Барботажный пеногенератор Советский патент 1983 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с пылью и тушения пожаров. Известен пейогенератор, состоящий из корпуса, распределителя сжатого воздуха, снабженного перфорированными трубками, и направляющего патрубка 1J . Недостатком этого пеногенератора являются большие энергетические затраты на получение пены из-за значительного аэродинамического сопротивления воздухораспределителя и перфорированных трубок и необходимости использования для генерирования пены сжатого воздуха. Расчеты показывают, что испопьзова ние сжатого (компрессорного) воздуха вместо вентиляторного приводит к увеличению стоимости пены примерно в 2 раза при этом затраты на воздух приближаются к затратам на пенообразователь, Наиболее близким к изобретению является барботажный пеногенератор, состоящий из корпуса, воздухораспределителя в виде короба с присоединенными к нему с воздухоразделякицими коллекторами и . отверстиямисеток, осушителя пены и направляющего патрубка L 2 J , Недостатком известного пеногенератора является низкая скорость генерирования пены и, как следствие, невысокая Производительность пеногенератора. Так при использовании существующих пенообразователей в известном пеногенераторе не удается получить значений скорости пеногенерации (средняя скорость потока пены в поперечном сечении корпуса пеногенератора) выше 0,1-0,2 м/с. Низкие значения скорости пеногенерации связаны с сильно неустойчивым гидродинамическим режимом процесса барботажа при подаче воздуха Через вертикальные трубки. При скорости потока пены более 0,1-0,2 м/с на поверхности раствора в пеногенераторе наблюдаются сильные всплески, при этом колебания уровня жидкости превышает глубину погружения трубок в раствор, и происходит срыв пеногенерации. Целью изобретения является повышение производительности пеногенератора за сче обеспечения равномерного распределения воздуха по воздухораздающим отверстиям коллектора и устранения противопотоков воздуха и пенообразующего раствора, Цель достигается тем, что в барботаж ном пеногенераторе, включающем корпус, воздухораспределитель в виде короба с присоединенными к нему коллекторами с воздухораздающими отверстиями, сетку. осущитель и направляющий патрубок, коплекторы выполнены с переменным прямоугольным сечением, а воздухораздающие отверстия размещены на боковых поверхностях коллекторов на одинаковом расстоянии от днища корпуса, при этом расстояние между коллекторами огпределяется из соотнощещя - (5-20) « 1О ,. где В - расстояние межДу коллекторами, (3 - диаметр отверстий, а площадь поперечного сечения коллекторов в месте присоединения их к воздухораспределителю определяется из соотношения F ( 0,8-2,0) d И , где F - площадь поперечного сечения коллекторов, И - число отверстий в коллекторе. Выбор оптимального шага между отверстиями Vi и оптимального расстояния между коллекторами 6 осуществляется из условия максимального использования площади зеркала жидкости в пеногенераторе с одной стороны и отсутствия перекрывания стречных и смежных струй воздуха с другой. Величина даяьнебойности воздушной струи а при заданном расходе воздуха увеличивается с уменьшением диаметра отверстия ( и может быть определена иа установленного экспериментально соотношения dQ (2,5-10) 10 м. Из последнего соотношения можно леги ко определить величину а, равную половине расстояния между коллекторами (В 2а), а затем с помощью графика, изображенного на фиг. 2, найти величину Ъ , которая и будет представлять шаг Между отверстиями коллектора It, Оптимальные геометрические размеры коллекторов выбирают, исходя из условия наименьшего перекрывания сечения корпуса пеногенератора коллекторами (расстояние между коллекторами должно в -1О раз превосходить ширину коллектора), так как при заданной скорости генерирования пены увеличение ширины коллекторов ведет к снижению производительности пеногенератора. Высота коплекторов выбирается по числу отверстий в ксядекторе у и площади отверстий, при этом площадь поперечного сечения коллектора в месте присоединения его к коробу F должна быть не меньше суммарной площади отверстия, т.е. F(0,8+2)x кЗ и,гак как в противном случае наблюдается неравномерное .распределение воздуха по отверстиям коллектора, что ведет к снижению скорости пеногенерации. На фиг. 1 изображе-н барбогажный пеногенератор, вид спереди на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. Пеногенерагор состоит из корпуса 1 воздухораспределителя 2, выполненного в виде короба и присоединенных к нему коллекторов 3, сетки 4, осушителя 5пе ны, направляющего патрубка 6, трубки 7 для возврата пенообразующей жидкости в корпус пеногенератора, штуцеров для подвода 8 и отвода 9 пенообразующей жидкости и фланца 10 для крепления вен тилятора или воздуховода. Пеногенератор работает следующим образом. ТТенообразукдций раствор из емкости подается через штуцер 8 в корпус пен огенератора, при этом в пеногенераторе устанавливается заданный уровень жидкости, регулируемый высотойсливной, трубы 9, через которую избыток пенообразующего раствора возвращается в емкость с пенообразующим раствором. Вентиляторный воздух подается в воздухораспределитель 2 и затем распределяется по коллекторам 3. Сливная труба 9 уста 5714 навливается на такой высоте, чтобы ог верстия в нижней части коллектора были заглублены в раствор на 5-2О мм,-при этом кратность пены регулируется величиной заглубления отверстий. Воздух через отверстия в коллекторах 3 диаметром 2.-4 мм поступает со скоростью 5-15 м/с в пенообразующий раствор, образуя первичную крупноячеистую пеку, которая частично обезвоживается в корпусе пеногенератора. На Сетке 4 происходит дробление крупноячеистой пены. Мелкоячеистая пена поступает затем в осушитель 5 и после осушки ее на 20-6О% через направляющий патрубок 6 подается в очаг пылевыделения или загорания. Вытекающая из пены жидкость по трубке 7 возвращается на повторное генерирование. Барботажный пеногенератор предлагаемой конструкции позволяет увеличить скорость генерирования пены и удельную производительность генератора в 3 раза за счет горизонтального вдува воздуха в пенообразукяцую жидкость, оптимального шага между отверстиями в коллекторах и оптимального расстояния между коллекторами.

Jt

6

БАРБОТАЖНЫЙ HEHOFEHEРАТОР, включающий корпус, воздухорас , предалитель в виде короба с присоединенными к нему коллекторами с воздухораздающими отверстиями, сетку, осушитель и направляющий патрубок, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности пеногенератора за счет обеспечения равномерного распределения воздуха по воздухораздающим отверстиям коллектора и устранения противотоков воздуха и пенообразующего раствора, коллекторы выполнены с переменным прямоугольным сечением, а воздухераздающие отверстия размещены на боковых поверхностях коллекторов на одинаковом расстоянии от днища корпуса, при этом расстояние между коллекторами определяется из соотношения 6-с1 1

10

X

3

J

фиг. г