генератор высокократной воздушно-механической пены

Формула изобретения

1. Генератор высокократной воздушно-механической пены, содержащий корпус с диффузором, пакет сеток, турбину с распылительным устройством, выполненным в виде укрепленного на полом валу стакана, и крыльчаткой, отличающийся тем, что по меньшей мере два тангенциальных отверстия, выполненные в дне стакана центрального распылителя, образуют эмпирически определенный острый угол с касательной к внутренней окружности стакана, достаточный для придания вращательного движения крыльчатке, а по меньшей мере два тангенциальных отверстия боковых распылителей образуют эмпирически определенный острый угол с касательной к окружности вращения боковых распылителей, достаточный для равномерного орошения пенообразующей сетки при вращении распылителей вокруг продольной оси.

2. Генератор высокократной воздушно-механической пены по п.1, отличающийся тем, что соотношение между диаметрами входного и выходного отверстий диффузора, а также соотношение между диаметром выходного отверстия диффузора и расстоянием от распылительного устройства до сетки для параметрического ряда генераторов данного типа являются величинами постоянными.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к устройствам для приготовления огнетушащей высокократной воздушно-механической пены, и может быть использована для тушения пожаров.

Известен генератор высокократной воздушно-механической пены (см. авторское свидетельство СССР № 1659065, кл. А62С 5/02, 1991), в котором на внутренней поверхности пустотелого вала выполнены спиральные канавки с углом подъема , используемые в качестве привода крыльчатки и как распылитель раствора пенообразователя. При этом спиральные канавки завихряют поток раствора пенообразователя, он распыляется и попадает на пакет пенообразующей сетки.

В пеногенераторе, известном из авторского свидетельства СССР № 1830256, кл. А62С 5/00, 1993, вал выполнен с открытыми концами, а турбинка прикреплена к внутренней стороне вала у среза, направленного в сторону сеток, крыльчатка расположена между турбиной и полой насадкой, а лопасти турбинки установлены с углом наклона к оси вала 15-20°.

При подаче раствора пенообразователя пустотелый вал приводится во вращательное движение посредством оказавшейся в потоке гидравлической турбинки; при этом раствор пенообразователя распыляется и попадает на пакет пенообразующей сетки.

Недостатком данных конструктивных решений является то, что струя пенообразующей жидкости выходит из отверстия полого вала по продольной оси генератора с малым углом расширения и не орошает периферийные участки пенообразующей сетки. При этом струя пенообразующего раствора, имеющая большую скорость прямолинейного движения, не встречая на своем пути дополнительного устройства для гашения кинетической энергии, попадает на поверхность пенообразующей сетки, где вследствие этого происходит преждевременный срыв пузырьков пены. Пена получается неоднородной по размерам пузырьков, идет несплошным потоком и имеет низкую кратность.

Кроме того, имея малое плечо вращения, крыльчатка генератора не в состоянии развить напор воздушного потока перед пенообразующей сеткой, достаточный для заполнения пеной больших объемов или для транспортирования пены по пенопроводам или туннелям.

В пеногенераторе согласно авторскому свидетельству СССР № 1258430, кл. А62С 5/04, 1986, корпус выполнен в виде телескопических штанг, прикрепленных своими концами к торцевым кольцам; при этом конфузор и диффузор выполнены из эластичного материала.

Недостатком указанного конструктивного решения является то, что реактивная сила пенообразующего раствора, истекающего из центрального распылителя, не используется для придания вращательного движения крыльчатке, а действует на вал по оси турбины в обратном направлении, что приводит к потере скорости вращения и к снижению воздушного потока, создаваемого крыльчаткой, и, соответственно, к снижению производительности генератора.

Кроме того, применение эластичного материала для конфузора и диффузора создает условия для увеличения потерь части раствора пенообразователя, которая, попадая на эластичную поверхность диффузора, тормозится и не достигает поверхности пенообразующей сетки.

Из авторского свидетельства СССР № 14685446, А62С 5/04, 1989, известен пеногенератор, в котором для создания процесса пенообразования используется пакет конических сеток и отражатели, выполненные в виде колец, установленных последовательно друг за другом перпендикулярно на внутренней цилиндрической поверхности корпуса пеногенератора.

Недостатком указанного конструктивного решения является то, что применение пакета, состоящего из нескольких пенообразующих сеток, приводит к возникновению дополнительных сопротивлений воздушному потоку, создаваемому крыльчаткой, а применение колец, установленных последовательно друг за другом перпендикулярно на внутренней цилиндрической поверхности корпуса пеногенератора, приводит к потере части раствора пенообразователя, которая тормозится отражательными кольцами и стекает по ним, не достигая поверхности пенообразующей сетки, что приводит к снижению производительности пеногенератора.

Наиболее близким к заявленному решению является генератор высокократной воздушно-механической пены (авторское свидетельство СССР № 578071, кл. А62С 5/04, 1978), содержащий корпус с диффузором, пакет сеток, турбину с полым валом и насаженной на вал крыльчаткой с распылительным устройством, имеющим центральный щелевой и боковые распылители. Пакет сеток орошается пенообразующим раствором, подаваемым из центрального и боковых распылителей, а крыльчатка, создающая воздушный поток, приводится в движение под действием реактивной силы струи пенообразующего раствора, истекающего из боковых распылителей.

Однако в таком генераторе реактивная сила струи пенообразующего раствора, истекающего из центрального распылителя, не используется для придания вращательного движения крыльчатке, а действует на вал по оси турбины в обратном направлении, что приводит к потере скорости вращения и к снижению воздушного потока, создаваемого крыльчаткой, и, соответственно, к снижению производительности генератора.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение процесса пенообразования и увеличение производительности генератора за счет максимального использования реактивной силы струи пенообразующего раствора, истекающего из тангенциальных отверстий центрального и боковых распылителей, для придания вращательного движения крыльчатке и получения распыленной струи необходимой дисперсности пенообразующего раствора и углом раскрытия, достаточным для равномерного орошения пакета сетки.

Для решения поставленной задачи в генераторе высокократной воздушно-механической пены, содержащем корпус с диффузором, пакет сеток, турбину с распылительным устройством, выполненным в виде укрепленного на полом валу стакана, и крыльчаткой, согласно изобретению по меньшей мере два тангенциальных отверстия, выполненные в дне стакана центрального распылителя, образуют эмпирически определенный острый угол с касательной к внутренней окружности стакана, достаточный для придания вращательного движения крыльчатке, а по меньшей мере два тангенциальных отверстия боковых распылителей образуют эмпирически определенный острый угол с касательной к окружности вращения боковых распылителей, достаточный для равномерного орошения пенообразующей сетки при вращении распылителей вокруг продольной оси.

Кроме того, соотношение между диаметрами входного и выходного отверстий диффузора, а также соотношение между диаметром выходного отверстия диффузора и расстоянием от распылительного устройства до сетки для параметрического ряда генераторов данного типа являются величинами постоянными.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:

фиг.1 - схематично общий вид генератора пены,

фиг.2 - то же, вид по стрелке А со стороны сеток,

фиг.3 - схематично распылитель,

фиг.4 - разрез А-А на фиг.3,

фиг.5 - разрез В-В на фиг.3.

Генератор содержит корпус 1 и турбину 2 с полым валом 3 и крыльчаткой 4, насаженной на вал. Центральный распылитель 5 выполнен в виде стакана, в дне которого выполнены тангенциальные отверстия 6, а по окружности боковой поверхности стакана установлены боковые распылители 7, в которых также выполнены тангенциальные отверстия. К корпусу примыкает диффузор 8, в котором установлен пакет сеток 9 и отражательное кольцо 10.

Генератор работает следующим образом.

К генератору под давлением подается пенообразующий раствор, который, протекая по отверстию вала 3, выходит через центральный распылитель 5 и боковые распылители 7. Раствор пенообразующей жидкости, выходящий под давлением из боковых распылителей 7 с определенным углом раскрытия, попадает по окружности на периферийные участки сетки и частично на внутреннюю поверхность диффузора 8, где отражательным кольцом 10 направляется под углом на пенообразующую сетку 9. Одновременно раствор пенообразующей жидкости проходит через центральный распылитель 5 с определенным углом раскрытия струи, позволяющим обеспечить равномерное орошение центрального участка пенообразующей сетки 9.

Под действием реактивной силы струи пенообразующего раствора, выходящего из центрального распылителя 5 и боковых распылителей 7, вращается вал 3, а вместе с ним вращается крыльчатка 4.

Поток воздуха, создаваемый крыльчаткой, направляется к пенообразующему пакету сеток 9. Нагнетаемый поток воздуха частично захватывается вращающимся потоком распыленной пенообразующей жидкости, изменяя свое первоначальное направление, перемещается под наклоном к продольной оси генератора. Таким образом, происходит равномерное распределение воздушного потока и пенообразующего раствора по всей поверхности пенообразующей сетки 9.

В результате взаимодействия потоков распыленного пенообразующего раствора и воздуха на пенообразующей сетке 9 образуются пузырьки пены. Поток пены под напором движется из генератора и направляется в очаг пожара.

Использование предлагаемого генератора высокократной воздушно-механической пены обеспечивает улучшение процесса пенообразования и увеличение производительности генератора в сравнении с аналогом, имеющим идентичные размеры, что значительно повышает эффективность пенообразования.

Ниже приведены примеры исполнения генераторов воздушно-механической пены.

Таблица 1
Стационарные генераторы
Рабочее давление, кгс/см2	Угол поворота распылителей		Дальность подачи пены, м	Кратность пены
	боковых	центральных
6	30	60	3	700
6	45	30	5	250

Таблица 2
Мобильные генераторы
Рабочее давление, кгс/см2	Угол поворота распылителей		Дальность подачи пены, м	Кратность пены
	боковых	центральных
6	30	45	8	300
6	45	30	15	100