве вне корпуса пеногенератора или генераторов формируют две или более струй пены средней кратности при одновременном формировании в корпусе пеногенератора или генераторов дополнительной струи и/или струй пены низкой кратности с образованием в корпусе пеногенератора или генераторов и/или на выходе из пеногенератора или генераторов соприкасающихся или взаимно пересекающихся струй пены средней и низкой кратности, образующих единую комбинированную струю пены средней и низкой кратности повышенной дальнобойности.

При этом струи пены средней кратности формируют описанными выше способами.

Поставленная цель и требуемый технический результат при использовании изобретений достигаются также тем, что в устройстве для формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности, содержащем средство формирования струи раствора пенообразователя, корпус пеногенератора и расположенную в корпусе сетку, согласно изобретения корпус пеногенератора выполнен в виде полого цилиндра, к которому со стороны подачи раствора пенообразователя прикреплено сопло или иное средство формирования струи раствора пенообразователя, и внутри корпуса со стороны выхода пены закреплена сетка.

При этом корпус пеногенератора имеет длину от 0,3 до 1,5 расстояния от средства формирования струи раствора пенообразователя до сетки.

Кроме того, пеногенератор дополнительно содержит диффузор [в виде полого цилиндра или двух или более полуцилиндров, соединенных друг с другом плоскостями в виде полого цилиндра или двух или более полуцилиндров, соединенных друг с другом плоскостями], закрепленный в корпусе пеногенератора непосредственно за сеткой со стороны выхода пены и выполненный длиной от 0,1 до 0,9 диаметра диффузора и имеющий площадь свободного сечения меньшую, чем площадь сечения сетки, а средство формирования направленной струи раствора пенообразователя выполнено с возможностью непосредственного смешения в нем воды и пенообразователя, например, в виде эжекционного устройства.

Кроме этого, корпус пеногенератора дополнительно содержит средство для переноски и/или держания пеногенератора, выполненное, например, в виде одной, двух или более ручек, и/или средство фиксации пеногенератора на средствах транспортирования и/или на оборудовании систем пожаротушения, а сетка выполнена в виде пакета сеток из двух или более слоев сеток, расположенных с зазором относительно друг друга.

При этом устройство содержит два или более средства формирования струй раствора пенообразователя, выполненных с обеспечением возможности получения в корпусе пеногенератора или в пространстве вне корпуса пеногенератора двух или более соприкасающихся и/или взаимно перекрывающихся струй пены средней кратности, а средства формирования струй раствора пенообразователя выполнены в виде сопел, расположенных друг относительно друга на расстоянии, обеспечивающем соприкосновение или взаимное перекрытие струй пены средней кратности непосредственно в корпусе пеногенератора или в пространстве вне корпуса пеногенератора с возможностью образования соприкасающихся и/или взаимно перекрывающихся струй пены и/или с обеспечением возможности схождения осей струй пены в корпусе пеногенератора и/или в пространстве после выхода струй пены из корпуса пеногенератора.

Поставленная цель и требуемый технический результат при использовании изобретений достигаются также тем, что в устройстве для формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности, содержащем средство формирования струи раствора пенообразователя, корпус пеногенератора и расположенный в корпусе пакет сеток, согласно изобретения устройство содержит два или более средства формирования струй пенообразующего раствора, выполненных с обеспечением возможности получения двух или более соприкасающихся или взаимно пересекающихся струй пены средней кратности, а также оно дополнительно содержит расположенное в корпусе пеногенератора одно или более средство генерирования пены низкой кратности с обеспечением возможности получения единой комбинированной струи пены, включающей потоки пены средней и низкой кратности, описанной выше конструкции и выполненного с обеспечением возможности осуществления описанного выше способа.

Как следует из приведенного выше обзора уровня техники, заявленные способы сушки и устройство для их реализации являются новыми, они неизвестны из доступных источников информации, не вытекают явным образом из известного уровня техники, т.е. предложенные технические решения изобретательской задачи неочевидны для среднего специалиста и соответствуют требованиям критерия "изобретательский уровень".

Раскрытие изобретений поясняется чертежами фиг. 1-34.

На фиг. 1, 2 и 4 показаны варианты конструкции переносных устройств по изобретению, предназначенные для переноски и использования непосредственно в руках пожарников.

На фиг. 1 показана также схема подачи струи раствора пенообразователя на сетку с образованием струи пены средней кратности, а на фиг.2 изображено соотношение общей площади сетки F_S пеногенератора и площади пятна пенообразователя на сетке F_K.

На фиг. 5 и 6 изображены варианты конструктивного исполнения устройств по изобретению на колесной тележке.

На фиг. 7 и 8 изображены варианты конструкции устройств в стационарном исполнении.

На фиг. 9-34 изображены общие виды и виды спереди различных вариантов конструктивного исполнения устройств по изобретению.

Сущность изобретений поясняется примерами их реализации.

Переносной вариант конструктивного исполнения устройства формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности (фиг. 1, 3 и 4) содержит корпус 1, выполненный в виде цилиндра (фиг. 1, 2) или в виде двух соединенных конусов (фиг.4), сопло 2 или иное аналогичное средство формирования направленной струи раствора пенообразователя со средством 3 крепления сопла 2 в корпусе посредством стержней или пластин, средством 4 крепления сопла 2 к трубопроводу 5, 6 подачи воды или раствора пенообразователя.

Со стороны выхода пены в корпусе устройства (фиг. 1, 3, 4) установлен диффузор 7, а внутри корпуса установлена сетка или пакет сеток 8. Для удобства переноски и использования устройство снабжено поперечной и продольной ручками 9.

Сопло 2 (фиг. 1) устанавливают на расстоянии А относительно сетки так, чтобы струя раствора пенообразователя с углом раскрытия образовывала на сетке диаметром S пятно контакта раствора пенообразователя с сеткой диаметром K так, что чтобы площадь пятна контакта струи раствора пенообразователя с сеткой F_K была меньше площади сетки F_S (фиг.2).

Сопло 2 крепится к корпусу 1 пеногенератора посредством элементов 3 крепления сопла 2 к корпусу 1 пеногенератора (фиг. 1, 3, 4), посредством которых сопло или сопла 2 устанавливают на определенном расстоянии А (фиг. 1) относительно поверхности сетки или пакета сеток 8.

Для увеличения дальности подачи пены со стороны выхода пены устройство содержит диффузор 7 длиной С и диаметром E (фиг. 1).

При этом сопло или сопла 2 выполнены так, чтобы угол раскрытия струи пенообразователя обеспечивал оптимальную площадь контакта струи раствора пенообразователя с сеткой.

Устройство формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности функционирует, а способ формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности реализуется следующим образом.

Раствор пенообразователя под давлением подается через сопло 2 так, чтобы угол раскрытия струи пенообразователя обеспечил такое пятно контакта с сеткой, чтобы достигалось оптимальное соотношение площади сетки F_S к площади пятна контакта раствора пенообразователя на сетке F_K с образованием за сеткой струи пены средней кратности с увеличивающейся кратностью и уменьшающейся плотностью по направлению от центра к периферии, которая уплотняется диффузором 7 и подается к месту применения пены.

Для обеспечения возможности одновременного перекрытия струей пены большей площади обеспечивают одновременную подачу раствора пенообразователя из двух или более сопел (фиг. 7, 8), а для создания комбинированной струи пены низкой и средней кратности повышенной дальнобойности одновременно используют дополнительные генераторы пены низкой кратности 10 (фиг. 7-29).

Для повышения производительности в устройстве одновременно используют два или более пеногенераторов (фиг. 8-34).

Для удобства транспортирования и направления струи пены используют откидные ручки управления устройством 11, которые выполняются с обеспечением возможности их складывания в нерабочем положении и развертывания в рабочем положении (фиг. 5, 6, 7, 8).

Для обеспечения возможности регулирования количества пенообразователя и обеспечения возможности раздельной подачи из разных емкостей воды и пенообразователя используют дополнительные устройства 12 смешения воды и пенообразователя, установленные непосредственно перед соплами или в трубопроводе подвода раствора пенообразователя и выполненные, например, в виде эжекционных устройств (фиг.9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27 и 29).

Для обеспечения компактности, снижения материалоемкости и упрощения изготовления устройство генераторы пены низкой и средней кратности изготавливают в одном корпусе (фиг.7, 8, 13-30).

В качестве материалов при изготовлении отдельных узлов и устройства в целом могут быть использованы различные материалы или комплектующие, используемые обычно в машиностроении и применяемые в противопожарной технике.

Конкретные размеры и отдельные особенности конструктивного исполнения отдельных узлов могут быть выбраны из стандартных типоразмеров и стандартов противопожарной техники и промышленного машиностроения.