АВТОНОМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРОВ ОГНЕТУШАЩИХ СОСТАВОВ Российский патент 1994 года по МПК B01F5/04 A62C5/00 A62C35/68 

Изобретение относится к пожарной технике и может быть использовано для приготовления вязких водных растворов многокомпонентных труднорастворимых огнетушащих составов типа ОС-А1 непосредственно у лесных водоемов для тушения или локализации лесных пожаров с воздуха. Кроме того, оно может быть использовано для приготовления аналогичных растворов в условиях аэродромов и аналогичных по свойствам растворов других веществ, например, красителей, молотой глины.

Основными требованиями к оборудованию такого назначения являются: автономность и способность работать в полевых (таежных) условиях, небольшая масса и габариты, обеспечивающие погрузку в легкие самолеты (для переброски из одного авиаотделения в другое) и вертолеты (для доставки в район лесного пожара) без использования погрузочной техники, небольшое время развертывания и подготовки к работе (8-15 мин), невысокое удельное энергопотребление (0,14-0,20 кВт-ч/м³), производительность не менее 6,7 л/с, вязкость получаемого раствора не менее 0,2 Па˙с.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является оборудование передвижного заправочного пункта. Оно включает в себя автономный насос для подачи воды, эжектор для дозированной подачи порошкообразного химического состава и смешивания его с водой, а также перемешивающее устройство в виде статического смесителя с чередующимися винтообразными турбулизирующими элементами левого и правого закручивания, аналогичного статическим смесителям фирмы "Kenigs". При подаче воды через кольцевое сопло и порошка - через соосное с ним центральное сопло это оборудование обеспечивало в проведенных экспериментах более равномерное, чем в других аппаратах распределение порошкового химсостава в воде без налипания порошка на стенки эжектора. Далее полученная суспензия поступала по гибкому трубопроводу (армированному рукаву) в статический смеситель, где подвергалась интенсивному перемешиванию при прохождении по турбулизирующим элементам.

Однако при использовании химсостава ОС-А1 после длительного хранения, что обусловлено спецификой его применения, в процессе испытаний оборудования иногда не удавалось получить достаточную степень диспергирования порошка в воде, так как комки слежавшегося химсостава не всегда полностью разбивались при прохождении эжектора и статического смесителя. Вследствие этого на дне резервуара для раствора оседали клеевидные сгустки нерастворившегося химсостава.

Целью изобретения является повышение эффективности работы оборудования и удобства его обслуживания.

Цель достигается тем, что в предлагаемом оборудовании статический смеситель установлен под прямым углом к диффузору эжектора и соединен с ним коленом, причем отношение радиуса кривизны колена к диаметру выходной горловины диффузора эжектора находится в пределах 1,0-1,5.

На фиг.1 изображен общий вид оборудования; на фиг.2 - эжектор.

Предлагаемое автономное оборудование для приготовления вязких водных растворов порошкообразных огнетушащих составов непосредственно у лесных водоемов содержит мотопомпу 1 с всасывающим 2 и напорным 3 рукавами, смесительный блок 4 и подающий рукав 5.

Смесительный блок представляет собой стол-контейнер 6, в котором размещены загрузочный бункер для порошка 7 и соединенные с ним последовательно эжекторное смесительное устройство 8 для подсасывания порошкового состава и приготовления суспензии, колено 9 и перемешивающее устройство 10, выполненное в виде статического смесителя.

Загрузочный бункер в верхней части имеет фланец (отбортовку), за который крепится к верхней крышке стола-контейнера, имеющей проем для бункера. В нижней части бункер имеет горловину с наружной резьбой.

Эжекторное смесительное устройство с вертикальным потоком эжектирующей и эжектируемой сред (воды и порошка) имеет два сопла.

Центральное сопло 11 для порошка установлено в головке 12, которая ввернута в верхнее резьбовое гнездо корпуса (камеры) 13. Кольцевое сопло для воды образовано наружной поверхностью сопла 11 и входной горловиной - конфузорной частью диффузорной трубы 14.

Для подвода воды на боковой стенке корпуса имеется входное окно, на которое установлен патрубок 15 с соединительной головкой 16. Эжектор соединен с горловиной бункера с помощью накидной гайки 17. К нижнему резьбовому концу диффузорной трубы с помощью накидной гайки присоединено колено 9. Вторая накидная гайка колена служит для присоединения к нему статического смесителя 10.

К выходной горловине смесителя присоединен подающий рукав 5.

В столе-контейнере над смесителем установлена полка для размещения отсоединенных от смесительного блока мотопомпы и рукавов при транспортировании. В верхней части стола имеются проушины для строповки.

Габариты и масса блоков (частей) оборудования обеспечивают его транспортирование вертолетами и самолетом АН-2, а также погрузку и выгрузку без применения механизмов.

Работает оборудование следующим образом.

Мотопомпа 1 подает из водоема воду по напорному рукаву 3 в корпус (камеру) эжектора. Вода под давлением проходит с большой скоростью через кольцевое сопло, создавая за обрезом сопла разрежение (вакуум). В загрузочный бункер засыпают порошковый химический состав, который под воздействием совпадающих по направлению и действующих вдоль оси центрального сопла силы тяжести и силы, вызванной разрежением, поступает в диффузорную трубу 14, где подхватывается кольцевой струей воды, препятствующей прилипанию его к стенкам. При движении обоих потоков по диффузорной трубе происходит их перемешивание, выравнивание скоростей и частичное восстановление статического гидравлического напора. Из диффузора смесь поступает в колено, меняет направление на 90^о и поступает в статический смеситель, где происходит интенсивное перемешивание при прохождении вдоль турбулизирующих элементов. Из смесителя полученный раствор под действием восстановленного напора поступает в резервуар (вертолетное сливное устройство).

При радиусе колена более 1,5-2,0 диаметров выходной горловины диффузора поток смеси проходит по колену сравнительно плавно, и в случае наличия в порошке комков (что неизбежно при обычном сроке его хранения до 12 мес., а в случае неиспользования в первом сезоне - до 24 мес. и более) последние полностью не разрушаются даже после прохождения статического смесителя, и на дне резервуара, в который сливается готовый раствор, оседают клеевидные сгустки химсостава. Дробление комков слежавшегося порошкового химсостава достигается при использовании колена с радиусом поворота потока менее 1,5 диаметров выходной горловины диффузора. В этом случае комки химсостава, сохраняющиеся неразрушенными преимущественно в центральной части потока при выходе из диффузора, со значительно большей силой по инерции ударяются о внешнюю стенку колена, благодаря чему происходит их более полное разрушение. Этот эффект сохраняется и несколько увеличивается при дальнейшем уменьшении радиуса кривизны колена, однако при величине радиуса колена менее 1 диаметра выходной горловины диффузора потери напора в колене становятся достаточно большими, что мешает заправке раствором резервуара при расположении последнего выше смесительного блока. По этой причине целесообразно принять за оптимальный радиус кривизны колена величину, равную 1-1,5 диаметрам выходной горловины диффузора.

Соединение статического смесителя с эжектором с помощью колена, имеющего радиус кривизны не более 1,5 диаметров выходной горловины диффузора, дало возможность снизить высоту оборудования и, следовательно, высоту подъема химсостава при загрузке в бункер, уменьшить длину системы бункер-эжектор-статический смеситель и объединить эти основные части оборудования в один блок, вмещающийся без разборки в салон летательных аппаратов, что значительно сократило время развертывания оборудования в районе пожара. Это значительно повысило удобство обслуживания оборудования.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом заключается в следующем.

Благодаря тому, что при выходе потока смеси из диффузора комочки химсостава при резком изменении направления потока ударяются о стенку колена и подвергаются интенсивному воздействию поперечных струй воды, происходит полное разрушение комочков химсостава и лучшее его растворение при дальнейшем продвижении в смесителе. За счет установки смесителя перпендикулярно эжектору через колено с малым радиусом снижена высота расположения бункера и габариты оборудования, трудоемкость загрузки химсостава.

Уменьшение общих габаритов оборудования и выполнение бункера, эжектора и смесителя в виде единого блока, вмещающегося в салон летательного аппарата, позволяет сократить время развертывания оборудования и связанное с ним дорогостоящее время простоя вертолета.

Таким образом, повышается удобство обслуживания оборудования, качество приготовляемого раствора и сокращается время развертывания оборудования, т. е. повышается эффективность работы.

Использование: борьба с лесными пожарами. Сущность изобретения: автономное оборудование для приготовления вязких водных растворов огнетушащих составов содержит мотопомпу, загрузочный бункер, эжектор и статический смеситель. Новым является то, что для обеспечения более рациональной компоновки оборудования, дробления небольших комков слежавшегося порошкового состава, а также уменьшения высоты загрузочного бункера статический смеситель установлен перпендикулярно диффузору эжектора и соединен с ним с помощью колена, причем отношение радиуса кривизны колена к диаметру выходной горловины диффузора эжектора находится в пределах 1,0 - 1,5. 2 ил.

АВТОНОМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРОВ ОГНЕТУШАЩИХ СОСТАВОВ, содержащее мотопомпу, загрузочный бункер, эжектор и статический смеситель, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы и удобства в обслуживании оборудования, статический смеситель установлен перпендикулярно к оси диффузора эжектора и соединен с ним с помощью колена, при этом отношение радиуса кривизны колена к диаметру выходной горловины диффузора эжектора находится в пределах 1,0 - 1,5.