распылитель жидкости и огнетушитель

Формула изобретения

1. Распылитель жидкости, содержащий корпус с подводящим штуцером, центробежный завихритель потока жидкости и сопло с профилированным каналом, при этом центробежный завихритель выполнен в виде полой вставки с входным осевым каналом и с тангенциально направленными входными каналами, образованными в боковой стенке вставки, полость вставки сообщена с входным отверстием профилированного канала сопла, включающего сужающийся в направлении течения жидкости участок, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения тангенциально направленных входных каналов выбрана из условия

4S _oS _t6S _o,

где S_t - общая площадь поперечного сечения тангенциальных каналов;

S_o - площадь поперечного сечения осевого канала,

причем в боковой стенке полой вставки образовано, по меньшей мере, четыре тангенциально направленных канала.

2. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что в боковой стенке вставки образовано четыре тангенциально направленных входных канала, расположенных равномерно по окружности, при этом оси симметрии соседних входных каналов перпендикулярны друг другу.

3. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что сужающийся участок профилированного канала сопла имеет коническую или коноидальную форму.

4. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что профилированный канал выходного сопла распылителя состоит из последовательно расположенных входного, сужающегося в направлении течения жидкости участка и выходного, расширяющегося участка, при этом участки профилированного канала сопла имеют коническую или коноидальную форму.

5. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что профилированный канал выходного сопла распылителя состоит из последовательно расположенных входного, сужающегося в направлении течения жидкости участка коноидальной формы, сопряженного с ним сужающегося участка конической формы и выходного цилиндрического участка.

6. Огнетушитель, содержащий емкость с огнетушащей жидкостью, систему вытеснения жидкости из емкости, запорно-пусковое устройство, распылитель жидкости с центробежным завихрителем потока жидкости и выходным соплом и трубопровод, соединяющий выход запорно-пускового устройства с распылителем жидкости, отличающийся тем, что выходное сопло распылителя жидкости выполнено с профилированным каналом, включающим сужающийся в направлении течения жидкости участок, при этом центробежный завихритель выполнен в виде полой вставки с тангенциально направленными входными каналами, образованными в боковой стенке вставки, и входным осевым каналом, причем полость вставки сообщена с входным отверстием профилированного сопла, а размеры поперечных сечений входных каналов центробежного завихрителя выбраны из условия

4S_oS _t6S _o,

где S_t - общая площадь поперечного сечения тангенциальных каналов;

S_o - площадь поперечного сечения осевого канала.

7. Огнетушитель по п.6, отличающийся тем, что в боковой стенке цилиндрической вставки центробежного завихрителя образовано четыре тангенциально направленных входных канала, расположенных равномерно по окружности, при этом оси симметрии соседних входных каналов перпендикулярны друг другу.

8. Огнетушитель по п.6, отличающийся тем, что сужающийся участок профилированного канала сопла распылителя жидкости имеет коническую или коноидальную форму.

9. Огнетушитель по п.6, отличающийся тем, что профилированный канал выходного сопла распылителя жидкости состоит из последовательно расположенных входного, сужающегося в направлении течения жидкости участка и выходного, расширяющегося участка, при этом участки профилированного канала сопла имеют коническую или коноидальную форму.

10. Огнетушитель по п.6, отличающийся тем, что профилированный канал выходного сопла распылителя состоит из последовательно расположенных входного, сужающегося в направлении течения жидкости участка коноидальной формы, сопряженного с ним сужающегося участка конической формы и выходного цилиндрического участка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для распыления жидкости и переносным установкам пожаротушения, в составе которых используются распылители огнетушащей жидкости. Более конкретно, изобретение касается конструктивного выполнения распылителя жидкости, используемого в составе огнетушителя. Распылители жидкости, выполненные согласно изобретению, могут использоваться в качестве штатного оборудования для локализации и тушения очагов возгорания.

В настоящее время известны различные типы распылителей жидкости.

Так, например, в патенте US 3304013 (опубликован 14.02.1967, МПК В 05 В 1/34) описан распылитель жидкости, содержащий корпус с подводящим штуцером, центробежный завихритель потока жидкости и сопло с профилированным каналом. Центробежный завихритель выполнен в виде полой цилиндрической вставки с одним тангенциально направленным входным каналом, образованным в боковой стенке вставки. Полость цилиндрической вставки сообщена с входным отверстием профилированного сопла. Вставка закреплена в корпусе при помощи фиксатора положения, установленного в полости корпуса соосно каналу сопла.

Профилированный канал выходного сопла распылителя состоит из последовательно расположенных входного сужающегося в направлении течения жидкости участка конической формы и выходного цилиндрического участка. Известное устройство позволяет генерировать пространственно однородный закрученный поток распыленной жидкости в форме полого конуса, характеризующийся значительной величиной тангенциальной скорости.

Существенные потери кинетической энергии потока жидкости при работе известного распылителя возникают при обтекании фиксатора положения вставки, который контактирует с торцевой стенкой цилиндрической вставки.

В опубликованной международной заявке WO 99/11382 (дата публикации 11.03.1999, МПК 6 В 05 В 1/00, 1/34) описан распылитель жидкости, содержащий корпус с подводящим штуцером, центробежный завихритель потока жидкости и сопло с профилированным каналом. Центробежный завихритель выполнен в виде полой цилиндрической вставки с одним тангенциально направленным входным каналом, образованным в боковой стенке вставки.

Полость цилиндрической вставки сообщена с входным отверстием профилированного сопла. Цилиндрическая вставка зафиксирована между элементами корпуса при помощи опор, примыкающих к торцевой стенке вставки.

Профилированный канал выходного сопла распылителя состоит из последовательно расположенных входного сужающегося в направлении течения жидкости участка коноидальной формы, сопряженного с ним цилиндрического участка и выходного расширяющегося участка конической формы.

Конструкция известного устройства позволяет быстро устанавливать и центрировать вставку в полости корпуса. Однако при подаче жидкости к выходному соплу устройства через канал корпуса распылителя возникают существенные потери кинетической энергии, связанные с формой подводящих каналов, соединяющих входной канал с тангенциально направленным каналом.

Наиболее близким аналогом заявленного распылителя жидкости является распылитель, описанный в патенте US 2428748 (опубликован 07.10.1947, МПК В 05 В 1/34). Распылитель жидкости содержит корпус с подводящим штуцером, центробежный завихритель потока жидкости и сопло с профилированным каналом. Центробежный завихритель выполнен в виде полой вставки с входным осевым каналом. Завихритель преимущественно выполняется в форме усеченного конуса со сферической торцевой поверхностью.

Осевой канал выполнен расширяющимся по направлению течения жидкости. На боковой конической стенке имеются радиальные направляющие, предназначенные для фиксации вставки в корпусе. В боковой стенке цилиндрической вставки между направляющими ребрами образованы три тангенциально направленных входных канала. Тангенциальные каналы расположены равномерно по окружности и имеют поперечное сечение в форме прямоугольника.

Полость цилиндрической вставки сообщена с входным отверстием профилированного сопла. Профилированный канал выходного сопла распылителя состоит из последовательно расположенных входного сужающегося в направлении течения жидкости участка и выходного расширяющегося участка. Участки профилированного канала сопла имеют коноидальную форму.

В процессе работы известного устройства рабочая жидкость, поступающая во внутреннюю полость корпуса распылителя из подводящего канала, обтекает торцевую поверхность вставки с минимальными гидравлическими потерями, а затем поступает во входные отверстия тангенциально направленных каналов. При прохождении потока жидкости через тангенциальные каналы происходит закрутка потока жидкости. В результате протекания предварительно закрученного потока жидкости через профилированный канал выходного сопла создаются условия для наиболее эффективного диспергирования потока жидкости.

Центральный поток жидкости, создаваемый при прохождении жидкости через осевое отверстие, выполненное в торцевой части вставки, выполняет функцию направляющего потока по отношению к периферийной части закрученного потока жидкости.

Известный распылитель обеспечивает генерацию пространственно однородного тангенциально закрученного потока тонкораспыленной жидкости с углом конусности факела ˜ 100°.

Вследствие выполнения осевого канала вставки расширяющимся вдоль направления подачи газокапельного потока формируется распыленный поток огнетушащей жидкости с относительно невысокой линейной скоростью, данное свойство генерируемого газокапельного потока определяет ограниченную область применения устройства: преимущественно для локализации очагов возгорания и предотвращения возникновения пожара, например, посредством охлаждения емкостей с огнеопасными веществами.

Однако известный распылитель не может быть использован для тушения пожаров класса "В". В этом случае требуется создание высокоскоростного распыленного потока жидкости для обеспечения требуемой дальности подачи огнетушащего вещества к охваченной пламенем поверхности топлива. Следует также отметить, что распылители, генерирующие газокапельные потоки с широким факелом, не обеспечивают требуемой эффективности пожаротушения. Это связано с тем, что оптимальная для тушения пожара плотность газокапельного потока создается с помощью широкораспыленных потоков только в центральной части орошаемой поверхности.

Известны также различные типы огнетушителей, в состав которых входят распылители жидкости.

Из опубликованной патентной заявки JP 07-328140 (опубликована 19.12.1995, МПК А 62 С 13/64) известно устройство автоматического пожаротушения. Устройство содержит емкость с огнетушащей жидкостью, систему вытеснения жидкости из емкости, запорно-пусковое устройство, соединенное с выходом из емкости, и распылитель жидкости, соединенный с запорно-пусковым устройством через трубопровод.

Распылитель жидкости содержит завихритель потока жидкости и выходное сопло. Завихритель потока жидкости выполнен в виде вставки с винтовыми каналами. На выходе из сопла установлен тепловой замок с плавкими элементами.

При использовании модуля-огнетушителя обеспечивается быстрое и эффективное автоматическое тушение небольших очагов пожара на начальной стадии возгорания в жилых и офисных помещениях. При этом очаг пожара должен находиться на расстоянии не более 1 м от среза сопла распылителя.

Необходимо также отметить, что при использовании известного огнетушителя не может быть создан дальнобойный газокапельный поток с оптимальным для пожаротушения углом распыла.

В опубликованной патентной заявке US 2003/0173422 А1 (опубликована 18.09.2003, МПК-7 В 05 В 1/34, А 62 С 31/12) раскрыта конструкция переносного огнетушителя. Известный огнетушитель содержит емкость с огнетушащей жидкостью, систему вытеснения жидкости из емкости, запорно-пусковое устройство и распылитель жидкости. Выход запорно-пускового устройства соединен с распылителем жидкости через гибкий трубопровод.

Распылитель жидкости содержит последовательно установленные центробежный завихритель потока жидкости и выходное сопло. Между входом в сопло и завихрителем потока жидкости образована промежуточная расширительная камера. Размер этой камеры может регулироваться оператором в процессе работы посредством вращения и осевого перемещения корпуса сопла.

Центробежный завихритель потока жидкости установлен на торцевой части подводящего штуцера. С целью закрутки потока жидкости на боковой поверхности завихрителя образованы винтовые каналы, через которые осуществляется подача жидкости в промежуточную камеру сопла.

В процессе работы известного огнетушителя осуществляется генерация распыленной струи жидкости с заданной дальностью подачи и углом раскрытия струи. За счет предварительного закручивания рабочей жидкости в промежуточной камере, расположенной перед входом в канал сопла, обеспечивается увеличение скорости распыленной струи огнетушащей жидкости. Кроме этого, появляется возможность регулирования угла распыла генерируемого потока. Посредством регулирования можно создавать либо распыленный поток с большим углом конусности факела, либо компактную струю с малым углом конусности в зависимости от размеров очага пожара и интенсивности горения.

Однако несмотря на явные преимущества известного устройства, при течении жидкости по внутренним каналам распылителя возникают существенные потери кинетической энергии, в первую очередь, в подводящих винтовых каналах.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является огнетушитель, конструкция которого раскрыта в международной заявке WO 94/06517 (опубликована 31.03.1994, МПК А 62 С 31/03; В 05 В 1/12). Огнетушитель включает в свой состав емкость с огнетушащей жидкостью, систему вытеснения жидкости из емкости, включающую сифонную трубку, и запорно-пусковое устройство, соединенное с выходом из сифонной трубки. Огнетушитель содержит распылитель жидкости с центробежным завихрителем потока жидкости и выходным соплом. Вход распылителя соединен с запорно-пусковьм устройством через гибкий трубопровод.

В корпусе распылителя размещены несколько сопел: центральное сопло и периферийные сопла, выходные отверстия которых расположены равномерно по окружности вокруг выходного отверстия центрального сопла. В корпусе распылителя выполнены каналы, соединяющие входные участки каналов сопел с общим проточным каналом распылителя.

В каждом подводящем канале установлен завихритель потока жидкости, выполненный в виде цилиндрической вставки с тангенциальными каналами подачи жидкости или с пружиной, витки которой в кольцевом канале образуют винтовые каналы для подачи жидкости. Каналы завихрителя сообщены с промежуточной камерой, которая соединена с каналом сопла. Для предварительной очистки подаваемой в сопло жидкости на входе в каналы завихрителя установлены фильтры.

Регулирование расхода жидкости через сопло производится автоматически за счет изменения поперечного сечения и протяженности винтовых каналов, образованных витками пружины. При растяжении или сжатии пружины, в зависимости от величины давления в подводящих магистралях, осуществляется поддержание постоянной скорости и расхода жидкости через каждый канал распылителя.

В случае растяжения пружины в процессе снижения давления в емкости происходит изменение угла наклона винтовых каналов. Вследствие этого изменяется тангенциальная скорость капель жидкости в генерируемом потоке. Таким образом, в течение процесса тушения очага возгорания изменяется угол конусности факела распыленного потока.

Кроме того, при взаимодействии струй, генерируемых из осевого и боковых сопел, происходит уменьшение тангенциальной скорости вращения капель в потоке и увеличение их размера.

Изобретение направлено на решение задачи, связанной с генерацией высокоскоростного однородного по размеру капель газокапельного потока с неизменным в процессе работы углом распыла.

Достигаемый при решении поставленных задач технический результат заключается в повышении эффективности тушения очагов возгорания классов А и В.

Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет того, что распылитель жидкости содержит корпус с подводящим штуцером, центробежный завихритель потока жидкости и сопло с профилированным каналом. Центробежный завихритель выполнен в виде полой вставки с входным осевым каналом и с тангенциально направленными входными каналами, образованными в боковой стенке вставки. При этом полость цилиндрической вставки сообщена с входным отверстием профилированного сопла, которое включает сужающийся в направлении течения жидкости участок.

Согласно настоящему изобретению площадь поперечного сечения тангенциально направленных входных каналов выбрана из условия

4S₀S _t6S ₀,

где S_t -общая площадь поперечного сечения тангенциально направленных каналов,

S₀ - площадь поперечного сечения осевого канала,

причем в боковой стенке полой вставки образовано, по меньшей мере, четыре тангенциально направленных канала.

Совокупность перечисленных выше существенных признаков изобретения определяет возможность поддержания угла распыла потока жидкости на выходе из сопла на заданном постоянном уровне при изменении расхода жидкости. Данный эффект связан с формированием закрученного потока жидкости в профилированном канале сопла. Предварительная закрутка потока жидкости осуществляется с помощью тангенциально направленных подводящих каналов центробежного завихрителя. После этого вращающиеся струи жидкости подаются непосредственно во входное отверстие профилированного канала сопла. В результате течения отдельных струй жидкости в канале сопла, имеющем сужающийся в направлении течения жидкости участок, образуется общий ускоренный поток жидкости. И на выходе из сопла генерируется устойчивый газокапельный поток, характеризующийся постоянной величиной тангенциальной скорости, которая в свою очередь определяет заданный угол распыла жидкости.

Величина тангенциальной скорости по отношению к линейной скорости потока определяется отношением общей площади тангенциально направленных каналов к площади осевого канала. При выполнении существенного условия выбора соотношения площадей осевого и тангенциально направленных каналов, согласно настоящему изобретению, на выходе из сопла формируется газокапельный поток с углом конусности факела распыленного потока в диапазоне оптимальных значений 17-23°.

При уменьшении общей площади поперечного сечения тангенциально направленных каналов S_t менее 4S₀ или при увеличении S_t более 6S₀ угол конусности распыленного потока жидкости не соответствует оптимальным значениям, при которых достигается максимальная эффективность пожартушения для очагов возгорания классов "А" и "В".

В предпочтительном варианте выполнения изобретения в боковой стенке вставки центробежного завихрителя могут быть образованы четыре тангенциально направленных входных канала, расположенных равномерно по окружности. При этом оси симметрии соседних входных каналов перпендикулярны друг другу.

С целью снижения гидравлических потерь сужающийся участок профилированного канала сопла имеет коническую или коноидальную форму.

В предпочтительном варианте выполнения профилированный канал выходного сопла распылителя может состоять из последовательно расположенных входного сужающегося в направлении течения жидкости участка и выходного расширяющегося участка. Данное конструктивное выполнение позволяет увеличить дальнобойность газокапельного потока. При этом в целях снижения гидравлических потерь указанные участки профилированного канала сопла выполняются конической или коноидальной формы.

При прохождении предварительно закрученного потока жидкости через входной сужающийся участок сопла происходит смешение закрученных струй жидкости и ускорение образованного потока жидкости. В канале выходного расширяющегося участка сопла происходит дробление тангенциально закрученных капель жидкости. При этом встречное течение потока воздуха в зоне разрежения вдоль стенок расширяющегося участка сопла способствует процессу дробления потока жидкости на капли.

Достигаемый технический результат обеспечивается также при использовании огнетушителя, содержащего емкость с огнетушащей жидкостью, систему вытеснения жидкости из емкости, запорно-пусковое устройство, распылитель жидкости с центробежным завихрителем потока жидкости и выходным соплом, и трубопровод, соединяющий выход запорно-пускового устройства с распылителем жидкости.

Согласно настоящему изобретению выходное сопло распылителя жидкости выполнено с профилированным каналом, включающим сужающийся в направлении течения жидкости участок. Центробежный завихритель выполнен в виде полой вставки с тангенциально направленными входными каналами, образованными в боковой стенке вставки, и входным осевым каналом. Полость вставки сообщена с входным отверстием профилированного сопла.

Площади поперечных сечений каналов, выполненных во вставке, выбраны из условия: 4S₀S _t6S ₀,

где S_t - общая площадь поперечного сечения тангенциально направленных каналов, S₀- площадь поперечного сечения осевого канала.

Совокупность перечисленных выше существенных признаков, характеризующих конструкцию огнетушителя, обеспечивает генерацию высокоскоростной распыленной струи огнетушащей жидкости с заданным углом распыла. Данный эффект связан с использованием в составе огнетушителя распылителя потока жидкости с центробежным завихрителем. С помощью тангенциально направленных подводящих каналов завихрителя осуществляется предварительная закрутка потока огнетушащей жидкости, поступающей из емкости через трубопровод к соплу распылителя.

Вращающиеся струи жидкости подаются непосредственно во входное отверстие профилированного канала выходного сопла, в котором формируется закрученный поток огнетушащей жидкости. В результате течения отдельных струй жидкости в канале сопла, имеющем сужающийся в направлении течения жидкости участок, образуется общий ускоренный поток огнетушащей жидкости. И на выходе из сопла генерируется устойчивый газокапельный поток огнетушащей жидкости, характеризующийся постоянной величиной тангенциальной скорости, которая в свою очередь определяет заданный угол распыла огнетушащей жидкости.

При выполнении соотношения, определяющего размеры поперечных сечений тангенциально направленных каналов и осевого канала, обеспечивается генерация струи огнетушащей жидкости с оптимальными значениями угла распыла 17-23°. Указанный диапазон значений углов конусности распыленного потока жидкости является оптимальным с точки зрения эффективного тушения очагов возгорания классов "А" и "В".

В предпочтительном варианте выполнения изобретения в боковой стенке цилиндрической вставки центробежного завихрителя образовано четыре тангенциально направленных входных канала, расположенных равномерно по окружности. Оси симметрии соседних входных каналов перпендикулярны друг другу.

С целью снижения гидравлических потерь сужающийся участок профилированного канала сопла распылителя жидкости может иметь коническую или коноидальную форму.

В предпочтительном варианте выполнения профилированный канал выходного сопла может состоять из последовательно расположенных входного сужающегося в направлении течения жидкости участка и выходного расширяющегося участка. При этом в целях снижения гидравлических потерь указанные участки профилированного канала сопла выполняются конической или коноидальной формы.

При прохождении входного сужающегося участка сопла происходит смешение закрученных струй жидкости и ускорение образованного потока жидкости. В канале выходного расширяющегося участка сопла происходит дробление тангенциально закрученных капель жидкости.

Для увеличения дальнобойности газокапельной струи профилированный канал выходного сопла распылителя может состоять из последовательно расположенных входного сужающегося в направлении течения жидкости участка коноидальной формы, сопряженного с ним сужающегося участка конической формы и выходного цилиндрического участка.

Далее изобретение поясняется примером конкретного выполнения распылителя жидкости и огнетушителя, содержащего распылитель жидкости, и прилагаемыми чертежами, на которых изображено следующее:

на фиг.1 - схематичный разрез огнетушителя, снабженного распылителем жидкости;

на фиг.2 - продольный разрез распылителя жидкости в масштабе 2:1 (повернуто на 180°);

на фиг.3 - продольный разрез центробежного завихрителя, входящего в состав распылителя;

на фиг.4 - поперечный разрез центробежного завихрителя, изображенного на фиг.3, по плоскости А-А;

Огнетушитель, изображенный на фиг.1, содержит емкость 1, заполненную огнетушащей жидкостью. В качестве огнетушащей жидкости может использоваться вода или водный раствор химических добавок, повышающих эффективность пожаротушения. Объем заряда огнетушащей жидкости составляет 6 л. Общий объем емкости 1, включающий объем жидкостной и газовой полости, составляет 9 л.

Газовая полость емкости 1 заполнена сжатым газом при заданном уровне давления хранения (2 МПа). Система вытеснения жидкости из емкости 1 включает в свой состав сифонную трубку 2 и запорно-пусковое устройство 3, герметично соединенное с выходом из сифонной трубки 2 при помощи уплотнительной втулки 4. Запорно-пусковое устройство 3 включает упругий элемент, выполненный в виде пружины 5, запорный элемент 6 и управляющий рычаг 7. Выход запорно-пускового устройства 3 соединен с распылителем жидкости 8 через гибкий трубопровод 9. Запорно-пусковое устройство 3 зафиксировано на горловине емкости 1 с помощью накидной гайки 10. На открытом торце сифонной трубки 2 установлен фильтр 11.

Распылитель жидкости 8 (см. фиг.2) включает в свой состав корпус 12 с подводящим штуцером 13, который соединяется с гибким трубопроводом 9. В корпусе 12 при помощи накидной гайки 14 и уплотнительного кольца 15 установлены центробежный завихритель потока жидкости в виде полой цилиндрической вставки 16 и сопло 17.

В рассматриваемом примере осуществления изобретения профилированный канал выходного сопла 17 состоит из последовательно расположенных входного сужающегося в направлении течения жидкости участка 18 коноидальной формы, сопряженного с ним сужающегося участка 19 конической формы и выходного цилиндрического участка 20. Полость вставки 16 сообщена с входным участком 18 профилированного канала выходного сопла 17 (см. фиг.2).

Необходимо отметить, что возможны и другие формы реализации изобретения. Профилированный канал выходного сопла распылителя может включать последовательно расположенные входной сужающийся в направлении течения жидкости участок и выходной расширяющийся участок. При данной форме выполнения сопла распылителя участки профилированного канала сопла имеют коническую или коноидальную форму.

Вставка 16 (см. фиг.3, 4) выполнена с осевым каналом 21, образованным в торцевой стенке вставки 16, и с четырьмя тангенциально направленными входными каналами 22, которые образованы в боковой стенке вставки 16.

Для снижения гидравлических потерь осевой канал 21 включает входной сужающийся по направлению течения жидкости участок конической формы (см. фиг.3). Тангенциально направленные каналы 22 расположены равномерно по окружности. Оси симметрии соседних входных 22 каналов перпендикулярны друг другу (см. фиг.4). В рассматриваемом примере реализации изобретения общая площадь S_t поперечного сечения тангенциально направленных каналов 22 соответствует соотношению

S_t=4S _i,

где S_i - площадь сечения каждого тангенциально направленного канала.

Площади поперечных сечений каналов 21 и 22 связаны соотношением S_t=4S₀ согласно существенному условию изобретения

4S₀S _t6S ₀,

Таким образом, в рассматриваемом примере площадь поперечного сечения S_i каждого тангенциально направленного канала 22 равна площади S₀ поперечного сечения осевого канала 21. Диаметры осевого и тангенциально направленных каналов составляют 4 мм.

Необходимо отметить, что в рассматриваемом примере выполнения конструкции распылитель жидкости представлен как составная часть огнетушителя, однако распылитель, выполненный согласно настоящему изобретению, может использоваться как автономный узел в составе устройств иного назначения, например в составе устройства для распыления дезактивирующей жидкости.

Работа огнетушителя и распылителя жидкости, входящего в его состав, осуществляется следующим образом.

Емкость 1 огнетушителя предварительно заправляется огнетушащей жидкостью (водой с пенообразователем). Заправка огнетушителя жидкостью производится через горловину емкости 1, в которой затем устанавливается запорно-пусковое устройство 3, фиксируемое с помощью накидной гайки 10.

Газовая полость емкости 1 наддувается сжатым газом (воздухом) до давления хранения (2 МПа). В процессе зарядки огнетушителя сжатым газом запорно-пусковое устройство 3 находится в открытом положении. Газ под избыточным давлением закачивается в емкость 1 через выходное отверстие запорно-пускового устройства 3. Жидкость под действием давления сжатого газа вытесняется из канала сифонной трубки 2 через фильтр 11. Далее газ, проходя через объем, заполненный жидкостью, вытесняется в газовую полость емкости 1.

После заполнения газовой полости до заданного уровня давления хранения запорно-пусковое устройство 3 закрывается, и давление между газом и жидкостью в канале сифонной трубки 2 выравнивается. Уровень жидкости в канале сифонной трубки 2 устанавливается в некотором равновесном положении после перемещений огнетушителя в процессе хранения.

Генерация газокапельного потока огнетушащего вещества в процессе работы огнетушителя и входящего в его состав распылителя жидкости осуществляется при нажатии оператором на рычаг 7. Под действием усилия, прикладываемого к рычагу 7, происходит отжатие запорного элемента 6 и открытие проходного канала запорно-пускового устройства 3. Жидкость, вытесняемая из емкости 1 сжатым газом, поступает через фильтр 11 в канал сифонной трубки 2. Проходя через мелкоячеистую структуру фильтра 11, жидкость очищается от твердых включений, которые образуются при длительном хранении.

Очищенный поток жидкости из канала сифонной трубки 2 поступает через открытое запорно-пусковое устройство 3 и гибкий трубопровод 9 в распылитель жидкости 8.

В полости вставки 16, выполняющей функцию центробежного завихрителя жидкости, происходит формирование вихря, который закручивает струю жидкости, истекающую из осевого канала 21. Закрученный поток жидкости в полости вставки 16 образуется за счет смешения струй, истекающих из тангенциально направленных каналов 22.

На выходе из полости вставки 16 формируется поток жидкости, характеризующийся постоянной тангенциальной скоростью. При этом угловая скорость закрученного потока жидкости в канале сопла 17 распылителя определяет величину угла распыла генерируемого газокапельного потока.

Величина тангенциальной скорости в полости вставки 16 зависит от соотношения общей площади поперечного сечения тангенциально направленных каналов 22 и площади сечения осевого канала 21. В случае выполнения условия 4S₀ S _t6S ₀ на выходе из сопла 17 образуется газокапельный поток с оптимальными значениями угла распыла 17-23°.

Сформированный в центробежном завихрителе закрученный поток жидкости поступает во входное отверстие профилированного канала сопла 17. Канал сопла включает последовательно расположенные входной сужающийся в направлении течения жидкости участок 18 коноидальной формы, сужающийся участок конической формы 19 и выходной цилиндрический участок 20. При прохождении участков 18 и 19 формируется ускоренный поток жидкости. Интенсивное образование кавитационных пузырьков в закрученном потоке жидкости происходит в выходном цилиндрическом участке 20.

На выходе из сопла 17 генерируется однородный по размеру капель распыленный поток огнетушащей жидкости с углом распыла 17° и средним размером капель ˜ 200 мкм, причем дальность подачи огнетушащей жидкости была не менее 9 м.

Для выключения огнетушителя запорно-пусковое устройство 3 приводится в нормально-закрытое положение при снятии управляющего усилия с рычага 7. Запорный элемент 6 перемещается под действием силы упругости пружины 5 и перекрывает проходное сечение проточного канала запорно-пускового устройства 3.

При проведении испытаний огнетушителя и распылителя жидкости, входящего в его состав, была подтверждена возможность генерации высокоскоростного однородного по размеру капель газокапельного потока с фиксированным углом распыла в диапазоне от 17 до 23°. При данных оптимальных значениях угла распыла обеспечивалось наиболее эффективное тушение очагов возгорания классов "А" и "В".

Огнетушитель, выполненный согласно настоящему изобретению, может найти широкое применение в качестве штатного средства пожаротушения на различных объектах: в помещениях больниц, библиотек, музеев и в жилых помещениях, а также для тушения очагов возгорания на открытом пространстве.

Наряду с системами пожаротушения распылитель жидкости может применяться для распыления горючего в теплоэнергетике, а также для увлажнения окружающей среды и для распыления различного рода веществ в сельском хозяйстве и в промышленности.