Пеногенератор Советский патент 1991 года по МПК A62C5/02 

00

с

Изобретение относится к средствам пожаротушения для получения инертно-механических пен при тушении и профилактике подземных пожаров. Цель изобретения - повышение стабильности образования пены по длине пенообразующей сетки. Пено- генератор включает газодувку 1 с установленным на валу ротором 2, решетку 3, прикрепленную к валу ротора, устройство подачи пенообразующего раствора и пено- образующую сетку 6, жестко прикрепленную одним концом к газодувке 1. Решетка 3 и пенообразующая сетка 6 выполнены в виде концентрично расположенных усеченных конусов, большие основания которых выполнены заглушенными, причем устройство 5 подачи пенообразующего раствора соединено с меньшим основанием вращающейся конусной решетки 3, а еыход газодув- ки 1 сообщается с меньшим основанием кольцевой полости, образованной между вращающейся конусной решеткой 3 и пенообразующей сеткой 6, 1 ил.

о

Јь 00

ел о

00

Изобретение относится к средствам пожаротушения для получения инертно-механических пен при тушении и профилактике подземных пожаров.

Целью изобретения является повышение стабильности образования пены по не пенообразующей сетки.

На чертеже изображена принципиальная схема пеногенератора.

Пеногенератор содержит газодувку 1 с ротором 2, на валу которого жестко закреплена коническая решетка 3. Внутренняя полость решетки со стороны меньшего основания конуса соединена трубопроводом 4 с устройством 5 подачи пенообразую- щего раствора, а большее основание конуса выполнено заглушенным. Вокруг конической решетки концентрично с ней расположена неподвижная конусная пенообразующая сетка 6, меньшее основание которой расположено со стороны выхода газодувки, а большее основание имеет торцовую стенку.

Пеногенератор работает следующим образом.

Газ под давлением подают на вход газодувки 1, что приводит во вращение ротор 2 и закрепленную на его валу коническую решетку 3. Одновременно с этим по трубопроводу 4 из устройства 5 подают раствор пенообразователя, который попадает во внутреннюю полость конической решетки со стороны меньшего основания. Под действием центробежных сил жидкость прижимается к внутренней поверхности решетки. В результате действия центробежной силы и нормальной реакции конусной решетки возникает движущая сила, способствующая продвижению жидкости вдоль внутренней поверхности решетки.

Для определения оптимальных условий стабильности образования пены по длине пенообразующей сетки пределы угла конусности решетки и пенообразующей сетки оп- ределяются из следующих условий. Поскольку .угол конусности для решетки и сетки одинаков, расчет этого угла производят для конусной решетки.

Расчет минимального угла конусности производят, исходя из условия, что для движения жидкости по внутренней поверхности решетки движущая сила должна быть больше силы внутреннего трения жидкости.

Рдв FTp .(1)

ч

Движущая сила определяется из выражения

Где - mi и Ri sin -Ј-,(3)

где mi - масса раствора пенообразователя в 1-ом сечении, кг;

со - угловая скорость вращения конусной решетки,

RI - радиус конуса в 1-ом сечении, м.

Сила внутреннего трения равна г v Si

тр

П

(3)

где YI - динамическая вязкость жидкости, Па с;

v - скорость движения жидкости по внутренней поверхности решетки, м/с;

Si - площадь внутренней поверхности конусной решетки до i-ro сечения, м2; п - толщина слоя раствора пенообразователя на внутренней поверхности конусной решетки, м.

Подставляя формулы (2) и (3) в (1), получим

mi - Risinf TnvSi . откуда после преобразований получим

а

arcsm

lyvSj

(4)

n RI

Расчет максимального угла конусности решетки производят исходя из условия возможности прохождения капли жидкости с данным поверхностным натяжением через решетку с определенными размерами

ячейки при действии на жидкость движущей силы

РдВ Рпн(5)

Движущая сила определяется из выра- жения (2). Сила поверхностного натяжения равна

Рп.н. cr(a-htg )sin-,(6)

где а - поверхностное натяжение жидкости, Н/м;

а - длина ячейки конусной решетки, м; h - толщина решетки, м. После подстановки (2) и (6) в (5) получим

mi о;2 Ri sin Ј о (a - h tg %) sin Ј . После преобразований получим

a - яггтп g a mi« RI 2 arctg-m.

В итоге пределы изменения угла конус- ности решетки можно представить в виде двойного неравенства.

arcsln

arctg

vSi

7 О

n mi or RI z

a a - mi or2 RI ah

Раствор пенообразователя, попадая во внутреннюю полость конической решетки со стороны меньшего основания, под действием центробежной силы движется в сторону большего основания конуса. При этом происходит его равномерное распределение подлине конусной решетки, что в конечном итоге способствует повышению стабильности процесса образования пены.

Формула изобретения Пеногенератор, включающий газодувку с установленным на валу ротором, коакси- ально установленные решетку, прикреплен- ную к валу ротора, и пенообразующую сетку, прикрепленную одним концом к газо- дувке, при этом торцы решетки и сетки на выходе заглушены, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности образования пены по длине пенообразую- щей сетки, решетка и пенообразующая сетка выполнены в виде усеченных конусов, при этом угол конусности определяют из выражения

arcsln

у Si П m(t RI

arctg

a а - mi a RI ah

где a- угол конусности, рад;

пи - масса раствора пенообразователя в 1-ом сечении, кг;

(о - угловая скорость вращения конусности решетки, с ;

RI - радиус конуса в 1-ом сечении, м;

т) - динамическая вязкость жидкости, Па с;

v - скорость движения жидкости по внутренней поверхности решетки м/с;

Si - площадь внутренней поверхности конусной решетки до 1-го сечения, м2

n - толщина слоя раствора пенообразователя на внутренней поверхности конусной решетки, м;

о - поверхностное натяжение жидкости, Н/м;

а - длина ячейки конусной решетки, м;

n -, толщина решетки, м.