Насадок для создания блокирующих жидкостных завес

 

Корпус выполнен в виде сферы, на котором размещен паз. Стенки паза выполнены в направлении выхода струи жидкости под углом к радиальной плоскости 2 - 5^o. Техническим результатом является снижение турбулизации потока на выходе щелевого отверстия и сведение к минимуму процесса нарушения сплошности пленочной завесы. Изобретение повышает эффективность работы распыливающего насадка при создании блокирующих пленочных завес большой протяженности. 3 ил.

Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для использования в автоматических системах пожаротушения при блокировании жидкостными пленочными завесами процесса горения быстрогорящих продуктов, сопровождающегося выделением большого количества тепла и газов.

Известно устройство для распыления жидкости, содержащее корпус и распределительную обойму с отверстиями, одно из которых выполнено в виде щели, установленной с возможностью поворота относительно корпуса. С помощью вращения обоймы устанавливают одно из отверстий напротив выходного отверстия корпуса, обеспечивая требуемый режим подачи огнетушащей жидкости в очаг пожара. Однако устройство имеет сложную конструкцию, непригодную для создания пленочных завес большой протяженности (Патент Франции N 2309283, B 05 B 1/20, 1976).

Наиболее близким устройством, принятым за прототип, является насадок в виде щелевого сопла, содержащий цилиндрический полый корпус с продольным щелевым отверстием и обойму, охватывающую корпус с возможностью вращения относительно него и выполненную в виде втулки с продольной щелью в зоне щелевого отверстия корпуса. Конструкция такого насадка позволяет осуществлять регулировку расхода жидкости путем изменения сечения щелевого отверстия (Авторское свидетельство СССР N 254468, B 05 B 1/16, 1969).

Однако названным насадком невозможно создать оптимальную структуру потока при образовании пленочных завес большой протяженности, вследствие большой турбулизации потока на выходе щелевого отверстия и нарушения сплошности потока по мере удаления потока истекающей жидкости от упомянутого отверстия.

Сущность изобретения заключается в том, что в насадке для создания жидкостных завес, содержащем полый корпус с входным отверстием и выходным щелевым отверстием, выполненным в виде паза прямоугольной формы, и обойму, охватывающую корпус, последний выполнен в виде сферы, на которой размещен радиально паз, причем стенки паза выполнены в направлении выхода струи жидкости под углом к радиальной плоскости от 2 до 5 градусов.

Размещение паза радиально на сферическом корпусе позволяет осуществлять поворот плоской пленочной веероподобной формы водяной завесы в пределах радиального угла, что особенно удобно при блокировании возможного очага пожара на гибких технологических линиях, имеющих различные размеры контролируемых пожароопасных зон.

Результаты проведенных гидравлических и огневых испытаний заявляемого устройства показали, что расположение стенок паза в направлении выхода струи жидкости под углом раскрытия от 2 до 5 градусов к радиальной плоскости позволяет создать пленочную равномерную структуру потока большой протяженности без нарушения сплошности потока.

Расположение стенок паза в направлении выхода с углом раскрытия менее 2 градусов к радиальной плоскости приводит к избыточной турбулизации потока и к нарушению его сплошности по мере удаления потока истекающей жидкости от щелевого сопла.

Расположение стенок паза в направлении выхода с углом раскрытия более 5 градусов к радиальной плоскости приводит к уменьшению плотности потока и интенсивному образованию разрывов в структуре пленочной завесы по мере удаления потока истекающей жидкости из щелевого сопла.

Таким образом, отличительные признаки предлагаемого технического решения являются новыми и отвечают критерию "новизна".

При определении соответствия отличительных признаков предлагаемого изобретения критерию "изобретательский уровень" был проанализирован уровень техники и, в частности, известные способы и устройства для создания жидкостных завес.

Известны установки блокирования объектов от пожаров, которые предназначены для защиты их от опасного воздействия возникающих при пожаре высоких температур, например, для защиты технологических установок с емкостными аппаратами, содержащими легковоспламеняющиеся жидкости и горючие газы, строительные металлические конструкции и др. Подобные установки применяют для охлаждения и создания завес, когда тушение или локализация пожаров невозможны или нецелесообразны по тактико-техническим соображениям (Баратов А.Н., Иванов Е. Н. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности, М., Химия, 1979, с. 145).

Отмечено, что эффективность тушения зависит от того, насколько распыленная струя проникает в очаг горения. Проникающая способность струи в очаг горения при прочих равных условиях (напор пламени, степень испарения) зависит от размера капель, напора струи, скорости движения капель и условий подачи распыленной воды (то же, с. 189).

Установлено, что в практике пожаротушения для блокирования распространения пламени используются водяные, воздушно-водяные и водопенные завесы, которые в зависимости от способа и характера распыления подразделяются на аэродисперсные и пленочные. Коэффициент ослабления тепловой радиации аэродисперсными завесами сохраняется практически неизменным до температуры 1600^oC. При этом эффективность пленочных водяных завес при повышении температуры излучателя с 700 до 1600^oC снижается в 100 раз (Веселов А.И., Мешман Л.М. Автоматическая пожаро- и взрывозащита предприятий химической и нефтеперерабатывающей промышленности. М., Химия, 1975, с. 103-104).

Расход воды определяется в зависимости от теплового напора, требуемой кратности ослабления теплового потока и защищаемой площади. Однако действие аэродисперсных завес при значительной интенсивности тепловой радиации становится малоэффективным.

Известен способ создания полидисперсных воздушно-водяных и водопенных завес, указанный в работе (Иванов Е.Н. Противопожарная защита открытых технологических установок, М., Химия, 1975, с. 103-104), заключающийся в том, что ослабление теплового излучения зависит от толщины и физических свойств воздушно-водяной завесы, характеризующийся в первую очередь дисперсностью капельного потока. Однако создание полидисперсного потока большой протяженности связано с большими техническими трудностями, при этом в процессе движения мелких капель наблюдается их столкновение и образование новых, более крупных, в результате чего происходит, как отмечено в работе (Баратов А.Н., Иванов Е.Н. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности, М. , Химия, 1979, с. 207-211), изменение их движения от замедленного к ускоренному, что приводит в конечном счете к снижению эффективности действия воздушно-водяных и водопенных завес по мере их удаления от устройства, создающего завесу.

Плоская пленочная водяная завеса, как отмечено в работе (то же, с. 195, 197), не создает оптимальную равномерную структуру потока большой протяженности вследствие большой турбулизации указанного потока при создании струи из сравнительно крупных капель с последующим образованием из них конгломератов и нарушением сплошности пленочной завесы. Следование по пути увеличения как толщины, так и количественного расхода истекаемой жидкости при создании протяженных завес приводит к значительному общему суммарному расходу огнетушащей жидкости.

Из работы (Пажи Д.Г., Галустов B.C. Основы техники распыливания жидкости, М., Химия, 1984, с. 16-17) известно, что распад плоской пленки обусловлен двумя основными причинами: во-первых, возникновением на пленке отдельных перфораций, которые постепенно увеличиваются до образования сетки, состоящей из тонких нитей, распадающихся на много мелких капель; во-вторых, образованием на пленке перпендикулярно направленного потока неустойчивых волн, амплитуда которых возрастает при удалении от кромки сопла, приводящих к распаду пленки на параллельные нити, которые дробятся на капли. Однако вопрос стабилизации пленки большой протяженности в зависимости от угла раскрытия стенок сопла в направлении выхода в указанной работе не рассмотрен.

Известно щелевое сопло, содержащее полый корпус со щелью и имеющее основные перегородки, расположенные у концов щели истечения с зазором к корпусу и дополнительные перегородки, размещенные по длине щели истечения. При этом зазор между каждой перегородкой и корпусом составляет 0,8-1,5 ширины щели, а толщина перегородок составляет 1,5-2,5 ширины щели истечения. Однако сложность конструкции известного устройства и наличие перегородок повышают гидропотери, а само сопло не создает оптимальную структуру потока большой протяженности по причинам, указанным ранее. (Авторское свидетельство СССР N 858932, B 05 B 1/04, 1981).

Следует также отметить, что в реальном производстве расположение распыливающих устройств по высоте регламентируется габаритами технологического оборудования, траекторией движения его механизмов и обслуживающего персонала и т. п. , а размеры периметра контролируемых зон при противопожарной защите конвейеров, роторных линий и т.п. могут достигать больших значений. В этом случае распыливающие устройства, входящие в состав установки автоматического пожаротушения, размещают равномерно по указанному периметру. Исходя из того, что суммарный расход воды, требуемой на создание завесы, может достигать больших значений, применение заявляемого устройства в составе указанной установки способствует бесперебойной подаче воды (Иванов Е.Н. Противопожарная защита открытых технологических установок, М., Химия, 1986, с. 83-95) при действующей водопроводной системе на объекте, при этом эффективность работы установки автоматического пожаротушения повышается. (Баратов А.Н., Иванов Е. Н. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности, М., Химия, 1979, с. 165-166).

На основании изложенного можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень", а само изобретение является новым.

На фиг. 1 изображен общий вид насадка в разрезе, на фиг.2 - вид насадка со стороны паза, на фиг.3 - радиальный разрез паза.

Насадок содержит полый корпус 1, внутренняя и внешняя поверхности которого выполнены сферическими. Корпус 1 имеет входное отверстие 2, сообщающееся с внутренней полостью 3 корпуса 1, и выходное щелевое отверстие, выполненное в виде паза 4 прямоугольной формы, размещенного радиально на корпусе 1.

Стенки паза 4 расположены в направлении выхода струи жидкости под углом α, равным от 2 до 5^o к радиальной плоскости, образуя призматическую фигуру.

Корпус 1 размещается между патрубком 6 и обоймой 5, которая поджимает и фиксирует корпус 1 в пределах радиального угла поворота.

Насадок работает следующим образом. При пожаре огнетушащая жидкость поступает из патрубка 6 во входное отверстие 2 корпуса 1 и далее через внутреннюю полость 3 к пазу 4, из которого истекает в виде равномерной пленочной завесы веерообразного типа с углом раскрытия струи β. Положение завесы может регулироваться в пределах радиального угла поворота корпуса 1.

Насадок прост в работе, монтаже и переналадке и может быть использован при противопожарной защите гибких технологических линий.

Формула изобретения

Насадок для создания блокирующих жидкостных завес, содержащий полый корпус с входным отверстием и выходным щелевым отверстием, выполненным в виде паза прямоугольной формы, и обойму, охватывающую корпус, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде сферы, на котором размещен паз, причем стенки паза выполнены в направлении выхода струи жидкости под углом к радиальной плоскости от 2 до 5^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3