ПЕНОГЕНЕРАТОР Российский патент 1995 года по МПК A62C5/02 

Изобретение касается тушения пожаров воздушно-газовыми пенами.

Известно устройство для образования пены, содержащее корпус и распылителем пенообразующего раствора и сеткой, а также сопла подвода сжиженного инертного газа, расположенные между распылителей и сеткой.

Подача смеси сжиженного газа, имеющего низкую температуру, и пенообразующего раствора на сетку приводит к ее обмерзанию вплоть до полного перекрытия сечении ячеек сетки, что приводит к сбоям в работе.

Известен пеногенератор, содержащий корпус со средствами подачи пенообразующего раствора и воздуха, имеющий на выходе сетку, а также сопла подвода сжиженного газа, размещенные между средством подачи пенообразующего раствора и сеткой.

Однако сжиженный газ, подаваемый в корпус устройства, имеет низкую температуру, что вызывает переохлаждение устройства и намерзание пенообразующего раствора на ячейках сетки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для образования пены, включающее основную смесительную камеру со средством подвода газовой фазы и распылителем пенообразующего раствора и сетку, снабженное дополнительной смесительной камерой с патрубками для подвода компонентов газовой фазы, установленной перед основной смесительной камерой.

Хранение инертных газов целесообразно осуществлять в сжиженном виде. Недостатком известного устройства является то, что при подаче хотя бы одного из компонентов газовой фазы в сжиженном виде, например азота, имеющего температуру -196^оС, не исключается обмерзание устройства, а смешение охлажденной газовой фазы с пенообразующим раствором и подача смеси на сетку вызывает обмерзание сетки. Для предотвращения указанных нежелательных явлений приходится либо использовать азот и другие компоненты газовой фазы в газообразном виде при положительных температурах компонентов, что осложняет условия хранения и подготовки газов к использованию, либо при подаче в устройство сжиженного газа принимать меры для нагрева газовой фазы, используя для этого второй компонент газовой фазы, например воздух. Однако в этом случае требуется увеличение размеров дополнительной камеры смешения, а также затрудняется регулирование состава газовой фазы. Для того чтобы исключить обмерзание сетки, увеличить путь, проходимый смесью пенообразующего раствора и холодной газовой фазы, чтобы возникшие участки замерзания раствора полностью расплавились до попадания на сетку, а это приводит к увеличению габаритов устройства.

Цель изобретения - повысить эффективность тушения пожара.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем смесительную камеру со средством подвода газовой фазы и распылителем пенообразующего раствора, дополнительную камеру насыщения с соплами подачи сжиженного инертного газа и пеногенерирующую сетку, камера насыщения установлена после смесительной камеры и отделена от нее пеногенерирующей сеткой, а сопла подачи инертного газа имеют теплоизоляционную оболочку.

При тушении пожаров воздушно-газовыми пенами основными способами прекращения горения являются изоляции горючего вещества от окислителя, разбавление зоны горении инертным газом при разрушении оболочек пузырьков пены и теплоотвод от поверхности горения. При использовании предлагаемого пеногенератора пена, полученная при выдувании смеси газовой фазы и пенообразующего раствора через сетку, дополнительно насыщается инертным газом при испарении его в камере насыщения, что повышает ее кратность, при этом исключается обмерзание сетки, но в то же время происходит охлаждение пены. Подача охлажденной пены в очаг пожара в значительной степени снижает в нем температуру. Кроме того, охлаждение пены способствует увеличению ее стойкости за счет длительного сохранения жидкости в пенных пленках и, следовательно, повышению эффективности тушения пожара. При выходе сжиженного газа из сопл происходит быстрое его испарение, а энергия, выделяющаяся при этом, утилизируется на увеличение кинетической энергии пены, что увеличивает дальнобойность пеногенератора при получении струи или повышает дальность подачи пены по пенопроводам. Теплоизоляция сопл подачи сжиженного инертного газа исключает их обмерзание.

Предлагаемый пеногенератор отличается от прототипа взаимным размещением камеры насыщения, смесительной камеры и сетки, а также наличием теплоизоляции сопл подачи инертного газа. Следовательно, предлагаемый пеногенератор соответствует критерию "новизна". Из патентной литературы известны устройства для получения пены, в которых используется введение в пену после ее образования на сетке дополнительного компонента и использование его для увеличения кинетической энергии пенной струи. Однако в этих устройствах в пену вводится жидкость - пенообразующий раствор, с неотрицательной температурой. Введение сжиженного газа в пену приводит кроме известного свойства - увеличения энергии пенной струи, к новым свойствам, а именно к увеличению газосодержания пены и к охлаждению и повышением стойкости пены, а это позволяет увеличить кратность пены и дальность ее подачи. Наличие нового свойства обеспечивает предлагаемому пеногенератору соответствие критерию "существенные отличия".

На чертеже схематически показан предлагаемый пеногенератор, разрез.

Пеногенератор содержит смесительную камеру 1 с распылителем пенообразующего раствора 2 и окном 3 для подвода воздуха. На противоположном окну 3 конце смесительной камеры 1 размещена пеногенерирующая сетка 4 и к ней примыкает камера 5 насыщения с соплами 6 подачи сжиженного газа, покрытыми теплоизоляционным слоем 7. Сопла 6 подключены к коллектору 8, имеющему подводящий патрубок 9 с вентилем 10.

Пеногенератор работает следующим образом.

Пенообразующий раствор диспергируется распылителем 2 и подается в смесительную камеру 1, эжектируя при этом воздух, который через окно 3 также попадает в камеру 1. При прохождении смеси пенообразующего раствора и воздуха через сетку 4 образуется воздушно-механическая пена, которая поступает в камеру 5 насыщения. Сжиженный газ, например азот, подается через патрубок 9 при открытом вентиле 10 в коллектор 8, откуда через сопла 6 выходит в массу пены, находящуюся в камере 5 насыщения. При истечении жидкого азота из сопл 6 происходит быстрое его испарение, сопровождающееся резким увеличением объема. Пена насыщается газообразным азотом, увеличивается ее кратность и возрастает кинетическая энергия. Благодаря наличию низкотемпературного инертного газа происходит охлаждение пенной массы и замерзание оболочек пузырьков пены, состоящих из пенообразующего раствора. Это увеличивает стойкость пены за счет длительного сохранения жидкости в пенных пленках. Наличие теплоизоляционного слоя 7 на соплах 6 предотвращает намерзание на них пенообразующей жидкости и уменьшение сечения камеры насыщения. При помощи вентиля 10 можно регулировать количество вводимого в пену инертного газа, что дает возможность изменять свойства пены.

При подаче охлажденной инертной пены в очаг пожара, например на поверхность горячей жидкости, происходит интенсивный теплоотвод от поверхности жидкости, при этом снижается интенсивность выделения паров горючей жидкости и соответственно интенсивность горения. Охлажденные пленки пузырьков пены медленнее разрушаются под действием лучистой энергии факела пламени пожара, что способствует быстрому наращиванию на горящей поверхности слоя пены, предотвращающего горение. Холодные оболочки пузырьков пены оказывают значительное сопротивление для прорыва горючих паров к зоне горения, а инертная азотно-воздушная смесь в пузырьках пены при ее разрушении поступает в зону горения, что снижает интенсивность горения. По мере накопления пенного слоя пары горючей жидкости прекращают подпитывать зону горения и горение прекращается. Ускорение накопления достаточного пенного слоя способствует высокая стойкость пены, обусловленная длительным сохранением жидкости в оболочках пузырьков охлажденной пены.

Таким образом, предлагаемый пеногенератор позволяет повысить эффективность тушения пожара. При этом улучшаются эксплуатационные характеристики пеногенератора за счет возможности использования сжиженного инертного газа без предварительной его подготовки и исключения обмерзания пеногенерирующей сетки. Утилизация энергии сжиженного газа в кинетическую энергию пены позволяет увеличить дальнобойность пеногенератора при получении пенной струи или повысить дальность подачи пены по пенопроводам.

Изобретение касается тушения пожаров воздушно-газовыми пенами. С целью повышения эффективности тушения пожара в устройстве, содержащем смесительную камеру со средством подвода газовой фазы и распылителем пенообразующего раствора, дополнительную камеру насыщения с соплами подачи сжиженного инертного газа и пеногенерирующую сетку, камера насыщения установлена после смесительной камеры и отделена от нее пеногенерирующей сеткой, а сопла подачи инертного газа имеют теплоизоляционную оболочку. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ПЕНОГЕНЕРАТОР, содержащий смесительную камеру со средством подвода газовой фазы и распылителем пенообразующего раствора, камеру насыщения с соплами подачи сжиженного инертного газа и пеногенерирующую сетку, отличающийся тем, что камера насыщения установлена за смесительной камерой по ходу движения газа, а пеногенерирующая сетка размещена между камерами. 2. Пеногенератор по п.1, отличающийся тем, что сопла подачи инертного газа имеют теплоизоляционную оболочку.