ГЕНЕРАТОР ВОЗДУШНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕНЫ СРЕДНЕЙ И НИЗКОЙ КРАТНОСТИ ДЛЯ ЛАФЕТНОГО СТВОЛА И ЛАФЕТНЫЙ СТВОЛ С ГЕНЕРАТОРОМ ВОЗДУШНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕНЫ СРЕДНЕЙ И НИЗКОЙ КРАТНОСТИ Российский патент 2020 года по МПК A62C31/02 

Область техники

Изобретение относится к технике пожаротушения и пожаровзрывопредотвращения, а именно к средствам для тушения пожара и пожаровзрывопредотвращения воздушно-механической пеной средней и низкой кратности или распыленной и диспергированной водой, и может быть использовано для оперативного формирования и равномерного распределением пены средней и низкой кратности или распыленной и диспергированной воды по площади пожара горючих жидкостей, твердых горючих материалов, а также для охлаждения и/или противопожарной взрывопредотвращающей защиты зданий, сооружений, техники, оборудования, горючих и взрывоопасных материалов в ручном, автоматизированном и дистанционном режимах функционирования и управления.

Уровень техники

Известно, что на разных стадиях пожаров и пожаровзрывоопасных ситуаций, а именно на стадиях возникновения, развития, интенсивного горения, затухания и возможного возобновления пожара или аварийной ситуации, эффективно применение в разные периоды или воздушно-механической (водовоздушной) пены различной (низкой, средней или высокой) кратности, или распыленной и диспергированной воды, что соответственно требует своевременного применения различных пеногенераторов и пожарных стволов, способных генерировать или пену высокой кратности, или пену средней кратности, или пену низкой кратности, или обеспечивать подачу распыленной или диспергированной воды.

Вместе с тем известные пеногенераторы и пожарные лафетные стволы в подавляющем большинстве случаев являются специализированными и способны генерировать только одно средство пожаротушения - или водовоздушно-механическую пену определенной (высокой, средней или низкой) кратности или струи воду определенной дисперсности, поэтому для эффективного тушения пожара и пожаровзрывопредотвращения на разных стадиях и в разных ситуациях требуется наличие и оперативная замена различных средств пожаротушения, что существенно осложняет и снижает эффективность процессов тушения пожара и пожаровзрывопредотвращения.

В противопожарной технике известны лафетные стволы с насадками, обеспечивающие подачу огнетушащего вещества в виде распыленной воды или воздушно-механической пены низкой кратности в очаг пожара на расстоянии.

Достоинством известных лафетных стволов с насадками является сравнительно высокая дальнобойность диспергированной и распыленной воды порядка 50-60 метров и возможность регулирования расхода и угла факела распыла огнетушащего вещества, однако посредством известных лафетных стволов можно получать только воздушно-механическую пену с низкой кратностью до 7-10 с дальнобойностью ее подачи до 40-50 метров, что в ряде случаев не обеспечивает требуемой эффективности пожаротушения и должной защиты операторов.

Известно также, что наиболее эффективным средством пожаротушения является воздушно-механическая пена средней кратности с кратностью 30±10, но известные генераторы воздушно-механической пены средней кратности обычно имеют дальнобойность подачи пены средней кратности не более 20-30 м.

Для повышения дальнобойности струй огнетушащих веществ из лафетных стволов используют насадки.

Известен насадок для подачи огнегасительного состава пожарными стационарными лафетными стволами, входящими в комплект пожарных автоцистерн, который содержит корпус, имеющий входной конец, выполненный с возможностью присоединения к устройству подачи жидкости и выходной конец, и экран. Экран полностью заслоняет выходной конец корпуса, при этом между экраном и выходным концом корпуса имеется промежуток для прохода жидкости. Технический результат в виде обеспечении в насадке регулирования промежутка для прохода жидкости и, следовательно, расхода независимо от воздействия на экран потока жидкости достигается за счет неподвижной установки экрана и наличия втулки, свободно охватывающей выходной конец (3) корпуса (1). Втулка (9) может перемещаться по корпусу под действием привода, включающего передачу «винт-гайка» и сервопривод. Втулка кинематически связана с выходным звеном передачи «винт-гайка», входное звено которой связано с сервоприводом. При перемещении втулки меняется промежуток для прохода жидкости и меняется расход жидкости [RU 135926 А62С 31/02 Опубликовано: 27.12.2013 Бюл. №36]

Известна насадка пожарного лафетного ствола для подачи огнетушащей жидкости в очаг пожара, включающая потокоформирующую насадку, гайку, вставку обтекаемой формы, закрепленную на продольных стабилизирующих ребрах в насадке, причем насадка пожарного лафетного ствола и обтекатель в поперечном сечении вдоль его продольной оси меняет форму с окружности на овальную форму с длинной осью овала, расположенной параллельно горизонтальной линии уровня фронта пожара, насадка, обтекатель и стабилизирующие пластины выполнены с лезвийными кромками на концах выхода струи потока жидкости, обтекатель и стабилизирующие пластины на входе струи выполнены с обтекаемыми формами, лезвийная кромка насадки выполнена проточкой выходного торца насадки полуокружностью, что позволяет увеличить дальность, ширину и силу подачи струи огнетушащего вещества при уменьшении его расхода на площади тушения пожара. [RU 173819 А62С 31/02 Опубликовано: 12.09.2017 Бюл. №26].

Известен переносной пожарный лафетный ствол для раздачи огнетушащего вещества в зону горения, который для повышения эффективности пожаротушения содержит приемный корпус со стволом, состоящий из напорного и раздаточного патрубков, связанных между собой посредством обратного шарнирного клапана, соединен через блок поворотного напорного устройства с кольцевыми уплотнительными манжетами с фиксирующим устройством, снабженным рукояткой управления, и установлен на треножном регулируемом основании, а к раздаточному патрубку подсоединяется рукавная линия, имеющая на свободном конце блок управления насадками, причем в качестве насадок используются воздушно-пенный насадок и водяной насадок для дополнительной компактной струи, закрепленный в качестве запасного на основании, а внутри корпуса ствола установлен четырехлопастный успокоитель посредством сменного кольцевого устройства, закрепленного на стволе [RU 2411971 А62С 31/00 Опубликовано: 20.02.2011 Бюл. №5]

Известен комбинированный лафетный ствол, включающий корпус с манометром, соединенный на одном конце с приемной арматурой, вентиль для подачи воды с рукояткой, пеносмеситель, рукоятку для направления ствола, отличающийся тем, что к корпусу выходного ствола между вентилем для подачи воды и пеносмесителем вмонтирован отвод с полумуфтой, образующий дополнительный верхний ствол. При этом пеносмеситель выполнен в виде эжектирующего устройства с ниппелем для всасывания пенообразователя, а в выходном стволе установлен крестообразный стабилизатор [RU 50251 Опубликовано: 27.12.2005 Бюл. №36]

Известен генератор низкократной пены для подслойного пожаротушения в резервуаре, содержащий корпус с отверстием для подвода воздуха, отверстием для выхода пены из корпуса и соплом для подачи раствора пенообразователя, выполненным с патрубком, цилиндрическую камеру смешения, установленную в корпусе напротив сопла, диффузор, связанный с выходным отверстием камеры смешения, патрубок сопла выполнен диаметром, размер которого составляет не менее размера внутреннего диаметра камеры смешения, причем камера смешения закреплена на патрубке сопла, а на ее боковой поверхности выполнены отверстия для подачи воздуха. В предпочтительном варианте исполнения генератора камера смешения закреплена на патрубке сопла при помощи резьбового соединения. [RU 171877 Опубликовано: 20.06.2017 Бюл. №17].

Известен пожарный ствол Осиповых, содержащий универсальный водопенный насадок с эжектирующим устройством, выполненным в виде конфузорно-диффузорного патрубка с определенными геометрическими размерами и углами. Ствол установлен на тележке, навешиваемой на пожарную машину. На тележке также монтируется емкость с отвердителем для получения быстротвердеющей пены или присадкой для улучшения огнетушащих свойств подаваемого на тушение вещества. Ствол укомплектован заборным устройством для подпитки этими компонентами от посторонней емкости. В изобретении обеспечивается повышение эффективности фукционирования, улучшение мобильности и расширение области применения ствола. [RU 2111782 А62С 31/02 А62С 31/12 Опубликовано: 27.05.1998]

Известен пеногенератор типа КСС, предназначенный для использования в автоматических системах пожаротушения путем генерации высокократной полидисперсной пены в условиях задымления помещения при блокировании быстрогорящих продуктов высокократной полидисперсной пеной и содержащий распылитель, пенную насадку и рассекатель двухфазного потока. Распылитель соединен с корпусом пенной насадки, выполненным в виде цилиндрической обечайки, установленной коаксиально и осесимметрично относительно распылителя, а на корпусе пенной насадки, в части, расположенной ближе к распылителю, выполнены, по крайней мере, три окна для эжектирования воздуха, а на выходе закреплен рассекатель двухфазного потока, выполненный в виде круглой сетки, а корпус распылителя выполнен с каналом для подвода жидкости и имеет соосную, жестко связанную с корпусом втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, и состоящим из цилиндрической части с закрепленным соосно в ее нижней части завихрителем, выполненным в виде цилиндра с центральным дроссельным отверстием, на внешней поверхности которого выполнена, по крайней мере, двухзаходная винтовая нарезка [RU 2502538 А62С 31/02 Опубликовано: 27.12.2013 Бюл. №36]

Известен пеногенератор, который для повышения эффективности распыления огнетушащего жидкостного раствора пенообразователя содержит распылитель, соединенный с корпусом пенной насадки, выполненным в виде обечайки, установленной коаксиально и осесимметрично относительно распылителя. Корпус имеет в части, расположенной ближе к распылителю, по крайней мере, три окна для эжектирования воздуха, на выходе - рассекатель двухфазного потока, выполненный в виде круглой сетки, канал для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с ним втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки. Верхняя цилиндрическая ступень втулки соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, и состоящим из цилиндрической части с закрепленным соосно с ней в нижней части шаровым сегментом, имеющим дроссельные отверстия, оси которых расположены по радиусам сферической поверхности, образующей шаровой сегмент. Кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости. На боковой поверхности цилиндрической части центрального сердечника, в его нижней части, соединенной с шаровым сегментом, выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси сердечника, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, при этом оси дроссельных отверстий в соседних рядах смещены на угол, лежащий в диапазоне 15°÷60°. [RU 2450840 А62С 31/02 Опубликовано: 20.05.2012 Бюл. №14]

Известно устройство для повышения дальнобойности струи, в котором основной рабочий поток делится на два самостоятельных коаксиальных потока, один из которых является рабочим, а в периферийной струе (потоке) за счет подсоса атмосферного воздуха и водного раствора ПАВ образуется высокократная пена, которая предохраняет основную струю (поток) от внешних возмущений. Устройство содержит корпус, цилиндрический насадок, коаксиально зафиксированный внутри корпуса и направляющий подачу периферийной струи, трубопровод подачи рабочего агента, коаксиально размещенный внутри насадка, и патрубок, радиально зафиксированный в межкольцевом пространстве цилиндрического насадка и трубопровода и предназначенный для подачи воздуха и поверхностно активного вещества в кольцевой зазор между основным и периферийным потоками, при этом в трубопроводе подачи рабочего агента выполнены перфорационные отверстия, а цилиндрический насадок заглушен шайбой, которая вставлена в трубопровод и заварена наглухо [RU 2225732 А62С 31/12 Опубликовано: 20.03.2004 Бюл. №8].

Известен насадок для пожарного ствола, включающий конический корпус, внутри которого установлено тело обтекания, закрепленное стабилизирующими пластинами в количестве, по крайней мере, равном трем, и цилиндрический патрубок-спрыск, отличающийся тем, что конический корпус выполнен скручиванием и сваркой встык развертки из листового материала толщиной 0,2÷2 мм, причем в развертке выполнены сквозные отверстия, по крайней мере три, для крепления в них стабилизирующих пластин тела обтекания. При этом цилиндрический патрубок-спрыск выполнен с внутренним диаметром, больше на 1,5÷2 мм диаметра меньшего конуса конического корпуса, и прикреплен к нему точечной сваркой по кругу, образуя щели между точками сварки, с возможностью проникновения в них воздуха для образования двухфазного потока у поверхности с целью уменьшения трения огнетушащей жидкости о стенки спрыска, приводящего к увеличению скорости потока и дальности полета струи [RU 146274 А62С 31/02 Опубликовано: 10.10.2014 Бюл. №28].

Наиболее близким по технической сущности аналогом - прототипом для лафетного ствола с является ствол лафетный с насадком-распылителем для подачи огнетушащей жидкости в виде распыленной воды или пены в струйном и растровом режимах с максимальной производительностью 20 л/с и 40 л/с, включающий цилиндрический корпус, с установленным внутри регулятором движения потока, и с выходным каналом в виде свободного пространства конической формы, ограниченным с внутренней стороны экраном, выполненным в виде раструба, отличающийся тем, что регулятор движения потока выполнен в виде стабилизатора, экран установлен в конце стабилизатора, с наружной стороны выходной канал ограничен направляющей в виде втулки, переходящей в раструб, на внешней поверхности корпуса установлен ползун с обеспечением возможности его возвратно-поступательного перемещения вдоль внешней поверхности корпуса, при этом ползун ленточной резьбой связан с толкателем, зафиксированным на корпусе, и дополнительно на ползуне установлен штурвал с обеспечением возможности перемещения направляющей относительно ползуна [RU 127640 А62С 31/02 Опубликовано: 10.05.2013 Бюл. №13].

Наиболее близким по технической сущности аналогом - прототипом для генератора воздушно-механической пены для лафетного ствола с является генератор высокократной пены для пожаротушения, применяемой для тушения пожаров в автоматических системах пожаротушения высокократной пеной помещений нефтеперекачивающих станций и других помещений, подлежащих автоматической противопожарной защите, который для повышения кратности пены содержит полый корпус в виде прямого цилиндра с открытыми торцами, сопла для направления водного раствора пенообразователя в корпус, установленные у одного торца корпуса и равномерно распределенные по поперечному сечению генератора. Сопло /сопла/, расположенное в центральной части поперечного сечения генератора, выдвинуто относительно сопел на периферии. Генератор содержит также внешнюю, внутреннюю и дополнительную сетки, каждая из которых выполнена так, что образует осесимметричный усеченный конус. Внутренняя сетка расположена во внешней сетке, а дополнительная - во внутренней. Основание внешней сетки соединено с другим торцом корпуса, ее усеченная вершина направлена на объект пожаротушения, основание внутренней сетки соединено с усеченной вершиной внешней сетки, а ее усеченная вершина обращена к корпусу. Основание дополнительной сетки соединено с усеченной вершиной внутренней сетки, а ее усеченная вершина направлена на объект пожаротушения. Угол при вершине конуса каждой из сеток равен половине угла распыла струи из сопел, а отношение площади суммарного живого сечения ячеек всех сеток к площади поперечного сечения корпуса равно 3,5÷4. 3 [RU 2246977 А62С 5/02 Опубликовано: 27.02.2005 Бюл. №6 (прототип)].

Общими недостатком известных водопенных устройств пожаротушения является недостаточно высокая эффективность по причине того, что известные генераторы воздушно-механической пены средней и высокой кратности обеспечивают генерацию и подачи струй воздушно-механической пены с кратностью 20-40 только на сравнительно небольшие расстояния до 25-30 метров, а известные пожарные лафетные стволы с насадками обеспечивают возможность способны генерировать водовоздушную пену только низкой кратности с кратностью 7-10 и подавать струи пены низкой кратности на расстояния до 40-50 метров.

При этом использование известных пеногенераторов и известных лафетных стволов в различных условиях и на различных стадиях тушения пожара и пожаровзрывопредотвращения обычно требует наличия и регулярной замены пеногенераторов и пожарных лафетных стволов различного назначения с существенной потерей времени на замену и соответствующей возможностью продолжения развития и возобновления горения и обострения пожароврывоопасных ситуаций, что в конечном итоге существенно снижает общую эффективность ликвидации пожаров и пожаровзрывопредотвращения.

Задача и технический результат

Основная техническая проблема (не разрешенная до настоящего времени изобретательская задача), сдерживающая возможность эффективного применения известных средства пожаротушения (пеногенераторов и лафетных стволов) со сравнительно низкой дальнобойностью заключается в необходимости присутствия операторов вблизи зоны пожара и пожаровзрывопредотвращения, причем известные средства пожаротушения обычно являются специализированными и обычно обеспечивают формирование и подачу или только пены средней кратности, или только высокой кратности или только распыленной воды или диспергированной.

При этом известно, что при тушении крупномасштабных промышленных, лесных и -транспортно-дорожных пожаров требуется управляемое быстрое и равномерное покрытие всей пожароопасной площади огнетушащими средствами (предпочтительно пеной средней кратности с кратностью 30±10, причем на различных стадиях тушения пожаров и пожаровзрывопредотвращения целесообразно использование различных огнетушащих средств (водного раствора пенообразователя или воды) в различных консистенциях (или в виде пены низкой и средней кратности или распыленной и диспергированной воды) с оперативной сменой их подачи в зону пожара и пожаровзрывопредотвращения, что, соответственно, требует регулярной перемены средств пожаротушения и, как следствие, существенно ограничивает эффективность и скорость тушения крупномасштабных пожаров при использовании известных средств пожаротушения.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого устройства, является повышение эффективности пожаротушения и пожаровзрывопредотвращения за счет обеспечения возможности генерирования и подачи на повышенные расстояния пены средней и низкой кратности с возможностью регулирования кратности пены в случае использования в качестве огнетушащего вещества воды с добавками пенообразователя или распыленной и диспергированной воды случае использования в качестве огнетушащего вещества воды без добавок пенообразователя.

Сущность изобретения

Поставленная задача решается и требуемый технический результат достигается тем, что генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола, формирующего под давлением поток воды с добавками пенообразователя, согласно изобретения содержит корпус в виде по крайней мере одного полого цилиндра и коаксиально установленную в корпусе сетку в форме осесимметричного усеченного конуса с открытыми основаниями со стороны входа в генератор поступающего из лафетного ствола потока воды с добавками пенообразователя и со стороны выхода из генератора воздушно-механической пены.

Корпус генератора с установленной в нем сеткой снабжен средствами коаксиального присоединения к лафетному стволу с образованием кольцевого зазора между стенками корпуса с установленной в нем сеткой и лафетного ствола с возможностью эжектирования воздуха через упомянутый кольцевой зазор между стенками корпуса с установленной в нем сеткой и лафетного ствола и установленную в корпусе сетку в исходящий из лафетного ствола поток воды с добавками пенообразователя и получения на выходе из генератора потока воздушно-механической пены.

Средства коаксиального присоединения корпуса с установленной в нем сеткой к лафетному стволу выполнены с образованием кольцевого зазора между стенками корпуса и лафетного ствола с возможностью:

- эжектирования воздуха через упомянутый кольцевой зазор между стенками корпуса и лафетного ствола, через установленную в корпусе сетку и через кольцевой зазор между корпусом и установленной в нем сеткой в исходящий из лафетного ствола поток воды с добавками пенообразователя и получения на выходе из генератора потока воздушно-механической пены;

- перемещения корпуса с установленной в нем сеткой вдоль оси лафетного ствола с возможностью регулирования кратности и дальности подачи исходящей из генератора воздушно-механической пены;

- перемещения корпуса с установленной в нем сеткой по оси лафетного ствола с возможностью повышения кратности генерируемой генератором воздушно-механической пены при придвигании корпуса с установленной в нем сеткой к лафетному стволу и снижения кратности генерируемой генератором воздушно-механической пены при отодвигании корпуса с установленной в нем сеткой от лафетного ствола;

- перемещения корпуса с установленной в нем сеткой по оси лафетного ствола с возможностью увеличения дальности подачи генерируемой генератором воздушно-механической пены при отодвигании корпуса с установленной в нем сеткой от лафетного ствола и уменьшения дальности подачи генерируемой генератором воздушно-механической пены при придвигании корпуса с установленной в нем сеткой к лафетному стволу.

Коаксиально установленная в корпусе сетка в форме осесимметричного усеченного конуса ориентирована меньшим открытым основанием в сторону присоединения генератора к лафетному стволу или ориентирована большим открытым основанием в сторону генератора к лафетному стволу, изготовлена из тонкостенного металлического листа с отверстиями более 0,8 мм и закреплена в корпусе посредством колец и винтов.

Корпус генератора в варианте конструктивного исполнения может быть выполнен состоящим из по крайней мере двух цилиндрических обечаек, коаксиально размещенных с кольцевым зазором одна в другой с возможностью дополнительного эжектирования воздуха через кольцевой зазор между цилиндрическими обечайками и через кольцевой зазор между цилиндрическими обечайками и сеткой в исходящий из лафетного ствола поток воды с пенообразователем.

При этом генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола может быть выполнен с возможностью генерирования и подачи в зону пожара или пожаровзрывопредотвращения однородной воздушно-механической пены средней кратности с кратностью 30±10

или с возможностью генерирования воздушно-механической пены и ее подачи в зону пожара или пожаровзрывопредотвращения на расстоянии до 100 и более метров.

При этом установленную в корпусе сетку изготавливают

с площадью меньшего открытого основания равной или большей площади выходного сечения лафетного ствола,

с соотношением площади большего открытого основания к площади меньшего открытого основания от 5 до 1,5

и с эффективной площадью отверстий соразмерной с площадью сечения выходного сечения лафетного ствола.

Поставленная задача решается и требуемый технический результат достигается также тем, что лафетный ствол, содержащий средства подвода и формирования потока воды с добавками пенообразователя, согласно изобретения снабжен генератором воздушно-механической пены, содержащим

корпус генератора в виде по крайней мере одного полого цилиндра

и коаксиально установленную в корпусе генератора сетку в форме осесимметричного усеченного конуса с открытыми основаниями со стороны входа в корпус генератора поступающего из лафетного ствола потока воды с добавками пенообразователя и со стороны выхода из корпуса генератора воздушно-механической пены.

При этом корпус генератора с установленной в нем сеткой снабжен средствами коаксиального присоединения к лафетному стволу с образованием кольцевого зазора между стенками корпуса генератора с установленной в нем сеткой и лафетного ствола с возможностью эжектирования воздуха через упомянутый кольцевой зазор между стенками корпуса генератора с установленной в нем сеткой и лафетного ствола и установленную в корпусе генератора сетку в исходящий из лафетного ствола поток воды с добавками пенообразователя и получения на выходе из генератора потока воздушно-механической пены.

Средства коаксиального присоединения корпуса генератора к лафетному стволу выполнены с образованием кольцевого зазора между стенками корпуса генератора и лафетного ствола с возможностью

- эжектирования воздуха через упомянутый кольцевой зазор между стенками корпуса генератора с установленной в нем сеткой и лафетного ствола, через установленную в корпусе генератора сетку и через кольцевой зазор между корпусом генератора и установленной в нем сеткой в исходящий из лафетного ствола поток воды с добавками пенообразователя и получения на выходе из генератора потока воздушно-механической пены

и с возможностью перемещения корпуса генератора с установленной в нем сеткой вдоль оси лафетного ствола с возможностью регулирования кратности и дальности потока генерируемой генератором воздушно-механической пены.

Лафетный ствол согласно изобретения содержит генератор воздушно-механической пены описанной выше конструкции.

Лафетный ствол согласно изобретения может содержать насадок с возможностью регулирования количества и угла раскрытия потока воды с добавками пенообразователя с возможностью регулирования количества эжекционной подачи раствора пенообразователя в поток воды.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, на которых показаны: 1 - корпус генератора воздушно-механической пены средней и низкой кратности для лафетного пены (пеногенератора); 2 - насадок лафетного ствола с возможностью эжекции и регулировкой литража пенообразователя; 3 - установленная в корпусе сетка в форме осесимметричного усеченного конуса с открытыми основаниями со стороны входа в генератор поступающего из лафетного ствола потока воды с добавками пенообразователя и со стороны выхода из генератора воздушно-механической пены; 4 - кольцо сетки малое; 5 - кольцо сетки большое; 6 - винты крепления сетки к корпусу пеногенератора; 7 - штурвал для перемещения корпуса с установленной в нем сеткой по оси лафетного ствола с возможностью придвигания корпуса с установленной в нем сеткой к лафетному стволу или отодвигания корпуса с установленной в нем сеткой от лафетного ствола с соответствующей возможностью регулирования кратности и дальность подачи генерируемой генератором воздушно-механической пены; 8 - направления потоков эжектируемого в поток воды с добавками пенообразователя воздуха; 9 - эжектор подачи пенообразователя в насадке лафетного ствола; 10 - устройство для регулирования расхода пенообразователя в поступающий в лафетный ствол поток воды; 11 - штурвал регулирования расхода воды в лафетном стволе; 12 - дефлектор насадка лафетного ствола; 13 - потокоформирующий корпус насадка лафетного ствола; 14 - отбойник потока воды с пенообразователем в насадке лафетного ствола; 15 - дозатор; 16 - ручка штурвала 7; 17 - усиление средств присоединения корпуса генератора с установленной в нем сеткой к насадку лафетного ствола; 18 - направления перемещения корпуса генератора относительно насадка при регулировании кратности и дальности подачи вспененного огнетушащего вещества (ОТВ) в виде воздушно-механической пены средней или низкой кратности.

На фиг. 1 и 2 изображено сечение предлагаемого генератора для лафетного ствола и лафетного ствола с насадком и пеногенератором в конструктивном варианте исполнения конусообразной сетки с расширением по направлению движения вспениваемого потока воды с добавками пенообразователя и в конструктивном варианте выполнения корпуса пеногенератора в виде одной полой цилиндрической обечайки.

На фиг. 1 показан режим функционирования пеногенератора с получением минимально низкой кратности и максимальной дальности подачи воздушно механической пены, обеспечиваемых максимальным отодвиганием корпуса генератора с установленной в нем сеткой от лафетного ствола и минимальным углом раскрытия потока воды с пенообразователем в лафетном стволе и соответственно с минимальной эжекцией воздуха в поток воды с пенообразователем,

а на фиг. 2 - в режиме получения максимальной средней кратности и минимальной дальности подачи воздушно механической пены обеспечиваемых максимальным отодвиганием корпуса генератора с установленной в нем сеткой от лафетного ствола обеспечиваемых максимальным придвиганием корпуса генератора с установленной в нем сеткой к лафетному стволу и максимальным углом раскрытия потока воды с пенообразователем в лафетном стволе и соответственно с максимальной эжекцией воздуха в поток воды с пенообразователем.

На фиг. 3 и 4 показаны соответствующие режимы функционирования пеногенератора в конструктивном варианте исполнения конусообразной сетки с расширением по направлению движения вспениваемого потока воды с добавками пенообразователя и в конструктивном варианте выполнения корпуса пеногенератора в виде двух цилиндрических обечаек, коаксиально размещенных с кольцевым зазором одна в другой с возможностью дополнительного эжектирования воздуха через кольцевой зазор между цилиндрическими обечайками и через кольцевой зазор между цилиндрическими обечайками и сеткой в исходящий из лафетного ствола поток воды с пенообразователеМ.

На фиг. 5 и 6 показаны соответствующие режимы функционирования пеногенератора в конструктивном варианте исполнения конусообразной сетки с расширением против направления движения вспениваемого потока воды с добавками пенообразователя и в конструктивном варианте выполнения корпуса пеногенератора в виде двух цилиндрических обечаек, коаксиально размещенных с кольцевым зазором одна в другой с возможностью дополнительного эжектирования воздуха через кольцевой зазор между цилиндрическими обечайками и через кольцевой зазор между цилиндрическими обечайками и сеткой в исходящий из лафетного ствола поток воды с пенообразователем.

На фиг. 7-9 представлены фото видов сбоку, спереди и в образца предлагаемого генератора воздушно-механической пены средней и низкой кратности для лафетного ствола (пеногенератора) и лафетного ствола с насадком и пеногенератором в конструктивном варианте производительности 120 л/сек, результаты испытаний которого представлены ниже.

На фиг. 10-11 представлены фото видов сбоку и в образца лафетного ствола с насадком со снятым пеногенератором в конструктивном варианте производительности 120 л/сек.

Осуществление и промышленная реализация изобретения

Генератор воздушно-механической пены средней и низкой кратности (далее - пеногенератор) для лафетного ствола конструктивно содержит (фиг. 1-6) корпус в виде по крайней мере одного полого цилиндра и коаксиально установленную в корпусе сетку в форме осесимметричного усеченного конуса с открытыми основаниями со стороны входа в генератор поступающего из лафетного ствола потока воды с добавками пенообразователя и со стороны выхода из генератора воздушно-механической пены.

Корпус генератора с установленной в нем сеткой снабжен средствами коаксиального присоединения к лафетному стволу с образованием кольцевого зазора между стенками корпуса с установленной в нем сеткой и лафетного ствола с возможностью эжектирования воздуха через упомянутый кольцевой зазор между стенками корпуса с установленной в нем сеткой и лафетного ствола и установленную в корпусе сетку в исходящий из лафетного ствола поток воды с добавками пенообразователя и получения на выходе из генератора потока воздушно-механической пены.

В качестве лафетного ствола может быть использован ствол лафетный с насадком, с эжекцией и регулировкой расхода воды, далее - НСЛЭР.

НСЛЭР может обладать возможностью плавного регулировать угол угла распыла струи в диапазоне от 0° до 90° путем перемещения дефлектора (12) по оси насадка, достигаемого вращением штурвала (7) при помощи ручек штурвала (16).

Кроме того, НСЛЭР обладает возможностью плавно регулировать расход воды путем перемещения потокоформирующего корпуса насадка (13) по оси насадка, достигаемого вращением штурвала расхода воды (11). При перемещении вперед потокоформирующего корпуса (13) он упирается в дозатор (15) и перекрывает расход воды. При максимальном отдалении (см. фиг. 1, 2) расход воды максимальный.

Пенообразователь эжектирует в основной поток за счет разрежения в области эжектора насадка (9). При этом можно регулировать расход пенообразователя при помощи перекрывного устройства (10). Пенообразователь распыляется в основной поток воды за счет отбойника (14), расположенного на выходе из насадка.

Внутри корпуса пеногенератора (1) установлена конусообразная сетка (3), с размером ячейки не менее 0,8 мм, свернутая из перфорированной стали. Конусообразная сетка (3) может быть установлена по направлению расширяющейся конусной части в сторону выброса огнетушащего вещества (фиг. 1-4) или установлена по направлению расширяющейся конусной части в сторону лафетного ствола (фиг. 5, 6) и фиксируется на кольцах сетки малом и большом (4, 5) которые крепятся к корпусу пеногенератора (1) при помощи винтов (6).

Конструкция НСЛЭР модернизирована за счет установки на нее штурвальных колес для более эффективного управления регулировкой литража и угла факела распыла струи, а также за счет увеличения диаметра входного сечения насадка (9) и диаметра канала поступления эжектируемого пенообразователя, что позволило повысить расход пенообразователя к расходу воды до 4%. Также, добавлено перекрывное устройство (10), при помощи которого можно регулировать расход пенообразователя.

Принцип работы устройства заключается в следующем: из насадка лафетного ствола (2) огнетушащее вещество в виде потока воды с добавками пенообразователя выбрасывается в полость пеногенератора (1). При минимальном угле распыла струи (см. фиг. 1, 3, 5) практически весь поток ОТВ проходит через пеногенератор, не задевая конусную сетку и выбрасывается наружу, обеспечивая кратность пены около 7. При вращении штурвала дефлектора, он, совместно с корпусом пеногенератора (1) отодвигается назад по оси насадка (18), увеличивая угол распыла струи (см. фиг. 2, 4, 6).

Распыленная струя попадает на конусную сетку (3), где за счет эжектирования воздуха (8) формируется пена средней кратности, которая вместе с основным потоком выбрасывается из пеногенератора наружу. Таким образом, плавно регулируя при помощи дефлектора насадка (2) угол факела распыла струи вплоть до 90°, при помощи пеногенератора, достигается плавное регулирование кратности полученной пены.

Попадая на горящую поверхность, пена изолирует зону горения от поступления в нее горючих паров и газов, а также кислорода воздуха и ликвидирует горение.

Натурные испытания показанного на фото фиг. 7-11 образца предлагаемого генератора воздушно-механической пены средней и низкой кратности для лафетного ствола (пеногенератора) и лафетного ствола с насадком и пеногенератором в конструктивном варианте производительности 120 л/сек, показали, что

- устройство способно генерировать воздушно-механическую пену низкой и средней кратности в диапазоне регулируемой кратности от 7 40 и доставлять ее на расстояние 90-100 м;

- средний расход воды с пенообразователем составил 100-110 л/с;

- средняя дальность выброса воздушно-механической пены средней кратности 90-100 м, а воздушно-механической пены низкой кратности долее 100;

- угол раскрытия струи воды с пенообразователем в насадке лафетного ствола от 0° до 90°.

Таким образом использование предлагаемого огнетушителя твердопенного тушения обеспечивает уверенное достижение технического результата, а именно существенно повышает эффективность пожаротушения и пожаровзрывопредотвращения за счет обеспечения возможности генерирования и подачи на повышенные расстояния пены средней и низкой кратности с возможностью регулирования кратности пены в случае использования в качестве огнетушащего вещества воды с добавками пенообразователя или распыленной и диспергированной воды случае использования в качестве огнетушащего вещества воды без добавок пенообразователя, а также доказывает, что все существенные признаки изобретения находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом, получаемым от использования изобретения.

Конкретные материалы, особенности конструкции и технологии изготовления устройства и/или его отдельных деталей выбирают обычным образом применительно к конкретным условиям его эксплуатации.

Изготовление опытных образцов и показанные выше примеры испытаний в реальных условиях показали уверенное достижения технического результата.

В качестве отдельных элементов и узлов предлагаемого огнетушителя твердопенного тушения могут быть использованы различные известные в технике пожаротушения, материалы и конструктивные решения, обычно применяемые при изготовлении и применении пеногенераторов и лафетных стволов с пеногенераторами.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.

Учитывая новизну существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения», доказанную в разделе «Осуществление изобретения» техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, успешное решение поставленной изобретательской задачи и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, по нашему мнению, заявленное изобретение удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.

Кроме этого наличие единой цели, достижение единого результата и использование предлагаемого генератора воздушно-механической пены средней и низкой кратности для лафетного ствола в предлагаемом лафетном стволе с генератором воздушно-механической пены средней и низкой кратности доказывает единство изобретательского замысла и возможность объединения двух изобретений в одной заявке.

Изобретение относится к технике пожаротушения и пожаровзрывопредотвращения, а именно к средствам для тушения пожара и пожаровзрывопредотвращения воздушно-механической пеной средней и низкой кратности или распыленной и диспергированной водой. Для повышения эффективности пожаротушения и пожаровзрывопредотвращения за счет обеспечения возможности генерирования и подачи на повышенные расстояния пены средней и низкой кратности с возможностью регулирования кратности пены в случае использования в качестве огнетушащего вещества воды с добавками пенообразователя или распыленной и диспергированной воды в случае использования в качестве огнетушащего вещества воды без добавок пенообразователя генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола, формирующего под давлением поток воды с добавками пенообразователя, содержит корпус в виде по крайней мере одного полого цилиндра и коаксиально установленную в корпусе сетку в форме осесимметричного усеченного конуса с открытыми основаниями со стороны входа в генератор поступающего из лафетного ствола потока воды с добавками пенообразователя и со стороны выхода из генератора воздушно-механической пены. Корпус с установленной в нем сеткой снабжен средствами коаксиального присоединения к лафетному стволу с образованием кольцевого зазора между стенками корпуса с установленной в нем сеткой и лафетного ствола с возможностью эжектирования воздуха через упомянутый кольцевой зазор между стенками корпуса с установленной в нем сеткой и лафетного ствола и установленную в корпусе сетку в исходящий из лафетного ствола поток воды с добавками пенообразователя и получения на выходе из генератора потока воздушно-механической пены. Лафетный ствол снабжен генератором воздушно-механической пены указанной выше конструкции. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола, формирующего под давлением поток воды с добавками пенообразователя, отличающийся тем, что содержит корпус в виде по крайней мере одного полого цилиндра и коаксиально установленную в корпусе сетку в форме осесимметричного усеченного конуса с открытыми основаниями со стороны входа в генератор поступающего из лафетного ствола потока воды с добавками пенообразователя и со стороны выхода из генератора воздушно-механической пены.

2. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола по п. 1, отличающийся тем, что корпус с установленной в нем сеткой снабжен средствами коаксиального присоединения к лафетному стволу с образованием кольцевого зазора между стенками корпуса с установленной в нем сеткой и лафетного ствола с возможностью эжектирования воздуха через упомянутый кольцевой зазор между стенками корпуса с установленной в нем сеткой и лафетного ствола и установленную в корпусе сетку в исходящий из лафетного ствола поток воды с добавками пенообразователя и получения на выходе из генератора потока воздушно-механической пены.

3. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола по п. 2, отличающийся тем, что средства коаксиального присоединения корпуса с установленной в нем сеткой к лафетному стволу выполнены с образованием кольцевого зазора между стенками корпуса и лафетного ствола с возможностью эжектирования воздуха через упомянутый кольцевой зазор между стенками корпуса и лафетного ствола, через установленную в корпусе сетку и через кольцевой зазор между корпусом и установленной в нем сеткой в исходящий из лафетного ствола поток воды с добавками пенообразователя и получения на выходе из генератора потока воздушно-механической пены.

4. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола по п. 2, отличающийся тем, что средства коаксиального присоединения корпуса с установленной в нем сеткой к лафетному стволу выполнены с возможностью перемещения корпуса с установленной в нем сеткой вдоль оси лафетного ствола с возможностью регулирования кратности и дальности подачи исходящей из генератора воздушно-механической пены.

5. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола по п. 2, отличающийся тем, что средства коаксиального присоединения корпуса с установленной в нем сеткой к лафетному стволу выполнены с возможностью перемещения корпуса с установленной в нем сеткой по оси лафетного ствола с возможностью повышения кратности генерируемой генератором воздушно-механической пены при придвигании корпуса с установленной в нем сеткой к лафетному стволу и снижения кратности генерируемой генератором воздушно-механической пены при отодвигании корпуса с установленной в нем сеткой от лафетного ствола.

6. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола по п. 2, отличающийся тем, что средства коаксиального присоединения корпуса с установленной в нем сеткой к лафетному стволу выполнены с возможностью перемещения корпуса с установленной в нем сеткой по оси лафетного ствола с возможностью увеличения дальности подачи генерируемой генератором воздушно-механической пены при отодвигании корпуса с установленной в нем сеткой от лафетного ствола и уменьшения дальности подачи генерируемой генератором воздушно-механической пены при придвигании корпуса с установленной в нем сеткой к лафетному стволу.

7. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола по п. 1, отличающийся тем, что коаксиально установленная в корпусе сетка в форме осесимметричного усеченного конуса ориентирована меньшим открытым основанием в сторону присоединения генератора к лафетному стволу.

8. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола по п. 1, отличающийся тем, что коаксиально установленная в корпусе сетка в форме осесимметричного усеченного конуса ориентирована большим открытым основанием в сторону генератора к лафетному стволу.

9. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола по п. 1, отличающийся тем, что коаксиально установленная в корпусе сетка изготовлена из тонкостенного металлического листа с отверстиями более 0,8 мм.

10. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола по п. 1, отличающийся тем, что коаксиально установленная в корпусе сетка закреплена в корпусе посредством колец и винтов.

11. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен состоящим из по крайней мере двух цилиндрических обечаек, коаксиально размещенных с кольцевым зазором одна в другой с возможностью дополнительного эжектирования воздуха через кольцевой зазор между цилиндрическими обечайками и через кольцевой зазор между цилиндрическими обечайками и сеткой в исходящий из лафетного ствола поток воды с пенообразователем.

12. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью генерирования и подачи в зону пожара или пожаровзрывопредотвращения однородной воздушно-механической пены средней кратности с кратностью 30±10.

13. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью генерирования воздушно-механической пены и ее подачи в зону пожара или пожаровзрывопредотвращения на расстоянии до 100 и более метров.

14. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола по п. 1, отличающийся тем, что установленную в корпусе сетку изготавливают с площадью меньшего открытого основания, равной или большей площади выходного сечения лафетного ствола.

15. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола по п. 1, отличающийся тем, что установленную в корпусе сетку изготавливают с соотношением площади большего открытого основания к площади меньшего открытого основания от 5 до 1,5.

16. Генератор воздушно-механической пены для лафетного ствола по п. 1, отличающийся тем, что установленную в корпусе сетку изготавливают с эффективной площадью отверстий, соразмерной с площадью сечения выходного сечения лафетного ствола.

17. Лафетный ствол, содержащий средства подвода и формирования потока воды с добавками пенообразователя, отличающийся тем, что снабжен генератором воздушно-механической пены, содержащим корпус генератора в виде по крайней мере одного полого цилиндра и коаксиально установленную в корпусе генератора сетку в форме осесимметричного усеченного конуса с открытыми основаниями со стороны входа в корпус генератора поступающего из лафетного ствола потока воды с добавками пенообразователя и со стороны выхода из корпуса генератора воздушно-механической пены.

18. Лафетный ствол по п. 17, отличающийся тем, что корпус генератора с установленной в нем сеткой снабжен средствами коаксиального присоединения к лафетному стволу с образованием кольцевого зазора между стенками корпуса генератора с установленной в нем сеткой и лафетного ствола с возможностью эжектирования воздуха через упомянутый кольцевой зазор между стенками корпуса генератора с установленной в нем сеткой и лафетного ствола и установленную в корпусе генератора сетку в исходящий из лафетного ствола поток воды с добавками пенообразователя и получения на выходе из генератора потока воздушно-механической пены.

19. Лафетный ствол по п. 18, отличающийся тем, что средства коаксиального присоединения корпуса генератора к лафетному стволу выполнены с образованием кольцевого зазора между стенками корпуса генератора и лафетного ствола с возможностью эжектирования воздуха через упомянутый кольцевой зазор между стенками корпуса генератора с установленной в нем сеткой и лафетного ствола, через установленную в корпусе генератора сетку и через кольцевой зазор между корпусом генератора и установленной в нем сеткой в исходящий из лафетного ствола поток воды с добавками пенообразователя и получения на выходе из генератора потока воздушно-механической пены.

20. Лафетный ствол по п. 17, отличающийся тем, что средства коаксиального присоединения корпуса генератора с установленной в нем сеткой к лафетному стволу выполнены с возможностью перемещения корпуса генератора с установленной в нем сеткой вдоль оси лафетного ствола с возможностью регулирования кратности и дальности потока генерируемой генератором воздушно-механической пены.

21. Лафетный ствол по п. 17, отличающийся тем, что содержит генератор воздушно-механической пены по любому из пп. 1-13.

21. Лафетный ствол по п. 17, отличающийся тем, что содержит насадок с возможностью регулирования количества и угла раскрытия потока воды с добавками пенообразователя.

22. Лафетный ствол по п. 17, отличающийся тем, что содержит насадок с возможностью регулирования количества эжекционной подачи раствора пенообразователя в поток воды.