Устройство для подачи огнегасительного вещества

 

Использование: в области пожаротушения . Сущность изобретения: устройство содержит проточную камеру с патрубком и конфузором, сообщенную с форкамерой, соосно размещенный в форкамере с возможностью продольного перемещения запорно-регулирующий клапан, выполненный в виде цилиндрического тела и острия с углом сужения последнего меньшим угла сужения конфузора, при этом в устройстве форкамера снабжена по меньшей мере одним патрубком, ось которого установлена в плоскости, образованной относительно вершины этого конуса, приточная камера снабжена экраном, выполненным в виде усеченного конуса с полостью, закрепленным в торцевой части проточной камеры вершиной в направлении конфузора с возможностью перемещения запорно-регулирующего клапана в полости конуса экрана, ось патрубка проточной камеры установлена в плоскости, образованной сопряжением экрана с цилиндрическим телом иглы, а угол сужения острия запорно-регулирующего клапана и угол сужения конфузора находятся в определенном соотношении. 2 ил., 1 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s А 62 С 31/07

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) / 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816837/12 (22) 20.04.90 (46) 28.02.93. Бюл. М 8 (75) Х.X.Õàñàíîâ и С,В.Петухов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1542551, кл. А 62 С 35/62, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ОГНЕГАСИТЕЛЬНОГО ВЕЩЕСТВА (57) Использбвание: в области пожаротушения. Сущность изобретения: устройство содержит проточную камеру с патрубком и конфузором, сообщенную с форкамерой, соосно размещенный в форкамере с возможностью продольного перемещения запорно-регулирующий клапан, выполненный в виде цилиндрического тела и острия с углом сужения последнего меньшим угла суИзобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано при тушении пожаров жидкими, газообразными, порошковыми и смешанными веществами.

Цель изобретения — повышение дальнобойности устройства путем уменьшения угла расхождения выходной струи и обеспечении возможности увеличения использования энергоотдачи подаваемой среды, На фиг. 1 изображена часть устройства с проточной камерой в разрезе; на фиг. 2— геометрическая схема устройства, Позициями обозначены (наименования отдельных элементов устройства максимального приближения по терминологии к терминам прототипа); 1 — кожух проточной камеры; 2 — проточная камера; 3 — патрубок проточной камеры; 4 — конфузор; 5 — цилин!

Ж«1797922 А1 жения конфузора. при этом в устройстве форкамера снабжена по меньшей мере одним патрубком, ось которого установлена в плоскости, образованной относительно вершины этого конуса, приточная камера снабжена экраном, выполненным в виде усеченного конуса с полостью, закрепленным в торцевой части проточной камеры вершиной в направлении конфузора с возможностью перемещения запорно-регулирующего клапана в полости конуса экрана, ось патрубка проточной камеры установлена в плоскости, образованной сопряжением экрана с цилиндрическим телом иглы, а угол сужения острия запорно-регулирующего клапана и угол сужения конфузора находятся в определенном соотношении. 2 ил„1 табл. дрическое тело запорно-регулирующего клапана; 6 — острие конусного оконечника запорно-регулирующего клапана; 7 — at xoäное отверстие проточной камеры; 8 — пилон в виде усеченного конуса; 9 — форкамера; 10 — патрубок форкамеры; 11 — выходное отверстие форкамеры; 12 — след плоскости, образованной зеркальным иэображением большего основания конуса конфузора относительно вершины этого (неусеченного) конуса; 13 — след плоскости сопряжения меньшего основания усеченного конуса пилона с цилиндрическим телом запорно-регулирующего клапана; 14 — хвостовик запорно-регулирующего клапана; 15 — ось патрубка проточной камеры; 16 — ось патрубка форкамеры.

Устройство для подачи огнегасящей среды состоит из следующих основных элементов.

1797922

7 Q «85; град„

39 (Р =132, град„

12 «P — Q = 86, град., На кожухе 1 проточной камеры 2 имеется патрубок 3. 8 про очной камере 2 размещены конфуэор 4 и запорно-регулирующий клапан, состоящий из цилиндрического тела

5 и конусного оконечника с острием 6. Угол сужения острил 6 запорно-регулирующего клапана должен быть меньше по величине угла сужения конфузора 4. При этом, величины угла сужения острия 6 конусного оконечника запорно-регулирующего клапана и угла сужения конфузора 4 находятся в следующем соотношении: где а — величина угла сужения острия 6 конусного оконечника запорно-регулирующего клапана, угол Р- величина угла сужения конфузора, 4 град.

Кожух 1 проточной камеры 2 после конфуэора 4 переходит в форкамеру 9, которая снабжена по меньшей мере одним патрубком 10. Выходное отверстие 11 соединяет полость форкамеры 9 с рабочим пространством, Проточная камера 2 сопряжена с полостью форкамеры 9 посредством

ВыхОДнОГО оТВВрсТМА 7 кольцевой формы, образованного на срезе конфуэора 4 ripoточной камеры 2 выступающим острием 6 запорно-регулирующего клапана. В торцевой части кожуха проточной камеры закреплен пилон в виде усеченного конуса 8, выполненный с центральной полостью, соосНоА с проточной камерой 2 и форкамерой

9, Вершина усеченного конуса 8 направлена в сторону конфуэора 4, Угол сужения указан.-:-,- ного конуса 8 по величине может быть соизмерим углу сужения конфузора 4.

Обоснования существенности соотношений величин углов сужения острия 6 запорно-регулирую цего клапана и конфузора

4 приведены на основании выполненных

СтенДовых испытаний, Обобщенные pea lnüтаты которых изложены в таолице, ак следует иэ проведенных стендовых испытаний, обобщенные результаты которых приведены в таблице, указанные выше соотношения величин угла сужения острия конусного оконечника запорно-регулирующего клапана и угла сужения конфузора rioэволяют, по сравнени1О с отличными оТ заявленных величин диапазонов углов, увеличить относительную удельную знергоотдачу рабочего агента в среднем на 32-46,(, повысить дальнобойность рабочего агента при его постоянном давлении в 2-3 раза и

30 увеличить удельное давление струи в 1,7-2 раза.

Запорно-регулирующий клапан совместно с конфузором 4 и пилоном в виде усеченного конуса 8 располо>кены соосно проточной камере 2 и сопряженной с ней форкамерой 9.

В полости усеченного конуса пилона 8 герметично размещено цилиндрическое тело 5 запорно-регулирующего клапана с возможностью его продольного (т.е. Вдоль совмещенной оси) перемещения. Зто может быть достигнуто, например, путем резьбового соединения хвостовика 14 запорно-регулирующего клапана с торцевой частью кожуха 1 проточной камеры 2, либо с помощью иных известных приспособлений.

Патрубок 3 проточной камеры 2 расположен на кожухе 1 таким образом, чтобы ось

15 патрубка 3 была установлена (расположена или совпадала) в плоскости 13 сопряжения .усеченноГО конуса пилона 8 с цилиндрическим телом 5 запорно-регулирующего клапана. Другими словами, ось 15 патрубка 3 должна лежать впл,оскости 13 малого основания усеченного конуса экрана

8, Патрубок 10 располо>кен на форкамере

9 таким образом, чтобы ось 16.патрубка 10 была установлена (расположена или совпадала) в плоскости 12, образованной зеркальным изображением большего основания конуса конфузора 4 относительно вершины полного (т.е. Неусеченного) укаэанного конуса. Другими словами, ось 16 патрубка 10 должна лежать в плоскости 12, образованной зеркальным изображением большего основания конуса конфуэора 4 относительно вершины полного (неусеченного) конуса.

В частном спу ае, изображенном на фиг. 2, вершина полного конуса конфузора 4 и острие конусного оконечника 6 запорно-регулирующего клапана могут совпадать в одной точке, что достигается изменением (возвратно-поступательным соосным перемещением) положения запорно-регулирующего клапана в проточной камере 2, например, посредством вращения хвостовика 14 эапорно-регулирующего клапана.

Патрубки 10 могут быть также симметрично расположены по окружности сечения форкамеры 9, в котором (т.е. в сечении) лежит упомянутая плоскость 12. При атом суммарная площадь сечения патрубков,10 (или одного патрубка) не должна более чем на .15,4 отличаться в большую или меньшую сторону по величине от площади сечения полости форкамеры 9. Это связано с оптимальностью пОДачи рабОчеГО компонента через патрубки 10 в форкамеру 9.

1797922

15

25

35 ленной струи, повысить ее удельное давле40

В одном из примеров конкретного выполнения конструктивные величины заявленного устройства имеют следующие значения (фиг. 2); длина дозвуковой части устройства (или длина проточной камеры 2 до ее выходного отверстия 7, т.е. до среза конфузора 4) — l150 мм; диаметр проточной камеры 2-d1=60 мм; диаметр цилиндрического тела 5 запорна-регулирующего клапана — б = 25 мм; диаметр выходного отверстия 7 приточнай камеры — бэ-20 мм; угол при вершине конуса острия конусного оконечника 6 запорно-регулирующего клапана — а-30 град; угол при вершине усеченного конуса конфузора 4 -P - 60 град; угол при вершине усеченного конуса пилона 8 — y= 90 град.; длина части острия конусного оконечника 6 запорно-регулирующего клапана, выступающей за срез конфузора 4 (или эа сечение выходного отверстия 7 проточной камеры) — h> = 7,5 мм.

Устройство для подачи агента работает следующим образом, Жидкий или газообразный огнегасящий агент из патрубка 3 проточной камеры под давлением, например, в 1 МПа попадает на пилон в виде усеченного конуса 8, проходит через проточную камеру 2 и, приобретая дополнительную скорость за счет сужения конфузора 4 к выходному отверстию 7. "стекает" с острия 6 конусного оконечника запорно-регулирующего клапана и попадает в полость форкамеры 9 в виде узкой струи с малым углом расхождения, поперечное сечение которой соизмеримо с сечением выходного отверстия 7 проточной камеры 2 устройства, как эта установлено стендовыми испытаниями.

При истечении потока в полость форкамеры 9 в условиях отсутствия патрубка 10 эффективность объекта резко снижается из- 4 за значительного противодавления. Этому способствует то обстоятельство, что при достижении потоком максимального значения сверхзвуковой скорости давление потока снижается до минимального значения.

В тоже время, при наличии в форкамере

9 патрубка 10 для свободного (без дополнительного давления) проникновения, например, части того же рабочего агнегасящега агента, или дополнительного необходимого 5 компонента в газообразном, жидком или порошковом виде, в зону пересечения потока с плоскостью 12 (образованную зеркальным изображением большего основания конуса конфузора 4 относительно вершины указанного полного конуса) наблюдается эффект значительного усиления выходной струи без увеличения ее угла расхождения. за счет чего происходит дополнительное увеличение дальнобойности агнегася щей струи из смеси компонентов.

При закрытом патрубке 10 мощность сверхзвуковой струи падает. Этот эффект, обнаруженный эмпирическим путем для дозвуковых и сверхзвуковых струй в процессе исследований и испытаний заявленного устройства с различными модификациями конструктивных параметров, позволяет значительно увеличить энергетические вазможности устройства и расширить его область использования. Кроме того, такой принцип формирования сверхэвукавага течения приводит к охлаждению потока и, как следствие, кожуха 1, что может быть использовано при тушении пожаров высшей категории, при этом утрачивается необходимость в охлаждении устройства ат высокотемпературного нагрева открытого пламени.

Таким образом, использование заявленного технического решения позволяет увеличить дальнобойность факела фарсунки, уменьшить угол расхождения выходной струи, увеличить использование энергаатдачи подаваемого под давлением рабочего агента, снизить удельные энергоэатраты на формирование дальнобойной уэконаправние, что подтверждено многократными стендовыми испытаниял1и и исследованиями, Формула изобретения

Устройства для подачи огнегасительнаго вещества, содержащее кожух проточной камеры и форкамеры, узел подачи рабоче4-а агента, конфуэар, пилон, закрепленный в торцевой части проточной камеры, и соасна размещенный в ней запарно-регулирующий клапан с конусным аконечником, угол конусности которого меньше угла кануснасти конфузара, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чта, с целью расширенйя функциональных вазможностей эа счет увеличения дальности подачи рабочего агента, пилон выполнен в виде усеченного конуса, вершина которого направлена в сторону конфуэара, име ащего цилиндрическую полость, запарно-регулирующий клапан, имеет цилиндрическую часть, сопряженную с конусным аканечнйкам и размещенную в цилиндрической поласти пилона с возможностью осевого перемещения, а на кожухе проточной кал1еры установлен патрубак, ась которого рас1797922 положена в плоскости сечения конуса пилона, при этом форкамера снабжена по меньшей мере одним патрубком, ось которого расположена в плоскости основания конуса зеркального отображения конуса конфузо- 5

Величины показателей критериев

Показатели (п.1-3) и к ите ии п.4 — 6

3 6 10 25 60 86 90

30 38 39 45 75 90 120 125 130 132 133 140

5 11 12 15 30 45 60 75 85 86 87 90

41 48 92 91 93 92 92 94 93 93 61 53

14 16 52 52 50 54 53 54 55 54 23 19

0,3 0,4 0,8 0,8 0,9 0,8 0,9 0,9 0,8 0,9 0,5 0,3

1. Угол сужения острия иглы, а, град.

2. Угол сужения конфузора, Р, град.

3. Разность углов

P — а

4. Относительная уд. энергоотдача рабочего агента,$

5. Дальнобойность рабочего агента при пост. давлении,м

6. Удельное давление струи на расст. 10м, при пост. напорном авлении, МПа ра, причем угол А конусности оконечнйка запорно-регулирующего клапана и угол В конусности конфузора находятся в соотношении 7< А < 85; 39 < В 132; 12 < В-А.

1797922

Составитель Х. Хасанов

Техред М.Моргентал Корректор Н. Бучок

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 730 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5