СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСПЫЛЕННОЙ ВОДЫ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ Российский патент 2016 года по МПК A62C31/00 

Изобретение относится к области создания высокоэффективных средств пожаротушения и может использоваться в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике.

Известны способ и устройство для получения распыленной воды, конструкция и принцип действия которых описаны в работе И.И. Петрова и В.Ч. Реутта [1].

Распыление воды проводили с помощью винтового распылителя, разработанного во ВНИИПО в 1957 г. Как показали проводившиеся полигонные огневые испытания, один винтовой распылитель обеспечивал тушение пламени бензина в резервуаре с площадью горения 60 м². Существенным недостатком этого способа является небольшая дистанция, на которую летит распыленная струя воды.

Известны также способ и устройство [2] получения распыленной воды, которое содержит полый цилиндрический корпус и рассекатель. Корпус состоит из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода и внутренней резьбой для соединения с рассекателем, выполненным в виде перфорированной сферической оболочки, которая посредством диска и жестко связанного с ним кольца соединена с корпусом, при этом кольцо жестко соединяет с корпусом круглую пластину, в которой выполнен паз по спирали Архимеда, имеющий направление крутки, совпадающее с направлением крутки потока жидкости завихрителя, который расположен с зазором относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса и закреплен в своей нижней части посредством жестко присоединенной к нему круглой пластины винтом, имеющим головку, выполненную в виде конического обтекателя, а завихритель выполнен в виде втулки с винтовой внешней нарезкой с крупным шагом трапецеидального профиля и внутренней резьбой, в которую входит резьбовая часть конического обтекателя в верхней части завихрителя.

Устройство хорошо распределяет плотность орошения по поверхности защищаемого объекта.

Недостатком этого способа является небольшая дистанция подачи распыленной струи.

В качестве прототипа предлагаемому нами способу был принят способ [3] получения распыленной воды и устройство для его реализации, заключающийся в формировании потока распыленной струи воды из сопла распылителя. Струю воды, вытекающую из сопла распылителя при формировании потока, разбивают послойно на пленочные потоки тарелочками устройства для создания потока тонкораспыленной воды, затем эти пленочные потоки растягивают за счет увеличения площади поверхности каждой тарелочки и под действием скоростного напора дробят на капли. Для создания потока тонкораспыленной воды, содержащем сопло распылителя, каркас и тарелочки, жестко смонтированные на каркасе, первая тарелочка от сопла выполнена в виде кругового кольца, а последующие тарелочки изготовлены в виде усеченного конуса, образующая которого выполнена равной толщине кольца первой тарелочки.

Устройство позволяет получать распыленную воду с различной степенью дисперсности капель воды.

Существенным недостатком устройства-прототипа является небольшая дальность полета распыленной струи воды, что резко снижает эффективность действия распыленной воды при тушении розлива нефтепродуктов.

Эффективное использование распыленной воды при тушении пожара требует подать распыленную струю на большое расстояние. Поэтому цель данного изобретения создать способ и устройство для его реализации, которое позволит подать распыленную воду на относительно большое расстояние до очага пожара.

Для достижения поставленной цели предложен способ, заключающийся в двойном процессе распыления струи воды, причем на первом этапе формируется расширенная водная струя, для этого используют расширительное устройство, в котором вода под давлением выпускается через цилиндрические отверстия, которые расположены по окружности, в непосредственном контакте с боковой стенкой борта, выполненного в виде кольца, затем расширенная цилиндрическая струя подается в полый цилиндр, который содержит поверхность, выполненную из перфорированного металлического листа в виде усеченного конуса, при этом для обеспечения эжекции воздуха расстояние от распылителя до среза цилиндра должно быть не менее чем диаметр цилиндра, к которому жестко закрепляется распылитель расширенной струи, а эжектируемый воздух при прохождении через отверстия перфорированного листа дополнительно диспергирует расширенную струю воды потоком воздуха, достигая среднего размера капель 80-100 мкм, при этом конус перфорированной пластины направлен навстречу расширенной водной струе, вышедшей из распылителя. Конструкция расширителя с распылителем жестко фиксируется к цилиндрическому корпусу крепежными лентами.

С целью увеличения дальности полета распыленной струи воды в центре расширителя устанавливается цилиндрическая трубка, которая заканчивается распылителем, причем срез распылителя находится на уровне начала конической поверхности перфорированного конического листа.

На рис. 2, 3 представлены фотографии устройства по предлагаемому способу с демонстрацией процесса формирования расширенной струи воды и направленного потока распыленной воды после диспергатора. Конструкция устройства хорошо видна на рис. 1, где показаны расширитель - 1, вынесенный распылитель - 2; конический перфорированный раструб - 3; корпус цилиндрический - 4; крепежные ленты - 5; сквозные отверстия расширителя - 6.

Для первичного распыления в виде расширенной струи воды и вторичный диспергатор, в котором расширенная струя воды распыляется и формируется в виде направленного потока, длина которого достигает 30 м. Дальность полета растет с увеличением давления воды и увеличением расстояния от расширителя до цилиндра с коническим раструбом, изготовленного из перфорированного металлического листа.

Способ получения распыленной воды и формирования направленной струи реализуется в следующей последовательности. Вода под внешним давлением подается в расширительное устройство, которое за счет конструктивной особенности, в котором сквозные цилиндрические отверстия расположены в непосредственном контакте с боковой поверхностью кольцевого выступа расширителя, что позволяет формировать расширенную струю воды в виде цилиндрической пленки (рис. 2), которая с высокой скоростью поступает в конический диспергатор, в котором за счет эжектируемого потока воздуха на перфорованных отверстиях конического раструба происходит вторичное диспергирование, при котором цилиндрическая пленка воды превращается в водную аэрозоль и аккумулируется в виде направленного потока распыленных капель воды.

С целью обеспечения однородности расширенной распыленной струи суммарное сечение отверстий должно составлять 0,8 от площади сечения трубопровода, по которому вода подается к расширительному устройству.

Испытание способа и устройства, принятого за прототип, проводили при различном давлении воды на входе в распылители.

Результаты испытаний представлены в табл. 1. Иллюстрация направленной струи распыленной воды с использованием предложенного нами способа показана на рис. 3.

Как следует из результатов испытаний, дальность полета распыленной воды по предлагаемому нами способу в 4-8 раз выше, чем у способа-прототипа. Выявленная эффективность предлагаемого способа является существенным преимуществом и обладает оригинальностью в решении вопроса о распылении и формировании направленной струи с повышенной дальностью полета.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. И.И. Петров, В.Ч. Реутт. Тушение пламени горючих жидкостей. Москва. 1961 г. Типография изд-ва Министерства коммунального хозяйства РСФСР. Стр. 3-143.

2. Патент РФ №2527179 «Форсунка вихревая Кочетова».

3. Патент РФ №2415688 «Способ получения тонкораспыленной воды и устройство для его реализации».

Изобретение относится к области создания высокоэффективных средств пожаротушения и может использоваться в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике. Способ позволяет получить распыленную воду для тушения пожаров с повышенной дальностью подачи струи. Способ предусматривает двойной процесс распыления струи воды. На первом этапе используют расширительное устройство, в котором вода под давлением выпускается через отверстия, расположенные по окружности. Затем вода подается в полый цилиндр. Цилиндр содержит поверхность, выполненную из перфорированного листа в виде усеченного конуса. Диспергирование происходит через стадию формирования пленки цилиндрической формы, которая в дальнейшем диспергируется в перфорированной поверхности усеченного конуса, который обеспечивает образование компактной струи распыленной воды, которая сохраняет целостность до расстояния 30 м. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

1. Способ получения распыленной воды для тушения пожаров, включающий линию воды под давлением, распылитель, в котором одновременно подаются вода и воздух, отличающийся тем, что с целью получения распыленной струи повышенной дальности полета способ предусматривает двойной процесс распыления струи воды, причем на первом этапе формируется расширенная водная струя, для этого используют расширительное устройство, в котором вода под давлением выпускается через цилиндрические отверстия, которые расположены по окружности, в непосредственном контакте с боковой стенкой борта, выполненного в виде кольца, затем расширенная цилиндрическая струя подается в полый цилиндр, который содержит поверхность, выполненную из перфорированного металлического листа в виде усеченного конуса, при этом для обеспечения эжекции воздуха расстояние от распылителя до среза цилиндра должно быть не менее чем диаметр цилиндра, к которому жестко закрепляется распылитель расширенной струи, а эжектируемый воздух при прохождении через отверстия перфорированного листа дополнительно диспергируется потоком воздуха, достигая среднего размера капель 80-100 мкм, при этом конус перфорированной пластины направлен навстречу водной струе, вышедшей из распылителя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в центре расширителя устанавливается цилиндрическая трубка, которая заканчивается распылителем, причем срез распылителя находится на уровне начала конической поверхности перфорированного конического листа, где имеется круглое отверстие, на котором формируется компактная струя воды.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что суммарное сечение отверстий должно составлять 0,8 от площади сечения трубопровода, по которому вода подается к расширительному устройству.