Устройство для распыления потока вещества Российский патент 2023 года по МПК A62C31/02 B05B1/00 

Предлагаемое изобретение относится к области водяного орошения, в частности, при пожаротушении, и может быть использована для тушения огня в автоматическом и ручном режиме, а также в стационарных и мобильных установках распыления вещества высокого и низкого давления, например, в снежных пушках.

Известен патент [RU2248826, МПК A62C31/02, 27.03.2005], в котором описаны несколько вариантов создания водяного тумана с мелкими частицами (огнетушащее вещество) посредством различных распылительных головок, в которых взаимозависимые по длине и ширине каналы, изготовленные сверлением, расположены последовательно друг за другом. При этом выдавливаемая под большим давлением 80-100 Атм жидкость из камеры, через канал меньшего диаметра (канал подачи водяного потока) должна попадать на стенки канала большего диаметра (дюза) через конусный переход с одного диаметра на другой. При этом, для создания максимальной вихревой диспергации выдавливаемой жидкости, используется эффект поверхностного натяжения в канале большего диаметра. При этом максимальная диспергация вихревого водяного потока в описанном в указанном патенте способе и устройствах происходит на внешней кромке большего из двух каналов, то есть на внешней стороне распылительной головки.

Известны способ получения огнетушащего вещества и распылительный канал, применяемый для его реализации [RU2623923, МПК A62C 31/00, опубл. 29.06.2017]. Способ получения огнетушащего вещества включает создание водяного потока и пропускание его через по меньшей мере один распылительный канал, а внутри каждого распылительного канала образуют по меньшей мере одну кромку срыва водяного потока, после перехода через которую водяной поток разбивают на множество совместно движущихся отдельных микрокапель с последующим инициированием процесса их хаотичного отражения от внутренних стенок распылительного канала и столкновения друг с другом, получая на выходе наружу из распылительного канала мелкодисперсную водяную пыль. Распылительный канал, применяемый для получения огнетушащего вещества, образован из сообщающихся и расположенных друг за другом по меньшей мере одного канала подачи водяного потока и дюзы, при этом диаметр дюзы выполнен больше диаметра канала подачи водяного потока, а дюза представляет собой стакан, через дно которого проходит каждый канал подачи водяного потока, при этом наименьший угол между внутренней стенкой стакана и его дном выполнен не более 90 градусов.

Недостатком известных устройств являются высокие требования к изготовлению устройства, поскольку канал подачи водяного потока должен иметь соответствующий диаметр для обеспечения разбиения потока в дюзе, а процесс образования канала малого диаметра технологически сложен. Однако увеличение диаметра этого канала приведет к снижению эффективности распыления вещества.

Техническим результатом заявляемого устройства является упрощение процесса его изготовления при неуменьшении эффективности распыления потока вещества.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для распыления потока вещества, включающем корпус, внутри которого выполнен по меньшей мере один распылительный канал, образованный из сообщающихся и расположенных друг за другом по меньшей мере одного канала подачи вещества и дюзы, при этом диаметр дюзы выполнен больше диаметра канала подачи вещества, согласно настоящему изобретению, в дюзе установлен рассекатель потока, в котором образовано по меньшей мере одно сквозное отверстие для прохода вещества, причем, рассекатель в дюзе установлен таким образом, что перекрывает часть канала подачи вещества.

Возможен вариант развития основного технического решения, при котором часть рассекателя заходит в канал подачи вещества.

Таким образом с помощью заявляемого изобретения упрощается процесс изготовления устройства за счет снижения требований к соотношению размера канала подачи вещества и размера дюзы, поскольку благодаря рассекателю потока появилась возможность регулировать размер выходного отверстия канала подачи вещества в дюзу независимо от диаметра самого канала подачи вещества. Это позволяет не уменьшить эффективность распыления потока вещества, т.к. разбиение потока вещества также будет качественно происходить, но уже в стенках сквозных отверстий рассекателя потока.

Сущность заявляемого изобретения поясняется приведенным ниже описанием.

Устройство для распыления потока вещества включает корпус, внутри которого выполнен по меньшей мере один распылительный канал.

Каждый распылительный канал образован из сообщающихся и расположенных друг за другом по меньшей мере одного канала подачи вещества и дюзы.

При этом диаметр дюзы выполнен больше диаметра канала подачи вещества.

В месте соединения канала подачи вещества и дюзы может быть выполнена воронка (угол раскрыт в сторону дюзы) или образована кромка срыва, по меньшей мере на части которой наименьший угол между двумя образующими кромку поверхностями выполняют меньше или равным 90 градусов.

В обоих указанных вариантах выходной диаметр канала подачи вещества должен быть выполнен соответствующим размеру дюзы для обеспечения эффективного расхода вещества при заданном давлении.

Для упрощения этих требований при изготовлении распылительного канала в дюзе установлен рассекатель потока, в котором образовано по меньшей мере одно сквозное отверстие для прохода вещества. Причем, рассекатель в дюзе установлен таким образом, что перекрывает часть канала подачи вещества, это позволяет уменьшить до нужных размеров выходное отверстие канала подачи вещества.

При перекрытии канала подачи вещества рассекателем с по меньшей мере одним сквозным отверстием поток вещества из канала подачи вещества поступает через это отверстие далее в дюзу или сразу на выход из дюзы, в зависимости от размера и уровня установки рассекателя внутри дюзы.

При этом на выходе из рассекателя у по меньшей мере одного отверстия может быть образована по меньшей мере одна кромка срыва, по меньшей мере на части которой наименьший угол между двумя образующими кромку поверхностями выполняют меньше или равным 90 градусов. Благодаря этому разбивают поток на множество капель, инициируя процесс их хаотичного столкновения друг с другом и внутренними стенками дюзы, получая на выходе наружу из распылительного канала мелкодисперсный распыл.

В рассекателе может быть образовано одно, два, три и более сквозных отверстий. Отверстия могут быть образованы соосно и/или параллельно и/или под углом к продольной оси рассекателя, не пересекаясь друг с другом, так, чтобы при перекрытии канала подачи вещества обеспечить дальнейший проход вещества на выход из дюзы.

Рассекатель может иметь разную форму, например, конусообразную с острой или скошенной под прямым углом вершиной. В зависимости от размера вершина рассекателя может быть помещена в канал подачи вещества, тем самым частично перекрывая его, или упираться в дно дюзы так, что тоже своей частью по меньшей мере частично перекрывает канал подачи вещества.

Рассекатель также может быть образован в виде шайбы с по меньшей мере одним отверстием.

При этом в любом варианте исполнения рассекателя сквозные отверстия, образующие каналы внутри рассекателя, обязательно выходят из рассекателя в месте перекрытия канала подачи вещества, чтобы обеспечить дальнейший проход потока на выход из дюзы.

Рассекатель может быть установлен внутри дюзы съемно или несъемно. Рассекатель может вкручиваться или устанавливаться в дюзу с помощью плотной посадки до заданного уровня: до дна дюзы или с углублением в канал подачи вещества.

В качестве вещества для распыления применяют воду, или вязкие жидкости, или пену и др.

Дюза в общем случае представляет собой стакан, через основание которого проходит канал подачи вещества. После перехода через место стыка канала подачи вещества и дюзы поток направляется в сквозные отверстия (каналы) рассекателя, на выходе из которого поток разбивается на множество совместно движущихся отдельных микрокапель с последующим инициированием процесса их хаотичного отражения от внутренних стенок дюзы и столкновения друг с другом, получая на выходе наружу из распылительного канала мелкодисперсную пыль.

Для изготовления дюзы в корпусе устройства может использоваться метод фрезерования, что позволяет добиться различных вариантов исполнения дна, например, плоского (без учета технологических скруглений по краям из-за использования фрезы), вогнутого или любой другой формы, а также метод сверления, причем сверло может быть заточено таким образом, что угол его заточки определяет угол в основании дюзы, а, следовательно, и угол наклона каналов подачи вещества.

В устройстве каналы подачи вещества выполняют сверлением. Количество таких каналов зависит от размеров дюзы и определяется техническими требованиями.

Заявляемые устройства применяются в составе систем распыления снега (снежные пушки), систем полива, а также систем пожаротушения. Подобные системы обычно включают соединительные трубопроводы, трубные соединения, гибкие рукава и соединения, клапанные устройства управления и насосные установки с электрическим и пневматическим приводом, совместно обеспечивающие подачу вещества в заданных целях.

Заявляемое изобретение может быть реализовано в любом типе распылителей: дренчерном (цилиндрическом и коническом) и спринклерном (цилиндрическом и коническом).

Устройство для распыления потока вещества изготавливают следующим образом.

В корпусе образуют дюзу и сообщающийся с ней канал подачи вещества любого диаметра, но меньшего, чем диаметр дюзы. Далее в дюзу устанавливают рассекатель так, что он своей поверхностью по меньшей мере частично перекрывает канал подачи вещества для достижения заданного диаметра для обеспечения эффективного распыла и расхода вещества при заданном давлении.

Устройство для распыления потока вещества работает следующим образом (на примере распылительной головки дренчерного типа).

Внутри распылительной головки вытачивается внутренняя камера. По команде, после открытия внешнего запорного устройства, напор воды, находящейся под давлением, проходит через внутреннюю камеру и как минимум один канал подачи вещества к дюзе. Поскольку часть канала перекрыта рассекателем, то поток вещества устремляется в по меньшей мере один открытый сквозной канал рассекателя, проходя через него, поток вещества срывается на кромке срыва отверстий рассекателя и выходит наружу или разбивается о стенки дюзы, в зависимости от размера рассекателя и уровня его установки.

Примеры.

1. Диаметр канала подачи вещества в месте его соединения с дюзой выполнен 2 мм, однако для достижения заданных параметров распыла данный диаметр не должен превышать 1 мм, для это конусообразным рассекателем перекрывают канал подачи вещества так, чтоб остался только 1 мм для прохода вещества. При этом два отверстия в рассекателе открыты для прохода вещества дальше из дюзы.

2. Диаметр канала подачи вещества в месте его соединения с дюзой выполнен 1,5 мм, однако для достижения заданных параметров распыла данный диаметр не должен превышать 0,5 мм, для это рассекателем перекрывают канал подачи вещества так, чтоб остался только 0,5 мм для прохода вещества. При этом использован рассекатель в виде шайбы с одним отверстием, расположенным так, что через него возможен проход вещества дальше из дюзы. Причем возможны различные варианты перекрытия канала подачи вещества. Например, можно обеспечить проход потока вещества через отверстие в рассекателе, выполненное соосно каналу подачи вещества, но имеющему диаметр 0,5 мм, при этом стенки шайбы рассекателя перекроют остальную часть канала подачи вещества. Возможен вариант, когда в шайбе выполнено два и более отверстий, совокупный диаметр которых не превышает 0,5 мм и все они попадают в границы канала подачи вещества. Или возможен вариант, когда часть этих отверстий частично выходит за пределы канала подачи вещества и перекрывается дном дюзы, образуя совокупный открытый для прохода диаметр 0,5 мм.

3. Возможен вариант, когда сквозные отверстия в рассекателе выполнены разного диаметра, тогда появляется возможность неоднократно менять необходимый диаметр канала подачи вещества, не вытаскивая рассекатель, а, например, просто повернув его нужным отверстием к незакрытой части канала подачи вещества.

4. Возможен вариант, при котором при конусообразной форме рассекателя поток из незакрытой части канала подачи вещества сначала попадет в пространство между внутренними стенками дюзы и сквозными отверстиями рассекателя, а затем пройдет по каналам рассекателя на выход из дюзы.

5. Для повышения эффективности распыла все кромки у канала подачи вещества и/или у сквозных отверстий рассекателя выполнены кромками срыва, т.е. образованы под углом не больше 90 градусов между двумя образующими их поверхностями.

Предлагаемое изобретение относится к области водяного орошения, в частности, при пожаротушении, и может быть использовано для тушения огня в автоматическом и ручном режиме, а также в стационарных и мобильных установках распыления вещества высокого и низкого давления, например, в снежных пушках. Техническим результатом заявляемого устройства является упрощение процесса его изготовления при неуменьшении эффективности распыления потока вещества. Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для распыления потока вещества, включающем корпус, внутри которого выполнен по меньшей мере один распылительный канал, образованный из сообщающихся и расположенных друг за другом по меньшей мере одного канала подачи вещества и дюзы, при этом диаметр дюзы выполнен больше диаметра канала подачи вещества, согласно настоящему изобретению, в дюзе установлен рассекатель потока, в котором образовано по меньшей мере одно сквозное отверстие для прохода вещества, рассекатель имеет конусообразную форму с острой или скошенной под прямым углом вершиной, при этом вершина рассекателя помещена в канал подачи вещества, тем самым частично перекрывая его.

Устройство для распыления потока вещества,

включающее корпус, внутри которого выполнен по меньшей мере один распылительный канал,

образованный из сообщающихся и расположенных друг за другом по меньшей мере одного канала подачи вещества и дюзы,

при этом диаметр дюзы выполнен больше диаметра канала подачи вещества,

отличающееся тем, что

в дюзе установлен рассекатель потока, в котором образовано по меньшей мере одно сквозное отверстие для прохода вещества,

рассекатель имеет конусообразную форму с острой или скошенной под прямым углом вершиной, при этом вершина рассекателя помещена в канал подачи вещества, тем самым частично перекрывая его.