модульная система пожаротушения с вихревым аппаратом формирования газожидкостной смеси

Формула изобретения

Модульная система пожаротушения с вихревым аппаратом формирования газожидкостной смеси, содержащая сосуд, в котором хранится огнетушащее вещество, пусковой баллон с рабочим газом, сеть трубопроводов с оросителями, сосуд крепится кронштейнами к строительной конструкции помещения и имеет устройство сброса газовой фазы, совмещенное с мерным щупом для огнетушащего вещества и оснащен устройством формирования газожидкостной смеси вихревого типа, которое выполнено в виде конической камеры смешения с тангенциальным вводом в верхней части, выполненным в виде гибкого шланга высокого давления, соединенным с пусковым баллоном, заполненным рабочим газом (например, азотом или CO₂), при этом подвод огнетушащего вещества осуществляется по вихревому элементу, соосному камере и выполненному в виде конической перфорированной спирали с коэффициентом перфорации, лежащим в диапазоне 50÷80%, а подача газожидкостной смеси в центральный трубопровод осуществляется из нижней части камеры, соединенной с устройством слива огнетушащего вещества, совмещенным с предохранительным клапаном, при этом вертикальный патрубок камеры смешения соединен с устройством залива огнетушащего вещества и сигнализатором давления, а пусковой баллон расположен рядом с емкостью для огнетушащего вещества и оснащен запорно-пусковым устройством электрического или термомеханического пуска, а каждый узел распределительной сети включает устройство распределения газожидкостной смеси, причем при разделении потока на два направления используется стандартный тройник, а при разделении потока на три и более направлений используется устройство распределения специальной конструкции, например камерного типа, а каждый ороситель или блок оросителей снабжен устройством ориентации в одной или двух плоскостях, отличающаяся тем, что ороситель для распыливания жидкостей содержит полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную, жестко связанную с ним втулку, с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, состоящим из цилиндрической части и соосного с ней полого конуса, установленного с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, а к конусу, в его нижней части, жестко прикреплен с помощью винта распылитель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора между соплом и полым конусом, при этом на боковой поверхности конуса выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, причем оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15°÷60°, а на внутренних поверхностях цилиндрических дроссельных отверстий, выполненных на боковой поверхности конуса с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, имеются винтовые канавки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к противопожарной технике.

Известна модульная система пожаротушения с вихревым аппаратом формирования газожидкостной смеси, содержащая сосуд, в котором хранится огнетушащее вещество, пусковой баллон с рабочим газом, сеть трубопроводов с оросителями по патенту РФ № 2413554, кл. A62A 3/10 (прототип).

Недостатком известной системы является сравнительно невысокое быстродействие.

Технический результат - повышение быстродействия системы пожаротушения.

Это достигается тем, что в модульной системе пожаротушения с вихревым аппаратом формирования газожидкостной смеси, содержащей сосуд, в котором хранится огнетушащее вещество, пусковой баллон с рабочим газом, сеть трубопроводов с оросителями, сосуд крепится кронштейнами к строительной конструкции помещения и имеет устройство сброса газовой фазы, совмещенное с мерным щупом для огнетушащего вещества, и оснащен устройством фоpмиpoвaния газожидкостной смеси вихревого типа, которое выполнено в виде конической камеры смешения с тангенциальным вводом в верхней части, выполненным в виде гибкого шланга высокого давления, соединенным с пусковым баллоном, заполненным рабочим газом (например, азотом или CO₂), при этом подвод огнетушащего вещества осуществляется по вихревому элементу, соосному камере и выполненному в виде конической перфорированной спирали с коэффициентом перфорации, лежащим в диапазоне 50÷80%, а подача газожидкостной смеси в центральный трубопровод осуществляется из нижней части камеры, соединенной с устройством слива огнетушащего вещества, совмещенным с предохранительным клапаном, при этом вертикальный патрубок камеры смещения соединен с устройством залива огнетушащего вещества и сигнализатором давления, а пусковой баллон расположен рядом с емкостью для огнетушащего вещества и оснащен запорно-пусковым устройством электрического или термомеханического пуска, а каждый узел распределительной сети включает устройство распределения газожидкостной смеси, причем при разделении потока на два направления используется стандартный тройник, а при разделении потока на три и более направлений используется устройство распределения специальной конструкции, например камерного типа, а каждый ороситель или блок оросителей снабжен устройством ориентации в одной или двух плоскостях.

На фиг.1 представлена схема модульной системы пожаротушения с вихревым аппаратом сформирования газожидкостной смеси, на фиг.2 - схема оросителя.

Модульная система пожаротушения с вихревым аппаратом формирования газожидкостной смеси содержит сосуд 1, в котором хранится огнетушащее вещество. Он крепится кронштейнами 18 к строительной конструкции помещения и имеет устройство сброса газовой фазы 5, совмещенное с мерным щупом для огнетушащего вещества.

В дежурном режиме в сосуде 1 для огнетушащего вещества избыточное давление отсутствует. Сосуд 1 оснащен устройством 2 формирования газожидкостной смеси вихревого типа, которое выполнено в виде конической камеры смешения с тангенциальным вводом в верхней части, выполненным в виде гибкого шланга 9 высокого давления, соединенным с пусковым баллоном 7, заполненным рабочим газом (например, азотом или CO₂ ).

Подвод огнетушащего вещества осуществляется по вихревому элементу 20, соосному камере 2 и выполненному в виде конической перфорированной спирали с коэффициентом перфорации, лежащим в диапазоне 50÷80%, а подача газожидкостной смеси в центральный трубопровод 11 осуществляется из нижней части камеры, соединенной с устройством слива огнетушащего вещества, совмещенным с предохранительным клапаном 4. Вертикальный патрубок 19 камеры 2 соединен с устройством залива 3 огнетушащего вещества и сигнализатором давления 6.

Рабочий газ для установок модульного исполнения хранится в пусковом баллоне 7, расположенном рядом с емкостью для огнетушащего вещества, который оснащен запорно-пусковым устройством 8 электрического или термомеханического пуска.

Кронштейном 10 осуществляется крепление баллона к строительной конструкции. Для установок централизованного исполнения рабочий газ хранится в батарее рабочего газа, состав которого определяется проектом и не входит в состав модуля.

Для обеспечения подачи газожидкостной смеси оптимальной концентрации ко всем оросителям 14, каждый узел распределительной сети 17 должен включать устройство распределения газожидкостной смеси, при разделении потока на два направления используется стандартный тройник 12, а при разделении потока на три и более направлений используется устройство распределения специальной конструкции 13, например камерного типа.

Каждый ороситель 14 или блок оросителей 15 снабжен устройством ориентации 16 в одной или двух плоскостях.

Ороситель 14 (фиг.2) содержит цилиндрический полый корпус 21 с каналом 23 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 22 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 4, верхняя цилиндрическая ступень 26 которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, состоящим из цилиндрической части 27 и соосного с ней полого конуса 28, установленного с кольцевым зазором 29 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 24. Кольцевой зазор 29 соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 5, выполненными в двухступенчатой втулке 24, соединяющими его с кольцевой полостью 34, образованной внутренней поверхностью втулки 22 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 26, причем кольцевая полость 34 связана с каналом 23 корпуса 21 для подвода жидкости.

К конусу 28, в его нижней части, жестко прикреплен с помощью винта 33 распылитель 32, который выполнен и виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 29 между соплом и полым конусом 28. На боковой поверхности конуса 28 выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий 30 и 31, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия. При этом оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15°÷60°. На внутренних поверхностях цилиндрических дроссельных отверстий 30 и 31, выполненных на боковой поверхности конуса 8 с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, имеются винтовые канавки, которые способствуют более интенсивному распыливанию жидкости.

Модульная система пожаротушения с вихревым аппаратом формирования газожидкостной смеси работает следующим образом.

В дежурном режиме в сосуде 1 для огнетушащего вещества избыточное давление отсутствует. При срабатывании ЗПУ на пусковом баллоне 7 рабочий газ поступает в устройство 2 формирования газожидкостной смеси и обеспечивает получение газожидкостной смеси требуемой концентрации за счет вихревого элемента 20, выполненного в виде конической перфорированной спирали с коэффициентом перфорации, лежащим в диапазоне 50÷80%.

Сформированная газожидкостная смесь по центральному трубопроводу 11 поступает к узловой точке распределительной сети, а затем через распределительную сеть 17 ко всем оросителям 14. Каждый ороситель 14 или блок оросителей 15 снабжен устройством ориентации 16 в одной или двух плоскостях.

Работа оросителя осуществляется следующим образом.

Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 21 и затем поступает по двум направлениям: первое в кольцевую полость 34 через радиальные каналы 25 в кольцевой зазор 29 между соплом и центральным сердечником. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется на внешней конусной поверхности конуса 28 с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности. Разгон жидкости на конической поверхности сопровождается понижением в ней статического давления и в результате этого парообразованием и выделением растворимых газов. Это явление дополнительно подготавливает жидкость к дроблению на мелкие капли. При достижении жидкостного потока встречных потоков, истекающих из цилиндрических дроссельных отверстий 30 и 31, происходит многократное дробление пленки с образованием мелкодисперсной фазы.

Второе направление, по которому поступает жидкость через канал 23 для подвода жидкости в полость центрального сердечника, а затем в полый конус 28, из которого часть жидкости истекает через радиальные отверстия 30 и 31, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из дроссельных отверстий.

Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.

Особенностью данной системы является использование газожидкостной смеси, которая подается к оросителям установки по одному трубопроводу, что значительно упрощает схему установки, ее монтаж и эксплуатацию.

Эффективность диспергирования жидкости обеспечивается следующими особенностями технологии: истечение из оросителей предварительно полученной в специальном устройстве 2 газожидкостной смеси. Это позволяет при невысоких давлениях (0,3-1,0) МПа получить высокую скорость капель (до 200 м/с), что способствует их эффективному дроблению; создание особого вихревого режима течения газожидкостной смеси на входе в ороситель 14 с помощью конической камеры смешения с тангенциальным вводом.