УСТРОЙСТВО ПОЖАРОТУШЕНИЯ ТОНКОРАСПЫЛЕННЫМ ПОТОКОМ ОГНЕТУШАЩЕЙ ЖИДКОСТИ ИЛИ ПОТОКОМ ПЕНЫ И РАСПЫЛИТЕЛЬ ДЛЯ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ Российский патент 2013 года по МПК A62C31/00 

Группа изобретений относится к противопожарной технике, предназначенной для тушения пожаров и загораний, а именно к устройствам пожаротушения, используемым в качестве переносных, передвижных, стационарных огнетушителей, модулям пожаротушения с зарядом огнетушащей жидкости в качестве огнетушащего вещества (ОТВ) с возможность пожаротушения как тонкораспыленным потоком огнетушащей жидкости с заданным уровнем дисперсности при использовании в качестве ОТВ воды или воды с добавками, так и потоком пены с заданным уровнем кратности, в случае использования в качестве ОТВ воды с добавками пенообразователей или водных растворов поверхностно-активных веществ.

В качестве огнетушащей жидкости, (согласно ГОСТ 51057 и ГОСТ 51017), может использоваться вода, вода с добавкой поверхностно-активных веществ (ПАВ) с концентрацией не более 1%, вода с добавкой пенообразователя, обеспечивающего получение и применение воздушно-механической пены низкой (4-20) или средней (21-200) кратности или вода с добавкой ПАВ с концентрацией более 1%, обеспечивающих получение водной эмульсии (кратность менее 4). Кратность пены - величина, равная отношению объемов пены и раствора, пошедшего на образование пены.

Так как пена - дисперсная система, состоящая из пузырей газа, разделенных жидкой фазой, то для ее получения, в известных способах пожаротушения, при подаче в очаг пожара огнетушащей жидкости, содержащей пенообразователь, к ней добавляется газ, в общем случае, атмосферный воздух, как правило, с помощью эффекта эжекции.

Кроме того, известно, что эффективность тушения водой существенно повышается в случае подачи ее в очаг возгорания в виде тонкораспыленного потока, представляющего собой, (согласно ГОСТ 51057 и ГОСТ 51017), капельный поток огнетушащего вещества со среднеарифметическим диаметром капель не более 150 мкм. В общем случае, такой поток может быть получен двумя путями:

- однофазный поток, организуемый за счет механической энергии жидкости, подаваемой под давлением, с использованием гидродинамических эффектов, в том числе кавитации, или за счет принципов скрещивающихся струй и центробежных эффектов в специальных сопловых устройствах - распылителях;

- двухфазный поток, создаваемый за счет кинетической энергии газа, подаваемого под давлением, путем смешения с жидкостью в специальных смесительных устройствах и распылителях.

Известно устройство пожаротушения, используемое в качестве модуля пожаротушения которое содержит емкость с огнетушащей жидкостью, снабженную задорно-пусковым устройством, питающий трубопровод, соединенный с оросителями, установленными в защищаемом помещении, емкость с рабочим газом, сифонную трубку и узел формирования газожидкостной смеси [Описание изобретения к патенту РФ №2193908, МПК⁷ A62C 35/02, опубл. 10.12.2002]. Входной конец сифонной трубки опущен в емкость с огнетушащей жидкостью. Узел формирования газожидкостной смеси выполнен в виде переходника с газовой камерой и со стороны входной камеры герметично закреплен в горловине емкости с огнетушащей жидкостью. В переходнике соосно расположены входная камера, перепускная камера и камера смешивания и поперечно расположена газовая камера. Газовая камера посредством первого наклонного отверстия сообщена с входной камерой и посредством второго наклонного отверстия - с камерой смешивания. В перепускной камере закреплен выходной конец сифонной трубки, газовая камера герметично соединена посредством газового шланга с емкостью с рабочим газом, а камера смешивания герметично соединена с входным концом питающего трубопровода. Огнетушащая жидкость представляет собой воду, а рабочий газ - углекислый газ.

В данном устройстве применен принцип создания тонкораспыленного потока за счет образования газожидкостной смеси и ее выпуске в условия атмосферного давления через распылитель. Использование раздельных емкостей для огнетушащей жидкости и вытесняющего газа, при том, что в качестве вытесняющего газа используется сжижаемый углекислый газ, имеющий при определенной температуре постоянное давление, позволяет легко поддерживать заданный уровень дисперсности тонкораспыленного потока, а также заданный уровень кратности потока пены в течение времени работы устройства.

Такая конструкция может быть использована для пожаротушения как тонкораспыленным потоком огнетушащей жидкости с заданным уровнем дисперсности при использовании в качестве ОТВ воды или воды с добавками, так и потоком пены с заданным уровнем кратности, в случае использования в качестве ОТВ воды с добавками пенообразователя или водных растворов поверхностно-активных веществ.

Уровень дисперсности тонкораспыленного потока или уровень кратности потока пены может регулироваться за счет варьировании диаметров соответствующих отверстий в узле формирования газожидкостной смеси.

Однако вышеупомянутое устройство не может быть применено в качестве огнетушителя (переносного или передвижного), так как в его устройстве не предусмотрен режим прерывания выпуска ОТВ. Кроме того, использование в конструкции огнетушителя двух отдельных емкостей (для ОТВ и вытесняющего газа), оснащение его сложным в изготовлении узлом формирования газожидкостной смеси, сильно удорожит такой огнетушитель, делая его неконкурентоспособным. Применение одной емкости с использованием в качестве вытесняющего газа углекислого газа для огнетушителей с ОТВ на водной основе не допускается согласно ГОСТ 51057 и ГОСТ 51017.

Известно устройство, применяемое в виде огнетушителя, который содержит емкость с огнетушащей жидкостью, находящейся под давлением вытесняющего газа, и распылитель жидкости [Описание изобретения к патенту РФ №2265467, МПК⁷ А62С 13/62, опубл. 10.12.2005]. Система вытеснения жидкости из емкости включает в себя сифонную трубку, запорно-пусковое устройство, соединенное с выходом из сифонной трубки, и ограничитель расхода жидкости. Распылитель жидкости содержит центробежный завихритель потока жидкости и выходное сопло. Выходное сопло распылителя жидкости выполнено с профилированным каналом. Вход профилированного канала соединен с выходом завихрителя потока жидкости. Профилированный канал выполняется сужающимся в направлении течения жидкости. Канал сопла может быть образован последовательно расположенными входным сужающимся участком и выходным расширяющимся участком. Участки профилированного канала могут иметь коническую или коноидальную форму. Центробежный завихритель потока жидкости выполняется в виде цилиндрической вставки с осевым и тангенциально направленными каналами. Ограничитель расхода жидкости установлен перед входом в запорно-пусковое устройство для регулирования площади S поперечного сечения проточного канала в зависимости от давления в емкости. Ограничитель расхода может быть выполнен в виде клапана, содержащего подвижную часть, в боковой стенке которой образованы каналы, и коаксиально установленную неподвижную часть.

В данной конструкции тонкораспыленный поток организуется за счет механической энергии жидкости, подаваемой под давлением, за счет принципа скрещивающихся струй и центробежных эффектов в специальном распылителе. Такая конструкция устройства может быть использована для тушения пожаров и загораний тонкораспыленным потоком огнетушащей жидкости с заданным уровнем дисперсности при использовании в качестве ОТВ воды или воды с добавками.

Уровень дисперсности может регулироваться путем варьирования уровнем давления вытесняющего газа в баллоне. Конструкция предусматривает режим прерывания выпуска ОТВ.

В конструкции данного огнетушителя применяются две сложных в изготовлении сборочных единицы - распылитель и ограничитель расхода жидкости, каждая из которых состоит из нескольких деталей. Усложнение конструкции огнетушителя, использование большого количества деталей существенно увеличивает трудоемкость, себестоимость и снижает надежность его работы. Кроме того, такая конструкция системы выпуска ОТВ не подходит для создания пенной струи с заданным уровнем кратности, так как не предусматривает смешивания потоков огнетушащей жидкости с потоком газа (или воздуха).

Наиболее близким аналогом заявляемой конструкции устройства пожаротушения огнетушащей жидкостью является устройство, используемое в виде модуля для пожаротушения распыленной жидкостью, содержащего баллон, заполненный огнетушащей жидкостью и сжатым газом, сифонную трубку, расположенную в полости баллона и состоящую их двух последовательно соединенных участков так, что участок с большим поперечным сечением расположен в газовой полости и имеет сквозные боковые отверстия в области соединения участков, запорно-пусковое устройство, соединенное с сифонной трубкой, и распылитель жидкости, сообщенный через запорно-пусковое устройство с сифонной трубкой, при этом суммарная площадь проходных сечений боковых отверстий в области соединения участков сифонной трубки составляет от 0,03 до 0,1 от величины проходного сечения участка сифонной трубки, расположенного в газовой полости [Описание изобретения к патенту РФ №2141369, МПК⁶ А62С 35/00, опубл. 20.11.1999].

Данная конструкция устройства может быть использована для тушения пожаров и загораний как тонкораспыленным потоком огнетушащей жидкости с заданным уровнем дисперсности при использовании в качестве ОТВ воды или воды с добавками, так и потоком пены с заданным уровнем кратности, в случае использования в качестве ОТВ воды с добавками пенообразователя или водных растворов поверхностно-активных веществ.

Уровень дисперсности тонкораспыленного потока или уровень кратности потока пены может регулироваться путем варьирования значением давления вытесняющего газа в баллоне, площадью проходных сечений отверстий в сифонной трубке, величиной объема, занимаемого вытесняющим газом.

Однако вышеупомянутое устройство не может быть применено в качестве огнетушителя (переносного или передвижного), вследствие того, что в случае прерывания выпуска ОТВ его уровень в сифонной трубке сравняется с уровнем ОТВ в баллоне, так как наличие отверстий в трубке, расположенных в газовой полости баллона, сделает ее и баллон сообщающимися сосудами. При возобновлении выпуска ОТВ первым в открытый выпускной клапан выйдет вытесняющий газ, находящийся в верхней части сифонной трубки. Из этого следует, что, в случае большого количества прерываний выхода ОТВ, характерных, в частности, для переносных огнетушителей, давление вытесняющего газа, вследствие его перерасхода, может упасть в корпусе огнетушителя настолько, что его (давления) не будет хватать на вытеснение ОТВ через сифонную трубку, а через отверстия в сифонной трубке будет выходить только вытесняющий газ.

Задача, решаемая первым изобретением группы, и достигаемый технический результат заключаются в создании очередного устройства для тушения пожаров и возгораний тонкораспыленным потоком огнетушащей жидкости или потоком пены, в упрощении его конструкции, снижении трудоемкости изготовления, удешевлении и повышении надежности, а также в расширении функциональных возможностей за счет обеспечения, в случае необходимости, многократного прерывания и возобновления подачи ОТВ без ущерба эксплуатационным показателям.

Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в известном огнетушителе, содержащем герметичную емкость с жидким огнетушащим веществом и сжатым вытесняющим газом, систему выпуска жидкого огнетушащего вещества из герметичной емкости, включающую сифонную трубку, запорно-пусковое устройство и распылитель, система выпуска жидкого огнетушащего вещества снабжена второй сифонной трубкой, которая посредством U-образного отвода герметично соединяется с газовой трубкой, входной конец которой располагается выше начального уровня жидкого огнетушащего вещества в герметичной емкости.

Кроме этого:

- отношение внутреннего диаметра второй сифонной трубки к внутреннему диаметру сифонной трубки составляет 0,1-0,7;

- внутренний диаметр второй сифонной трубки равен внутреннему диаметру газовой трубки;

- вторая сифонная трубка, U-образный отвод и газовая трубка выполнены за одно целое;

- газовая трубка на своей боковой поверхности снабжена, по меньшей мере, одним дополнительным отверстием, расположенным ниже начального уровня жидкого огнетушащего вещества в герметичной емкости;

- отношение внутреннего диаметра дополнительного отверстия в газовой трубке к внутреннему диаметру газовой трубки составляет 0,1-0,7;

- вторая сифонная трубка расположена рядом с основной сифонной трубкой;

- вторая сифонная трубка расположена внутри основной сифонной трубки;

- в качестве огнетушащей жидкости используется вода, или вода с добавками, или водные растворы;

- в качестве вытесняющего газа используют газ не сжижающийся в диапазоне рабочих температур и давлений внутри герметичной емкости;

- в качестве вытесняющего газа используют продукты сгорания газогенерирующего элемента, воспламеняемого внутри емкости перед выпуском газожидкостной смеси.

Известен распылитель, используемый для распыления с определенным углом распыла, в том числе, смеси жидкости и газа и используемый для охлаждения раскаленного стального проката, опрыскивания плодовых садов [Описание изобретения к патенту США №5881958, Int.Cl.⁶ A62C 31/02, опубл. 16.08.1996, рис.21 и рис.22]. Распылитель включает корпус, внутри которого имеется входной канал, поверхность которого имеет форму сужающегося по ходу жидкости конуса с криволинейной образующей, при этом ось конуса, располагается по оси распылителя. Канал переходит в участок типа полой трубки, представляющий из себя отверстие круглого сечения с осью, также расположенной по оси распылителя и формирующий струю круглого сечения. Выходной срез отверстия имеет острую кромку. Далее по ходу потока располагается камера, образующая пространство круглого сечения с диаметром, большим, чем диаметр кромки, начинающаяся непосредственно от среза выходной кромки с продолжением по направлению потока, при этом, внутренняя стенка камеры имеет вид поверхности вращения с осью, расположенной по оси распылителя. Кроме того, дополнительная выемка в виде кольцевой канавки, находящаяся между кромкой отверстия и стенкой камеры образует поверхность на которой формируются вихревые потоки, направленные противоположно направлению потока, выходящего из отверстия с выходной кромкой. Таким образом, при выходе смеси жидкости и газа из отверстия с выходной кромкой во внутренней части камеры между ее стенкой и наружной поверхностью потока образуется зона отрицательного давления, которая диспергирует выходящий поток, превращая его в тонкораспыленный.

При выпуске газожидкостной смеси из вышеупомянутого распылителя криволинейная сужающаяся форма входного канала будет нелинейно увеличивать поперечную составляющую силы сжатия потока, которая, будучи направленной по нормали к поверхности входного канала, привнесет в него такую составляющую гидродинамических сил, которая будет тормозить выходящий поток, что, в дальнейшем, при выходе потока из распылителя, приведет к его распылению струей, имеющей широкий угол распыла и малую дальность. Этому дополнительно будет способствовать наличие цилиндрического участка в распылителе, непосредственно в котором сразу же начнутся процессы кавитации, диспергирующие выходящую струю и приводящие к потере энергии в ней, что, в свою очередь, приведет к потере дальности струи, что оправдано при использовании данного распылителя для охлаждения раскаленного стального проката или опрыскивания плодовых садов. Однако для тушения пожара требуется длинная струя с высокой энергий, т.е. высокой скоростью капель ОТВ для доставки их в очаг пожара.

Задача, решаемая вторым изобретением группы, и достигаемый технический результат заключаются в создании простой и технологичной конструкции распылителя мобильного устройства для тушения пожаров и возгораний тонкораспыленным потоком огнетушащей жидкости, обеспечивающего при использовании двухфазного потока газожидкостной смеси выход направленной тонкораспыленной струи огнетушащей жидкости с заданным уровнем дисперсности при использовании в качестве ОТВ воды или воды с добавками, или струи пены с заданным уровнем кратности, в случае использования в качестве ОТВ воды с добавками пенообразователя или водных растворов поверхностно-активных веществ.

Для достижения заявленного технического результата в известном распылителе, включающем корпус и соосно расположенные в нем по ходу потока сужающуюся камеру сжатия с входным и выходным отверстиями и камеру разрежения с входным и выходным отверстиями. Камера сжатия имеет форму усеченного конуса с основаниями, образованными входным и выходным отверстиями камеры сжатия, при этом выходное отверстие камеры сжатия выполнено в виде входного отверстия камеры разрежения, а внутренняя поверхность камеры разрежения между входным и выходным отверстиями выполнена в виде поверхности вращения, диаметр которой в любом ее поперечном сечении превышает диаметр поперечного сечения условного прямого усеченного конуса с основаниями, образованными входным и выходным отверстиями камеры разрежения.

Кроме того:

- угол при вершине конуса, образующего камеру сжатия, составляет 5-50 градусов;

- отношение диаметра выходного отверстия камеры разрежения к диаметру входного отверстия составляет 1,5-7,5;

- отношение расстояния между входным и выходным отверстиями камеры разрежения к диаметру выходного отверстия камеры разрежения составляет 0,5-5,0;

- камера разрежения включает в себя кольцевую полость, расположенную в корпусе вокруг камеры сжатия.

Группа изобретений иллюстрируется чертежами, где:

- на фиг.1 показано устройство пожаротушения тонкораспыленным потоком огнетушащей жидкости с заданным уровнем дисперсности или потоком пены с заданным уровнем кратности;

- на фиг.2 показан вариант реализации устройства пожаротушения;

- на фиг.3 показана конструкция распылителя для формирования потока огнетушащей жидкости в устройствах фиг.1 и фиг.2.

Устройство пожаротушения содержит герметичную емкость 1 с жидким огнетушащим веществом 2, в качестве которого может использоваться вода или вода с добавками, или водные растворы поверхностно-активных веществ. Герметичная емкость заполнена сжатым вытесняющим газом 3, в качестве которого может быть использован не сжижающийся в диапазоне рабочих температур и давлений огнетушителя газ, например, азот или воздух. Кроме того, вытесняющий газ может быть закачан в огнетушитель сразу после его сборки и заправки ОТВ и все время находиться в нем в сжатом состоянии, либо сжатый газ может образоваться в собранном огнетушителе при его запуске как продукт сгорания газогенерирующего элемента, воспламеняемого внутри емкости перед началом выпуска ОТВ. Система выпуска жидкого огнетушащего вещества 2 из герметичной емкости 1 включает сифонную трубку 4, вторую сифонную трубку 5, герметично соединенную посредством U-образного отвода 6 с газовой трубкой 7, входной конец которой 8 располагается выше начального уровня жидкого огнетушащего вещества 2, запорно-пусковое устройство (ЗПУ) 9 и распылитель 10. Между ЗПУ 9 и распылителем 10 может находиться шланг определенной длины (согласно ГОСТ 51057 и ГОСТ 51017). При этом, отношение внутреннего диаметра второй сифонной трубки 5 к внутреннему диаметру сифонной трубки 4 составляет 0,1-0,7. Внутренний диаметр второй сифонной трубки 5 равен внутреннему диаметру газовой трубки 7. Вторая сифонная трубка 5, U-образный отвод 6 и газовая трубка 7 могут представлять собой разные детали, либо могут быть выполнены за одно целое. Обе сифонные трубки могут располагаться либо рядом с другом (фиг.1), либо вторая сифонная трубка 5 располагается внутри основной сифонной трубки 4 (фиг.2). Вторая сифонная трубка 5 может быть закреплена к сифонной трубке 4 либо непосредственно, в случае ее расположения рядом с сифонной трубкой (фиг.1), либо через посредство газовой трубки, в случае ее расположения внутри сифонной трубки (фиг.2), например, с помощью хомута 11. Газовая трубка 7 на своей боковой поверхности может быть снабжена, по меньшей мере, одним дополнительным отверстием 12 для подачи в поток сжатого вытесняющего газа дополнительного потока огнетушащей жидкости, расположенным ниже начального уровня жидкого огнетушащего вещества 2 в герметичной емкости 1. При этом отношение внутреннего диаметра дополнительного отверстия в газовой трубке к внутреннему диаметру газовой трубки составляет 0,1-0,7.

Распылитель для формирования потока огнетушащей жидкости включает корпус 13 и соосно расположенные в нем по ходу потока сужающуюся камеру сжатия 14 с входным отверстием 15 и выходным отверстием 16 и камеру разрежения 17 с входным отверстием 16 и выходным отверстием 18. Камера сжатия имеет форму усеченного конуса с основаниями, образованными входным 15 и выходным 16 отверстиями диаметра D1 и D2, соответственно, при этом, выходное отверстие 16 камеры сжатия 14 выполнено в виде входного отверстия 16 камеры разрежения 17, а внутренняя поверхность 19 камеры разрежения 17 между входным 16 и выходным 18 отверстиями выполнена в виде поверхности вращения, диаметр которой D3 в любом ее поперечном сечении превышает диаметр поперечного сечения условного прямого усеченного конуса 20 (показан пунктиром) с основаниями, образованными входным 16 и выходным 18 отверстиями камеры разрежения. При этом, угол α при вершине конуса, образующего камеру сжатия, составляет 5-50°. Отношение диаметра D3 выходного отверстия 18 камеры разрежения 17 к диаметру D2 входного отверстия 16 камеры разрежения составляет 1,5-7,5, а отношение расстояния L между входным 16 и выходным 18 отверстиями камеры разрежения к диаметру выходного отверстия D3 камеры разрежения составляет 0,5-5,0. Кроме того, камера разрежения включает в себя кольцевую полость 21, расположенную в корпусе 13 вокруг камеры сжатия 14.

Создание потока огнетушащего вещества в виде направленной тонкораспыленной струи огнетушащей жидкости с заданным уровнем дисперсности при использовании в качестве ОТВ воды или воды с добавками, или потока пены с заданным уровнем кратности, в случае использования в качестве ОТВ воды с добавками пенообразователя или водных растворов поверхностно-активных веществ при работе устройства пожаротушения происходит следующим образом. При открытии выпускного клапана ЗПУ 9, находящийся под избыточным давлением сжатый вытесняющий газ 3 по газовой трубке 7, U-образному отводу 6 и второй сифонной трубке 5 начнет подаваться к открытому выпускному клапану ЗПУ. Одновременно, под давлением сжатого газа 3 жидкое ОТВ 2 также начнет подаваться к открытому выпускному клапану ЗПУ по сифонной трубке 4, образовывая в районе выпускного клапана поток газожидкостной смеси с пропорцией количества жидкости и газа, определенной соотношением диаметров сифонных трубок. Газожидкостная смесь, пройдя через ЗПУ 9, будет выпускаться через распылитель 10 в условия атмосферного давления с образованием направленной тонкораспыленной струи огнетушащей жидкости с заданным уровнем дисперсности при использовании в качестве ОТВ воды или воды с добавками, или потока пены с заданным уровнем кратности, в случае использования в качестве ОТВ воды с добавками пенообразователя или водных растворов поверхностно-активных веществ. Если в конструкции газовой трубки 7 предусмотрено наличие, по меньшей мере, одного отверстия 12 на ее боковой поверхности, то в состав газожидкостной смеси будет добавляться дополнительный поток жидкости, проходящий через отверстие (отверстия) 12, газовую трубку 7, отвод 6 и вторую сифонную трубку 5 к выпускному клапану ЗПУ 9. Тогда, в случае прерывания выпуска ОТВ, огнетушащая жидкость 2, находившаяся в потоке вытесняющего газа 3 во второй сифонной трубке 5, будет образовывать гидравлический затвор, препятствующий образованию системы сообщающихся сосудов между сифонной трубкой 4 и герметичной емкостью 1. Кроме вышесказанного, отверстие (отверстия) 12 на боковой поверхности газовой трубки 7 может использоваться для более точного подбора соотношения количества жидкости 2 и газа 3 в газожидкостной смеси, в том случае, когда соотношение внутренних диаметров сифонной трубки 4 и второй сифонной трубки 5 не обеспечивает заданный уровень дисперсности или кратности пены. В целом, уровень дисперсности тонкораспыленного потока или уровень кратности потока пены может регулироваться путем варьирования величиной объема, занимаемого вытесняющим газом 2, величиной давления вытесняющего газа 2 в герметичной емкости 1, а также соотношением внутренних диаметров сифонной трубки 4, второй сифонной трубки 5 и отверстия (отверстий) 12 (если они имеются) на боковой поверхности газовой трубки 7.

В случае дальнейшего увеличения диаметра второй сифонной трубки выше обозначенных пределов и при дальнейшем уменьшении диаметра отверстия (отверстий) в газовой трубке не будет обеспечен полный выход ОТВ из корпуса устройства. В случае дальнейшего уменьшения диаметра второй сифонной трубки ниже обозначенных пределов и при дальнейшем увеличении диаметра отверстия (отверстий) в газовой трубке не будет обеспечена тонкость распыла или кратность пены.

Создание потока огнетушащего вещества в виде направленной тонкораспыленной струи огнетушащей жидкости с заданным уровнем дисперсности при использовании в качестве ОТВ воды или воды с добавками, или потока пены с заданным уровнем кратности, в случае использования в качестве ОТВ воды с добавками пенообразователя или водных растворов поверхностно-активных веществ при работе распылителя происходит следующим образом. При подаче потока газожидкостной смеси, состоящей из жидкого ОТВ и сжатого вытесняющего газа, поток попадает через входное отверстие 15 в камеру сжатия 14, имеющей форму сужающегося конуса с углом а при вершине равным 5-50°, где происходит увеличение скорости потока при одновременном при одновременном его сжатии, достигающие максимума в выходном отверстии 16, одновременно являющимся входным отверстием камеры разрежения 17. Попадая в камеру разрежения 17, в условия резкого увеличения внутреннего диаметра ее внутренней поверхности 19, выполненной в виде поверхности вращения, поток начнет расширяться и примет форму условного прямого усеченного конуса 20 (показан пунктиром) с основаниями, образованными входным 16 и выходным 18 отверстиями камеры разрежения. Так как диаметр D3 камеры разрежения между входным 16 и выходным 18 отверстиями в любом ее поперечном сечении будет превышать диаметр поперечного сечения потока газожидкостной смеси, то в полости между внешней границей потока 20 и внутренней поверхностью 19 камеры разрежения 17 возникнет зона пониженного давления, которая будет приводить к резкому расширению сжатого вытесняющего газа в потоке газожидкостной смеси, диспергированию жидкости при использовании в качестве ОТВ воды или воды с добавками, или вспениванию потока в случае использования в качестве ОТВ воды с добавками пенообразователя или водных растворов поверхностно-активных веществ. Наиболее эффективно зона пониженного давления будет создаваться при отношении диаметра D3 выходного отверстия 18 камеры разрежения 17 к диаметру D2 входного отверстия 16 камеры разрежения равным 1,5-7,5, и при отношении расстояния L между входным 16 и выходным 18 отверстиями камеры разрежения к диаметру выходного отверстия D3 камеры разрежения равным 0,5-5,0. Эффект дополнительного понижения давления достигается за счет кольцевой полости 21, расположенную в корпусе 13 вокруг камеры сжатия 14 и увеличивающей объем зоны пониженного давления.

Окончательное формирование потока огнетушащего вещества в виде направленной тонкораспыленной струи огнетушащей жидкости с заданным уровнем дисперсности при использовании в качестве ОТВ воды или воды с добавками, или потока пены с заданным уровнем кратности, в случае использования в качестве ОТВ воды с добавками пенообразователя или водных растворов поверхностно-активных веществ, произойдет поле выхода потока газожидкостной смеси через выходное отверстие 18 камеры разрежения в условия атмосферного давления, когда сжатый вытесняющий газ, полностью расширившись, создаст тонкораспыленный поток огнетушащей жидкости с заданным уровнем дисперсности при использовании в качестве ОТВ воды или воды с добавками, или поток пены с заданным уровнем кратности, в случае использования в качестве ОТВ воды с добавками пенообразователей или водных растворов поверхностно-активных веществ.

Примеры реализации изобретений.

Пример 1. Изобретения реализованы в соответствующем огнетушителе (см. фиг.1), особенностью которого является то, что вторая сифонная трубка 5 расположена рядом с основной сифонной трубкой 4. При этом газовая трубка 7 на своей боковой поверхности снабжена, по меньшей мере, одним дополнительным отверстием 12.

При использовании огнетушителя по прямому назначению, например, для тушения возгорания, производят открытие выпускного клапана ЗПУ 9. Жидкое ОТВ 2, а также вытесняющий газ 3, пройдя по своим сифонным трубкам (4 и 5 соответственно), смешаются в области выпускного клапана ЗПУ 9 и создадут газожидкостный поток ОТВ 2, который, выходя через распылитель 10, направленный на очаг возгорания, превратится в тонкораспыленный поток ОТВ 2 или поток пены и произведет его полное или частичное тушение. В случае частичного тушения прекращают подачу ОТВ 2 через ЗПУ 9, при этом жидкое ОТВ 2, поступавшее через дополнительное отверстие 12 в газовой трубке 7 во вторую сифонную трубку 5, образует гидравлический затвор, препятствующий образованию системы сообщающихся сосудов между основной сифонной трубкой 4 и корпусом огнетушителя (герметичной емкостью) 1, блокируя попадание вытесняющего газа 3 в сифонную трубку 4 и, таким образом, не давая снизиться уровню жидкости 2 в сифонной трубке 4 до текущего уровня жидкости в корпусе 1. В результате существенно уменьшается расход вытесняющего газа при возобновлении подачи ОТВ 2. Для полного тушения очага возобновляют подачу ОТВ 2 с более удобной позиции для его полного или частичного тушения. Такие действия с огнетушителем могут повторяться многократно, до полного вытеснения ОТВ 2 из корпуса огнетушителя 1. При отсутствии по меньшей мере одного отверстия 12 на боковой поверхности газовой трубки 7 в случае прерывания выпуска ОТВ 2 его уровень в сифонной трубке сравняется с уровнем ОТВ 2 в баллоне (герметичной емкости 1), а при возобновлении выпуска ОТВ 2 первым в открытый выпускной клапан выйдет вытесняющий газ 3, находящийся в верхней части сифонной трубки 4. Это может привести к потере эксплуатационных свойств огнетушителя, так как, давление вытесняющего газа 3, вследствие его перерасхода, может упасть в корпусе огнетушителя (герметичной емкости 1) настолько, что его не будет хватать на вытеснение ОТВ 2 через сифонную трубку 4.

Пример 2. Огнетушитель (см. фиг.2) отличается от описанного в Примере 1 тем, что вторая сифонная трубка 5 расположена не снаружи, а внутри основной сифонной трубки 4. В остальном конструкция огнетушителей и способы их эксплуатации совпадают.

Распылитель 10 для формирования тонкораспыленного потока огнетушащей жидкости может быть использован также и на других устройствах, отличных от описанных в настоящих Примерах, или на устройствах другого назначения, где требуется создание тонкораспыленного потока газожидкостной смеси, например, в устройствах покраски жидкими красителями.

В результате использования изобретений создано очередное устройство для тушения пожаров и возгораний тонкораспыленным потоком огнетушащей жидкости или потоком пены упрощенной конструкции, оснащенное соответствующим распылителем, снижена трудоемкость его изготовления, повышена надежность работы, а также расширены технологические возможности за счет обеспечения, в случае необходимости, многократного прерывания и возобновления подачи ОТВ без ущерба эксплуатационным показателям.

Группа изобретений относится к устройствам пожаротушения с зарядом огнетушащей жидкости с возможностью распыления тонкораспыленным потоком огнетушащей жидкости. Устройство пожаротушения тонкораспыленным потоком огнетушащей жидкости с заданным уровнем дисперсности или потоком пены с заданным уровнем кратности содержит герметичную емкость с жидким огнетушащим веществом и сжатым вытесняющим газом, систему выпуска жидкого огнетушащего вещества, сифонную трубку, запорно-пусковое устройство и распылитель. Система выпуска жидкого огнетушащего вещества снабжена второй сифонной трубкой, которая посредством U-образного отвода, герметично соединяется с газовой трубкой, входной конец которой располагается выше начального уровня жидкого огнетушащего вещества в герметичной емкости. Распылитель для формирования тонкораспыленного потока огнетушащей жидкости включает корпус и соосно - расположенные в нем по ходу потока сужающуюся камеру сжатия и камеру разрежения. Сужающаяся камера содержит выходное отверстие. Камера разрежения содержит входное и выходное отверстия. Выходное отверстие камеры сжатия выполнено в виде входного отверстия камеры разрежения. Внутренняя поверхность камеры разрежения выполнена в виде поверхности вращения, диаметр которой в любом ее поперечном сечении превышает диаметр поперечного сечения условного прямого усеченного конуса с основаниями, которые образованы входным и выходным отверстиями камеры разрежения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство пожаротушения тонкораспыленным потоком огнетушащей жидкости с заданным уровнем дисперсности или потоком пены с заданным уровнем кратности, содержащее герметичную емкость с жидким огнетушащим веществом и сжатым вытесняющим газом, систему выпуска жидкого огнетушащего вещества из герметичной емкости, включающую сифонную трубку, запорно-пусковое устройство и распылитель, отличающееся тем, что система выпуска жидкого огнетушащего вещества снабжена второй сифонной трубкой, которая посредством U-образного отвода, герметично соединяется с газовой трубкой, входной конец которой располагается выше начального уровня жидкого огнетушащего вещества в герметичной емкости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отношение внутреннего диаметра второй сифонной трубки к внутреннему диаметру сифонной трубки составляет 0,1-0,7.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренний диаметр второй сифонной трубки равен внутреннему диаметру газовой трубки.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вторая сифонная трубка, U-образный отвод и газовая трубка выполнены за одно целое.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что газовая трубка на своей боковой поверхности снабжена, по меньшей мере, одним дополнительным отверстием, расположенным ниже начального уровня жидкого огнетушащего вещества в герметичной емкости.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отношение внутреннего диаметра дополнительного отверстия в газовой трубке к внутреннему диаметру газовой трубки составляет 0,1-0,7.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вторая сифонная трубка расположена рядом с основной сифонной трубкой.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вторая сифонная трубка расположена внутри основной сифонной трубки.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве огнетушащей жидкости используется вода, или вода с добавками, или водные растворы.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве вытесняющего газа используют газ, не поддерживающий горения, негорючий и не сжижающийся в диапазоне рабочих температур и давлений внутри герметичной емкости.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве вытесняющего газа используют продукты сгорания газогенерирующего элемента, воспламеняемого внутри емкости перед выпуском газожидкостной смеси.

12. Распылитель для формирования тонкораспыленного потока огнетушащей жидкости с заданным уровнем дисперсности или потока пены с заданным уровнем кратности, включающий корпус и соосно-расположенные в нем по ходу потока сужающуюся камеру сжатия с выходным отверстием и камеру разрежения с входным и выходным отверстиями, отличающийся тем, что выходное отверстие камеры сжатия выполнено в виде входного отверстия камеры разрежения, а внутренняя поверхность камеры разрежения между входным и выходным отверстиями выполнена в виде поверхности вращения, диаметр которой в любом ее поперечном сечении превышает диаметр поперечного сечения условного прямого усеченного конуса с основаниями, образованными входным и выходным отверстиями камеры разрежения.

13. Распылитель по п.11, отличающийся тем, что отношение диаметра выходного отверстия камеры разрежения к диаметру входного отверстия составляет 1,5-7,5.

14. Распылитель по п.11, отличающийся тем, что отношение расстояния между входным и выходным отверстиями камеры разрежения к диаметру выходного отверстия камеры разрежения составляет 0,5-5,0.

15. Распылитель по п.11, отличающийся тем, что камера разрежения включает в себя кольцевую полость, расположенную в корпусе вокруг камеры сжатия.