[go: up one dir, main page]

RU2401679C1 - Foam generator of acoustic type - Google Patents

Foam generator of acoustic type Download PDF

Info

Publication number
RU2401679C1
RU2401679C1 RU2009130082/12A RU2009130082A RU2401679C1 RU 2401679 C1 RU2401679 C1 RU 2401679C1 RU 2009130082/12 A RU2009130082/12 A RU 2009130082/12A RU 2009130082 A RU2009130082 A RU 2009130082A RU 2401679 C1 RU2401679 C1 RU 2401679C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
conical
tip
diffuser
supplying
Prior art date
Application number
RU2009130082/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Савельевич Кочетов (RU)
Олег Савельевич Кочетов
Original Assignee
Олег Савельевич Кочетов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Савельевич Кочетов filed Critical Олег Савельевич Кочетов
Priority to RU2009130082/12A priority Critical patent/RU2401679C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2401679C1 publication Critical patent/RU2401679C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Nozzles (AREA)

Abstract

FIELD: fire-fighting equipment.
SUBSTANCE: in foam generator of acoustic type conical diffuser is movably fastened on one of hollow cylindrical body ends, inside of which coaxially to it and with clearance to it placed is tube, supplying foam former water solution, on one of whose ends coaxially to socket of conical diffuser rigidly fastened is nozzle, performing functions of sprayer, which has external surface in form of blunted cone, whose conicity coincides with diffuser conicity, and consists of two separate parts, fastened to each other in such way, that between its parts there is gap "a", formed by two its coaxial conical surfaces, directed opposite to conical surface of blunted cone, which forms its external surface. On smaller base of nozzle blunted cone made is cylindrical milling, forming with external tube surface ring-shaped resonating cavity A. Resonating cavity B is formed in butt end of body, facing nozzle side, in form of open toroidal surface, part of which together with internal surface of body and external surface of tube form nozzle chink. Perpendicular to body fixed is tube for air supply under pressure, and tube, supplying foam former water solution, is fastened with its second end to confuser, rigidly connected with flange for connecting with aggregate for supply of foam former water solution, cylindrical shell rigidly connects flange with conical diffuser.
EFFECT: increase of efficiency of foam generator, which produces foam of low factor at boundary values of its operation conditions.
1 dwg

Description

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к конструкциям пеногенераторов.The invention relates to fire fighting equipment, and in particular to structures of foam generators.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является пеногенератор (см. Рекомендации по проектированию автоматической системы подслойного пожаротушения в железобетонных резервуарах и стальных вертикальных резервуарах со стационарной и плавающей крышей на объектах АК «Транснефть», М., 1996 г., стр.20, рис.7; стр.23, рис.10), состоящий из полого цилиндрического корпуса, конического диффузора, коаксиально расположенной корпусу трубы с наконечником, подающей водный раствор пенообразователя.The closest technical solution, chosen as a prototype, is a foam generator (see Recommendations for the design of an automatic sub-layer fire extinguishing system in reinforced concrete tanks and steel vertical tanks with a fixed and floating roof at Transneft facilities, M., 1996, p. 20, Fig. 7; p. 23, Fig. 10), consisting of a hollow cylindrical body, a conical diffuser, a pipe body with a tip coaxially located with a tip supplying an aqueous solution of a foaming agent.

Недостатком известного пеногенератора является невозможность выработки пены низкой кратности при граничных значениях условий работы пеногенератора.A disadvantage of the known foam generator is the inability to produce foam of low multiplicity at boundary values of the operating conditions of the foam generator.

В системах подслойного тушения пожаров, пенообразователь подается в пеногенератор под давлением 8-10 атм., согласно «Норм пожарной безопасности 61-97». В случае когда пенообразователь подается в пеногенератор на нижнем пределе допустимого давления (8 атм.) или отрицательная температура окружающей среды близка к нижнему пределу допустимой температуры использования пенообразователя (-15°С), пеногенератор начинает вырабатывать пену кратностью ниже допустимого предела, т.е. менее 3. По этой причине для тушения пожара в резервуаре с ЛВЖ требуется объем пенообразователя, значительно больший нормативного объема. Кроме того, часть объема пены малой кратности не всплывает на зеркало ЛВЖ в зону горения, а осаждается на дно резервуара в силу большего собственного удельного веса, относительно удельного веса ЛВЖ.In sublayer fire extinguishing systems, the foaming agent is fed into the foam generator at a pressure of 8-10 atm., According to the "Fire Safety Standards 61-97". In the case when the foaming agent is supplied to the foam generator at the lower limit of permissible pressure (8 atm.) Or the negative ambient temperature is close to the lower limit of the permissible temperature of use of the foaming agent (-15 ° С), the foam generator begins to produce foam with a multiplicity below the allowable limit, i.e. less than 3. For this reason, to extinguish a fire in a reservoir with flammable liquids, a foaming agent volume is required that is much larger than the standard volume. In addition, part of the volume of the foam of small multiplicity does not float onto the flammable liquid mirror in the combustion zone, but is deposited on the bottom of the tank due to its greater specific gravity, relative to the specific gravity of the flammable liquid.

Технически достижимый результат - повышение эффективности пеногенератора, вырабатывающего пену низкой кратности при граничных значениях условий работы пеногенератора.A technically achievable result is an increase in the efficiency of the foam generator that produces foam of low multiplicity at boundary values of the working conditions of the foam generator.

Это достигается тем, что в пеногенераторе акустического типа, состоящем из полого цилиндрического корпуса, конического диффузора, коаксиально расположенной корпусу трубы с наконечником, подающей водный раствор пенообразователя, конический диффузор подвижно закреплен на одном из концов полого цилиндрического корпуса, а внутри корпуса, коаксиально ему, расположена с зазором к корпусу, труба, подающая водный раствор пенообразователя, при этом на одном из концов трубы закреплен наконечник, выполняющий функции распылителя и расположенный соосно раструбу конического диффузора, при этом внешняя поверхность наконечника выполнена в виде усеченного конуса, конусность которого совпадает с конусностью диффузора, а наконечник жестко крепится на конце трубы, например, посредством резьбового соединения, при этом наконечник состоит из двух раздельных частей, скрепленных между собой болтовым крепежным элементом таким образом, что между его частями имеется зазор «а», образованный двумя соосными коническими поверхностями этих раздельных частей, причем направление конических поверхностей, образующих зазор «а» противоположно конической поверхности усеченного конуса, образующего его внешнюю поверхность, а на меньшем основании усеченного конуса наконечника выполнена цилиндрическая проточка, которая образует с внешней поверхностью трубы кольцевую резонирующую полость А, причем на конце корпуса, обращенного в сторону наконечника, расположена вторичная резонирующая полость Б, образованная в торце корпуса и выполненная по форме в виде открытой тороидальной поверхности, а сопловая щель образована двумя цилиндрическими поверхностями - внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью трубы, а также частью тороидальной поверхности резонирующей полости Б, при этом перпендикулярно корпусу прикреплена трубка для подачи воздуха под давлением, а труба, подающая водный раствор пенообразователя, крепится своим вторым концом к конфузору, жестко связанному с фланцем для подсоединения к агрегату для подачи водного раствора пенообразователя, а цилиндрическая обечайка жестко связывает фланец с коническим диффузором.This is achieved by the fact that in an acoustic type foam generator consisting of a hollow cylindrical body, a conical diffuser, a pipe coaxially located with a tip supplying an aqueous solution of a foaming agent, the conical diffuser is movably fixed at one end of the hollow cylindrical body, and inside the body, coaxially to it, located with a gap to the body, a pipe supplying an aqueous solution of a foaming agent, while at one end of the pipe is fixed a tip that acts as a sprayer and is located coaxially with the bell of the conical diffuser, while the outer surface of the tip is made in the form of a truncated cone, the taper of which coincides with the cone of the diffuser, and the tip is rigidly attached to the end of the pipe, for example, by means of a threaded connection, while the tip consists of two separate parts fastened together by bolt fastening element so that between its parts there is a gap "a" formed by two coaxial conical surfaces of these separate parts, and the direction of the conical of shapes that form a gap “a” of the opposite conical surface of the truncated cone forming its outer surface, and a cylindrical groove is made on the smaller base of the truncated cone of the tip, which forms an annular resonating cavity A with the outer surface of the pipe, and at the end of the body facing the tip, the secondary resonant cavity B is located, formed at the end of the casing and shaped as an open toroidal surface, and the nozzle gap is formed by two cylindrical surfaces - the inner surface of the housing and the outer surface of the pipe, as well as part of the toroidal surface of the resonant cavity B, while the pipe for supplying air under pressure is attached perpendicular to the body, and the pipe supplying the aqueous solution of the foaming agent is attached with its second end to the confuser, rigidly connected to a flange for connecting to the unit for supplying an aqueous solution of a foaming agent, and a cylindrical shell rigidly connects the flange with a conical diffuser.

На чертеже представлен общий вид пеногенератора акустического типа.The drawing shows a General view of the foam generator of the acoustic type.

Пеногенератор акустического типа состоит из полого цилиндрического корпуса 1, конического диффузора 2, подвижно закрепленного на одном из его концов. Внутри корпуса 1, коаксиально ему, расположена с зазором 3 к корпусу 1, труба 8, подающая водный раствор пенообразователя. На одном из концов трубы 8 закреплен наконечник 4, выполняющий функции распылителя, причем он расположен соосно раструбу диффузора 2. Внешняя поверхность наконечника 4 выполнена в виде усеченного конуса, конусность которого совпадает с конусностью диффузора 2. Наконечник 4 жестко крепится на конце трубы 8, например, посредством резьбового соединения. Он состоит из двух раздельных частей 4 и 6, скрепленных между собой болтовым крепежным элементом 7, таким образом, что между его частями имеется зазор «а», образованный двумя соосными коническими поверхностями этих раздельных частей, причем направление конических поверхностей, образующих зазор «а» противоположно конической поверхности усеченного конуса, образующего его внешнюю поверхность. На меньшем основании усеченного конуса наконечника выполнена цилиндрическая проточка, которая образует с внешней поверхностью трубы 3 кольцевую резонирующую полость А. На конце корпуса, обращенного в сторону наконечника 4, расположена вторичная резонирующая полость Б, образованная в торце корпуса и выполненная по форме в виде открытой тороидальной поверхности. Сопловая щель 5 образована двумя цилиндрическими поверхностями: внутренней поверхностью корпуса 1 и внешней - трубы 8 и частью тороидальной поверхности резонирующей полости Б.The acoustic foam generator consists of a hollow cylindrical body 1, a conical diffuser 2, movably mounted on one of its ends. Inside the housing 1, coaxial to it, is located with a gap 3 to the housing 1, a pipe 8, which supplies an aqueous solution of a foaming agent. At one end of the pipe 8, a nozzle 4 is fixed, which acts as a sprayer, and it is located coaxially with the socket of the diffuser 2. The outer surface of the tip 4 is made in the form of a truncated cone, the taper of which coincides with the conicity of the diffuser 2. The tip 4 is rigidly attached to the end of the pipe 8 by threaded connection. It consists of two separate parts 4 and 6, fastened together by a bolt fastening element 7, so that between its parts there is a gap "a" formed by two coaxial conical surfaces of these separate parts, and the direction of the conical surfaces forming the gap "a" opposite to the conical surface of the truncated cone forming its outer surface. A cylindrical groove is made on the smaller base of the truncated cone of the tip, which forms an annular resonating cavity A. with the outer surface of the pipe 3. At the end of the body facing the side of the tip 4, there is a secondary resonant cavity B formed in the end of the body and made in the form of an open toroidal surface. The nozzle gap 5 is formed by two cylindrical surfaces: the inner surface of the housing 1 and the outer - pipe 8 and part of the toroidal surface of the resonating cavity B.

Перпендикулярно корпусу 1 прикреплена к нему трубка 12 для подачи воздуха (газа) под давлением порядка 0,3…0,6 МПа. Труба 8, подающая водный раствор пенообразователя, крепится своим вторым концом к конфузору 9, жестко связанному с фланцем 10 для подсоединения к агрегату (на чертеже не показано) для подачи водного раствора пенообразователя. Цилиндрическая обечайка 11 жестко связывает фланец 10 с коническим диффузором 2.Perpendicular to the housing 1, a tube 12 is attached to it for supplying air (gas) under a pressure of about 0.3 ... 0.6 MPa. A pipe 8 supplying an aqueous solution of a foaming agent is fastened with its second end to a confuser 9, rigidly connected to a flange 10 for connection to an assembly (not shown in the drawing) for supplying an aqueous solution of a foaming agent. The cylindrical shell 11 rigidly connects the flange 10 with a conical diffuser 2.

Пеногенератор акустического типа работает следующим образом.Foam acoustic type operates as follows.

Водный раствор пенообразователя поступает по трубе 8 в наконечник 4, а оттуда через зазор «а» выходит в зону акустических колебаний, источником которых является газовая среда, вытекающая из сопловой щели 5 в резонирующую полость А.The foaming agent aqueous solution flows through the pipe 8 into the tip 4, and from there through the gap “a” it enters the zone of acoustic vibrations, the source of which is the gaseous medium flowing from the nozzle gap 5 into the resonating cavity A.

Под действием энергии акустических колебаний водный раствор пенообразователя распиливается и затем, увлекаемый отработанной в излучателе газовой средой (имеющей определенное направление за счет величины зазора между наконечником 4 и диффузором 2), образует факел распыленной жидкости. Заданная форма факела может быть получена путем перемещения диффузора 2 вдоль оси распылителя. Акустические колебания, возникающие в системе «сопловая щель 5 - резонирующая полость А», усиливаются во вторичной резонирующей полости Б. Акустические колебания обеспечивают дробление разнородной пены и получение на выходе из пеногенератора мелкодисперсной (1-2 мм в поперечнике) однородной пены. Такая пена, состоящая из мелких пузырьков, легко проходит слой легковоспламеняющейся жидкости и практически вся всплывает на ее поверхности, обеспечивая эффективное тушение пожара. Устойчивость к раздавливанию мелких пузырьков объясняется тем, что силы поверхностного натяжения на маленьком пузырьке очень велики и для порыва оболочки пузырька требуются очень большие внешние усилия.Under the influence of the energy of acoustic vibrations, the aqueous solution of the foaming agent is sawn up and then, carried away by the gaseous medium exhausted in the emitter (having a certain direction due to the gap between the tip 4 and the diffuser 2), it forms a spray of liquid. The desired shape of the torch can be obtained by moving the diffuser 2 along the axis of the atomizer. Acoustic vibrations arising in the “nozzle slot 5 - resonant cavity A” system are amplified in the secondary resonant cavity B. Acoustic vibrations ensure the fragmentation of a heterogeneous foam and the formation of a finely dispersed (1-2 mm across) homogeneous foam at the outlet of the foam generator. Such a foam, consisting of small bubbles, easily passes through a layer of flammable liquid and almost all floats on its surface, providing effective fire fighting. The resistance to crushing of small bubbles is explained by the fact that the surface tension forces on a small bubble are very large and very large external forces are required to tear the bubble shell.

В случае разнородной структуры пузырьков пены (большие и мелкие), большие пузырьки имеют очень тонкую оболочку и малые силы поверхностного натяжения, поэтому при прохождении через слой легковоспламеняющейся жидкости они лопаются, водный раствор пенообразователя, из которого состоял пузырек, в силу своего большего удельного веса осаждается на дно резервуара и фактически не способствует тушению пожара. Горящей поверхности достигают только мелкие пузырьки. Для тушения пожара с помощью пеногенераторов, вырабатывающих пену разнородной структуры, требуется большее время и большее количество пенообразователя, который имеет большую стоимость.In the case of a heterogeneous structure of the foam bubbles (large and small), large bubbles have a very thin shell and small surface tension forces, so when they pass through a layer of flammable liquid they burst, the aqueous solution of the foaming agent from which the bubble was deposited, due to its larger specific gravity to the bottom of the tank and actually does not contribute to extinguishing the fire. Only small bubbles reach the burning surface. To extinguish a fire with the help of foam generators that produce foam of a heterogeneous structure, more time and a greater amount of foaming agent are required, which has a greater cost.

Даже при граничных условиях работы пеногенератора, т.е. при низких давлениях водного раствора пенообразователя на входе пеногенератора (8 атм.) и низких температурах окружающей среды (-15°С) пена, под давлением создаваемым пеногенератором, подается в нижний слой ЛВЖ в резервуаре, всплывает на поверхность, где образует растекающуюся по поверхности, стойкую, не разрушаемую огнем пленку, которая прекращает доступ кислорода в зону горения, и пожар прекращается.Even under the boundary conditions of the foam generator, i.e. at low pressures of the foaming agent aqueous solution at the inlet of the foam generator (8 atm.) and low ambient temperatures (-15 ° C), the foam, under the pressure generated by the foam generator, is fed into the lower layer of flammable liquids in the tank, floats to the surface, where it forms spreading over the surface, a film resistant to fire, which is not destroyed by fire, which stops the access of oxygen to the combustion zone, and the fire stops.

Claims (1)

Пеногенератор акустического типа, состоящий из полого цилиндрического корпуса, конического диффузора, коаксиально расположенной корпусу трубы с наконечником, подающей водный раствор пенообразователя, отличающийся тем, что конический диффузор подвижно закреплен на одном из концов полого цилиндрического корпуса, коаксиальная корпусу труба, подающая водный раствор пенообразователя, расположена внутри корпуса с зазором к нему, а наконечник закреплен на одном из концов трубы соосно с раструбом конического диффузора и выполняет функции распылителя, при этом внешняя поверхность наконечника выполнена в виде усеченного конуса, конусность которого совпадает с конусностью диффузора, а наконечник жестко крепится на конце трубы, например, посредством резьбового соединения, при этом наконечник состоит из двух раздельных частей, скрепленных между собой болтовым крепежным элементом таким образом, что между его частями имеется зазор «а», образованный двумя соосными коническими поверхностями этих раздельных частей, причем направление конических поверхностей, образующих зазор «а», противоположно конической поверхности усеченного конуса, образующего его внешнюю поверхность, а на меньшем основании усеченного конуса наконечника выполнена цилиндрическая проточка, которая образует с внешней поверхностью трубы кольцевую резонирующую полость А, причем на конце корпуса, обращенном в сторону наконечника, расположена вторичная резонирующая полость Б, образованная в торце корпуса и выполненная по форме в виде открытой тороидальной поверхности, а сопловая щель образована двумя цилиндрическими поверхностями - внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью трубы, а также частью тороидальной поверхности резонирующей полости Б, при этом перпендикулярно корпусу прикреплена трубка для подачи воздуха под давлением, а труба, подающая водный раствор пенообразователя, крепится своим вторым концом к конфузору, жестко связанному с фланцем для подсоединения к агрегату для подачи водного раствора пенообразователя, а цилиндрическая обечайка жестко связывает фланец с коническим диффузором. An acoustic type foam generator, consisting of a hollow cylindrical body, a conical diffuser, a coaxially arranged pipe body with a tip supplying an aqueous solution of a foaming agent, characterized in that the conical diffuser is movably fixed at one end of the hollow cylindrical body, a coaxial body of the pipe supplying an aqueous solution of a foaming agent, located inside the housing with a gap to it, and the tip is fixed at one end of the pipe coaxially with the bell of the conical diffuser and performs the functions p a aspirator, wherein the outer surface of the tip is made in the form of a truncated cone, the conicity of which coincides with the cone of the diffuser, and the tip is rigidly attached to the end of the pipe, for example, by means of a threaded connection, while the tip consists of two separate parts fastened together by a bolt fastening element such so that between its parts there is a gap "a" formed by two coaxial conical surfaces of these separate parts, and the direction of the conical surfaces forming the gap " a ”, opposite to the conical surface of the truncated cone forming its outer surface, and a cylindrical groove is made on the smaller base of the truncated cone of the tip, which forms an annular resonating cavity A with the outer surface of the pipe, and a secondary resonating cavity is located at the end of the body facing the tip B, formed at the end of the housing and made in the form of an open toroidal surface, and the nozzle gap is formed by two cylindrical surfaces - the inner the surface of the housing and the outer surface of the pipe, as well as part of the toroidal surface of the resonant cavity B, while perpendicular to the housing is attached a pipe for supplying air under pressure, and the pipe supplying the aqueous solution of the foaming agent is attached with its second end to the confuser, rigidly connected to the flange for connection to the unit for supplying an aqueous solution of a foaming agent, and a cylindrical shell rigidly connects the flange with a conical diffuser.
RU2009130082/12A 2009-08-06 2009-08-06 Foam generator of acoustic type RU2401679C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009130082/12A RU2401679C1 (en) 2009-08-06 2009-08-06 Foam generator of acoustic type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009130082/12A RU2401679C1 (en) 2009-08-06 2009-08-06 Foam generator of acoustic type

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2401679C1 true RU2401679C1 (en) 2010-10-20

Family

ID=44023888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009130082/12A RU2401679C1 (en) 2009-08-06 2009-08-06 Foam generator of acoustic type

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2401679C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486029C2 (en) * 2011-04-13 2013-06-27 Олег Савельевич Кочетов Dust killer for mould knock-out
RU2501612C1 (en) * 2012-11-09 2013-12-20 Олег Савельевич Кочетов Acoustic foaming system
CN106139460A (en) * 2016-06-21 2016-11-23 北京航空航天大学 Gas Powered Ultrasonic Multiphase Mixer
RU2622929C1 (en) * 2016-10-10 2017-06-21 Олег Савельевич Кочетов Acoustic nozzle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486029C2 (en) * 2011-04-13 2013-06-27 Олег Савельевич Кочетов Dust killer for mould knock-out
RU2501612C1 (en) * 2012-11-09 2013-12-20 Олег Савельевич Кочетов Acoustic foaming system
CN106139460A (en) * 2016-06-21 2016-11-23 北京航空航天大学 Gas Powered Ultrasonic Multiphase Mixer
RU2622929C1 (en) * 2016-10-10 2017-06-21 Олег Савельевич Кочетов Acoustic nozzle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2401682C1 (en) Acoustic foam generator
EP1441860B1 (en) Apparatus comprising a pneumoacoustic atomizer
RU2401679C1 (en) Foam generator of acoustic type
JP6829655B2 (en) Foam generator, compressed gas foam fire extinguisher and compressed gas foam fire extinguishing system
JP3787525B2 (en) Fluid nozzle spray and fire extinguisher
RU2479333C1 (en) Vortex foam generator of kochetov
RU2422215C1 (en) Fire extinguisher spraying nozzle
KR101237109B1 (en) Fire-extinguishing spray nozzle and fire-extinguishing equipment
RU2401681C1 (en) Acoustic foam generator
RU2415689C1 (en) Gas-water fire-extinguishing system
RU2501612C1 (en) Acoustic foaming system
RU2429037C1 (en) Mobile fire extinguishing plant
RU2514228C1 (en) Chemical air-foam fire extinguisher
RU138822U1 (en) FIRE EXTINGUISHING SYSTEM IN VERTICAL RESERVOIRS
RU2429035C1 (en) Method of modular fire extinguishing
US6036118A (en) Liquid delivery nozzle
RU190538U1 (en) Device for preventing and extinguishing forest, industrial and emergency transport fires and laying of barrier strips with air-mechanical foam
RU2145680C1 (en) Foam generator (versions)
RU2474447C1 (en) Plant of modular fire suppression
RU2452542C1 (en) System of fire fighting in vertical reservoirs
RU2411053C1 (en) System of layer-by-layer fire extinguishing in volatile flammable liquid reservoirs and vibration foam generator
RU2401677C1 (en) Chamber of low-factor foam
RU2430760C1 (en) Vortex-type foam generator
RU2479332C1 (en) Foam generator of vortex type
CN106492377B (en) Foam fire-fighting extinguishing device and application thereof