RU2623923C1

RU2623923C1 - Method for fire extinguishing substance production and spray channel applicable for its implementation

Info

Publication number: RU2623923C1
Application number: RU2015156917A
Authority: RU
Inventors: Антон Валерьевич Селютин
Original assignee: Антон Валерьевич Селютин
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2017-06-29
Also published as: WO2017116286A1; EP3398659A1; EP3398659A4

Abstract

FIELD: fire safety.

SUBSTANCE: method for fire extinguishing substance production involves creation of a water stream and its passage through a spray channel. The spray channel is formed from the communicating and arranged one after another water flow and nozzle channels. The nozzle diameter is larger than the water flow channel diameter. The nozzle is a glass through which each water flow channel passes. The smallest angle between the inner wall of the glass and its bottom does not exceed 90 degrees. Thus, within each spray channel, a water flow rupture edge is formed, after passing through which the water flow is divided into a plurality of jointly moving individual microdroplets, followed by initiating a process of their chaotic reflection from the internal walls of the spray channel and colliding with each other, obtaining finely dispersed water dust at the spray channel outlet.

EFFECT: increased penetrating power of the extinguishing agent created.

4 cl, 13 dwg

Description

Предлагаемая группа изобретений относится к области водяного орошения и пожаротушения и может быть использована для тушения огня в автоматическом и ручном режиме, в стационарных и мобильных установках пожаротушения.The proposed group of inventions relates to the field of water irrigation and fire fighting and can be used to extinguish a fire in automatic and manual mode, in stationary and mobile fire extinguishing installations.

Из уровня техники известен способ получения водяного пара за счет принудительного вытеснения воды давлением 140-200 атм через распылительные головки [US5944113, МПК A62C31/05, A62C37/11, A62C37/14, B05B1/14, опубл. 31.08.1999]. Для обеспечения возможности распыления тумана с мелкими каплями в известных соплах распылительных головок выполняют проходные отверстия, в которых установливают различные механические препятствия. Такими механическими препятствиями могут быть, например, вращающаяся деталь, неподвижный запорный элемент определенной формы, винтовая пружина и т.д. The prior art method for producing water vapor by forced displacement of water with a pressure of 140-200 atm through the spray heads [US5944113, IPC A62C31 / 05, A62C37 / 11, A62C37 / 14, B05B1 / 14, publ. 08/31/1999]. To ensure the possibility of spraying fog with small drops in the known nozzles of the spray heads, through holes are made in which various mechanical obstacles are established. Such mechanical obstacles can be, for example, a rotating part, a fixed locking element of a certain shape, a coil spring, etc.

Существенный недостаток при использовании таких препятствий заключается в том, что они снижают эффективность распылительной головки. Это означает, что для получения распыления необходимого вида следует обеспечивать значительную рабочую мощность. Кроме того, наличие препятствий в соплах приводит к тому, что конструкции сопел и распылительных головок становятся довольно сложными. Такие сопла трудно изготавливать и их необходимо заключать в особые сопловые кожухи, установленные в корпус распылительной головки. В результате возрастает стоимость изготовления распылительной головки. A significant disadvantage when using such obstacles is that they reduce the efficiency of the spray head. This means that in order to obtain the desired spray pattern, significant operating power must be provided. In addition, the presence of obstacles in the nozzles leads to the fact that the design of the nozzles and spray heads become quite complex. Such nozzles are difficult to manufacture and must be enclosed in special nozzle housings mounted in the housing of the spray head. As a result, the manufacturing cost of the spray head increases.

В другом патенте [US5881958, МПК A62C31/02, B05B1/02, B05B1/04, опубл. 16.03.1999] описано сопло для нагнетания смеси мелкодиспергированных жидкостей, подобных туману. Чтобы получить однородно диспергированную смесь на всем протяжении распыления в соплах выполнены поверхности с выемками, которые побуждают струи жидкости создавать области отрицательного давления, отдаленные от поверхности переднего конца наконечника сопла. Для образования этих поверхностей с выемками необходима специальная механическая обработка, обусловленная их конфигурацией.In another patent [US5881958, IPC A62C31 / 02, B05B1 / 02, B05B1 / 04, publ. 03.16.1999] a nozzle for injecting a mixture of finely dispersed liquids like fog is described. In order to obtain a uniformly dispersed mixture throughout the spraying process, nozzles are provided with recesses that induce liquid jets to create negative pressure regions distant from the surface of the front end of the nozzle tip. For the formation of these surfaces with recesses requires special machining, due to their configuration.

Известно сопло для создания тумана [US2813753, МПК A62C31/22, B05B1/14, опубл. 19.11.1957], которое имеет проходные отверстия, заканчивающиеся соответствующими выемками, которые наклонены под углом по отношению к соответствующим проходным отверстиям. Выемки имеют небольшое отношение длины к диаметру, что в сочетании с указанным наклоном делает невозможным создание даже при высоких давлениях брызг тумана с высоким моментом количества движения. В известном документе описаны три механизма создания тумана. В первом механизме вода вытекает асимметрично из небольшого проходного отверстия напротив стенки выемки на периферии сопла; во втором механизме вода вытекает из небольших сходящихся проходных отверстий для выпуска, расположенных против друг друга; в третьем механизме вода вытекает из небольшого проходного отверстия для нагнетания при высоком давлении по отношению к выемке без соударения с выемкой. Два первых механизма обеспечивают возможность создания тумана при относительно низком давлении, но туман имеет низкий момент количества движения даже при повышении давления. Третий механизм позволяет создавать туман только при высоком давлении.Known nozzle for creating fog [US2813753, IPC A62C31 / 22, B05B1 / 14, publ. 19.11.1957], which has passage openings ending in corresponding recesses that are inclined at an angle with respect to the corresponding passage openings. The recesses have a small ratio of length to diameter, which, in combination with the indicated slope, makes it impossible to create fog spray with high angular momentum even at high pressures. A well-known document describes three mechanisms for creating fog. In the first mechanism, water flows asymmetrically from a small passage opening opposite the recess wall at the periphery of the nozzle; in the second mechanism, water flows from small converging through passage openings for release located opposite each other; in the third mechanism, water flows from a small passageway for injection at high pressure with respect to the recess without impacting the recess. The first two mechanisms make it possible to create fog at a relatively low pressure, but the fog has a low angular momentum even with increasing pressure. The third mechanism allows you to create fog only at high pressure.

Известен патент [RU2248826, МПК A62C31/02, 27.03.2005], в котором описаны несколько вариантов создания водяного тумана с мелкими частицами (огнетушащее вещество) посредством различных распылительных головок, в которых взаимозависимые по длине и ширине каналы, изготовленные сверлением, расположены последовательно друг за другом. При этом выдавливаемая под большим давлением 80-100 атм жидкость из камеры, через канал меньшего диаметра (канал подачи водяного потока) должна попадать на стенки канала большего диаметра (дюза) через конусный переход с одного диаметра на другой. При этом, для создания максимальной вихревой диспергации выдавливаемой жидкости, используется эффект поверхностного натяжения в канале большего диаметра. При этом максимальная диспергация вихревого водяного потока в описанном в указанном патенте способе и устройствах происходит на внешней кромке большего из двух каналов, то есть на внешней стороне распылительной головки. A patent is known [RU2248826, IPC A62C31 / 02, 03/27/2005], which describes several options for creating water mist with small particles (extinguishing agent) by means of various spray heads in which the channels made by drilling, interconnected in length and width, are arranged in series with each other after another. At the same time, the liquid squeezed out under a high pressure of 80-100 atm through the channel of a smaller diameter (water supply channel) should enter the walls of the channel of a larger diameter (nozzle) through a conical transition from one diameter to another. In this case, to create maximum vortex dispersion of the extruded liquid, the effect of surface tension in the channel of a larger diameter is used. In this case, the maximum dispersion of the vortex water flow in the method and devices described in the aforementioned patent occurs on the outer edge of the larger of the two channels, that is, on the outside of the spray head.

Недостатками указанного способа и устройств для его реализации является: 1. Необходимость большого давления в системе (140-200 атм) для обеспечения давления на входе оросителя 80-100 атм. Методом наблюдения работы указанных устройств выявлено, что при меньшем давлении, несмотря на обратное утверждение в патенте, эффект тумана не достигается по причинам, описанным в том же патенте. Наиболее точное описание конденсатного состояния распыляемой воды давлением менее 80 атм на оросителе с использованием указанного способа и устройств - это роса. 2. Требование к максимальной соосности взаимозависимых распылительных каналов, изготавливаемых высверливанием. 3. Жесткая взаимоувязанная зависимость длин и диаметров взаимозависимых распылительных каналов. 4. Значительный расход воды на удельную единицу теплоотдачи очага горения. 5. Высокая потребляемая мощность электромоторов (15-37кВт/на 100 л воды), обеспечивающих работу насосов высокого давления 140-200 атм. The disadvantages of this method and devices for its implementation is: 1. The need for high pressure in the system (140-200 atm) to provide a pressure at the inlet of the sprinkler 80-100 atm. By observing the operation of these devices, it was revealed that at lower pressure, despite the reverse statement in the patent, the fog effect is not achieved for the reasons described in the same patent. The most accurate description of the condensate state of the sprayed water with a pressure of less than 80 atm on the sprinkler using the indicated method and devices is dew. 2. The requirement for maximum alignment of interdependent spray channels made by drilling. 3. Rigid interdependent dependence of the lengths and diameters of interdependent spray channels. 4. Significant water consumption per unit heat transfer unit of the combustion zone. 5. High power consumption of electric motors (15-37 kW / per 100 l of water), ensuring the operation of high pressure pumps 140-200 atm.

Технические решения, описанные в этом патенте, принимаются за прототипы для заявляемых технических решений. Так, в сущности, известный способ получения огнетушащего вещества заключается в создании водяного потока и пропускании его через по меньшей мере один распылительный канал, при этом внутри каждого распылительного канала создают конусный переход для завихрения водяного потока. The technical solutions described in this patent are taken as prototypes for the claimed technical solutions. Thus, in essence, a known method for producing a fire extinguishing agent consists in creating a water stream and passing it through at least one spray channel, while a conical transition is created inside each spray channel to swirl the water stream.

Известный распылительный канал, применяемый для реализации описанного способа, в сущности, образован из двух сообщающихся и соосно расположенных канала подачи водяного потока и дюзы, причем диаметр дюзы выполнен больше диаметра канала подачи водяного потока. При этом в месте перехода из канала подачи водяного потока в дюзу образован конусообразный переход водяного потока.Known spray channel used to implement the described method, in essence, is formed from two communicating and coaxially located water supply channel and nozzle, and the diameter of the nozzle is made larger than the diameter of the water flow channel. At the same time, at the point of transition from the water supply channel to the nozzle, a cone-shaped transition of the water stream is formed.

Задачей настоящей группы изобретений является создание нового способа получения огнетушащего вещества и распылительного канала, применяемого для его реализации, с достижением следующего общего технического результата: повышение эффективности тушения локальных и объемных огневых очагов классов А и В любой категории сложности за счет повышения проникающей способности создаваемого огнетушащего вещества.The objective of this group of inventions is to create a new method for producing a fire extinguishing agent and a spray channel used for its implementation, with the achievement of the following general technical result: increasing the extinguishing efficiency of local and volumetric fire centers of classes A and B of any complexity category by increasing the penetrating capacity of the extinguishing agent being created .

Поставленная задача в части способа решена за счет того, что в известном способе получения огнетушащего вещества, включающем создание водяного потока и пропускание его через по меньшей мере один распылительный канал, согласно настоящему изобретению внутри каждого распылительного канала образуют по меньшей мере одну кромку срыва водяного потока, после перехода через которую водяной поток разбивают на множество совместно движущихся отдельных микрокапель с последующим инициированием процесса их хаотичного отражения от внутренних стенок распылительного канала и столкновения друг с другом, получая на выходе наружу из распылительного канала мелкодисперсную водяную пыль.The problem in part of the method is solved due to the fact that in the known method for producing a fire extinguishing agent, including creating a water stream and passing it through at least one spray channel, according to the present invention, at least one edge of the water flow breakdown is formed inside each spray channel, after passing through which the water flow is divided into many jointly moving individual microdroplets with the subsequent initiation of the process of their random reflection from internal walls ok the spray channel and collisions with each other, receiving fine water dust at the outlet out of the spray channel.

Возможен вариант, при котором после разбиения водяного потока его насыщают атмосферным воздухом путем всасывания атмосферного воздуха в распылительный канал после кромки срыва водяного потока, но до выхода наружу из распылительного канала.A variant is possible in which, after splitting the water stream, it is saturated with atmospheric air by suctioning the atmospheric air into the spray channel after the edge of the stall of the water stream, but before leaving the spray channel.

Поставленная задача в части распылительного канала решена за счет того, что в известном распылительном канале, применяемом для получения огнетушащего вещества, образованном из сообщающихся и расположенных друг за другом по меньшей мере одного канала подачи водяного потока и дюзы, при этом диаметр дюзы выполнен больше диаметра канала подачи водяного потока, согласно настоящему изобретению дюза представляет собой стакан, через дно которого проходит каждый канал подачи водяного потока, при этом наименьший угол между внутренней стенкой стакана и его дном выполнен не более 90 градусов.The problem in part of the spray channel is solved due to the fact that in the known spray channel used to obtain a fire extinguishing agent formed from at least one water supply channel and a nozzle communicating and located one after another, the nozzle diameter being larger than the channel diameter the water flow supply according to the present invention, the nozzle is a glass, through the bottom of which passes each channel of the water flow, the smallest angle between the inner wall with Akana and its bottom is made less than 90 degrees.

Возможен вариант, при котором дополнительно введен по меньшей мере один канал подачи воздуха, сообщающийся с дюзой вблизи ее дна.A variant is possible in which at least one air supply channel is additionally introduced, communicating with the nozzle near its bottom.

Таким образом, с помощью заявляемой группы изобретений повышается эффективность тушения локальных и объемных огневых очагов классов А и В любой категории сложности за счет повышения проникающей способности создаваемого огнетушащего вещества, благодаря способности создаваемого вещества, представляющего собой сверхплотный мелкодисперсный водяной туман, мгновенно заполнять защищаемый объем помещения, что свойственно, в основном, газовым объемным системам тушения пожара. Thus, with the help of the claimed group of inventions, the efficiency of extinguishing local and volumetric fire centers of classes A and B of any complexity category is increased by increasing the penetrating ability of the created extinguishing agent, due to the ability of the created substance, which is an ultra-dense finely divided water fog, to instantly fill the protected volume of the room, which is characteristic mainly of gas volumetric fire extinguishing systems.

Стоит отметить, что при возможном смешивании мелкодисперсной водяной пыли с атмосферным воздухом путем его всасывания в поток мелкодисперсных капель распыляемого водяного потока повышается эффективность получаемого с помощью основного технического решения огнетушащего вещества.It should be noted that with the possible mixing of finely divided water dust with atmospheric air by its absorption into the stream of finely divided drops of the sprayed water stream, the efficiency of the extinguishing agent obtained using the main technical solution increases.

При этом соответствие заявляемой группы изобретений критерию изобретательского уровня обосновывается следующим.Moreover, the compliance of the claimed group of inventions with the criterion of inventive step is justified by the following.

Распыляемая настоящим способом жидкая среда, в отличие от всех вышеописанных способов и устройств, определяется как поток совместно движущегося множества отдельных микрокапель, получающих избыточный заряд кинетической энергии избыточным давлением, принуждающим капли водяного потока к поступательному движению и стремлению ими высвободить накопленную энергию. Высвобождение накопленной энергии каждой отдельной микрокаплей происходит в момент ее выхода, на кромке срыва водяного потока, которая образована с помощью прохода канала подачи водяного потока через дно дюзы, расположенное под углом не более 90 градусов ко внутренней стенке дюзы. Причем поток мелких капель, сорвавшихся с кромки, стремится к внутренним стенкам дюзы. При этом каждая микрокапля приобретает индивидуальное ускорение и траекторию движения, в зависимости от количества накопленной кинетической энергии. При этом в физическом смысле все капли пытаются оттолкнуться друг от друга, увеличивая дистанцию убегания. Дальнейшая траектория движения подавляющего большинства отдельных капель преломляется стенками дюзы, направляя отраженные капли навстречу друг другу. Следует дальнейшее столкновение встречно движущихся капель, с еще большей диспергацией и увеличением числа свободно и хаотично движущихся капель. Процесс хаотичного отражения и столкновения свободных капель продолжается с увеличивающейся интенсивностью. На выходе из распылительного канала формируют мелкодиспергированное огнетушащее вещество, формулируемое как сверхплотный мелкодисперсный водяной туман, обладающий высокой проникающей способностью, способностью мгновенно заполнять защищаемый объем помещения и высокой эффективностью тушения локальных и объемных огневых очагов классов А и В, любой категории сложности.The liquid medium sprayed by this method, in contrast to all the above methods and devices, is defined as the flow of a jointly moving set of individual microdroplets receiving an excess charge of kinetic energy by excessive pressure, forcing droplets of the water flow to translate and strive to release the stored energy. The accumulated energy is released for each individual microdroplet at the time of its exit, at the edge of the stall of the water flow, which is formed by the passage of the water flow supply channel through the bottom of the nozzle, located at an angle of no more than 90 degrees to the inner wall of the nozzle. Moreover, the flow of small droplets, tearing off the edge, tends to the inner walls of the nozzle. Moreover, each microdroplet acquires an individual acceleration and a trajectory of motion, depending on the amount of kinetic energy accumulated. Moreover, in the physical sense, all the drops try to push themselves apart, increasing the runaway distance. The further trajectory of the vast majority of individual droplets is refracted by the nozzle walls, directing the reflected droplets towards each other. There follows a further collision of oncoming moving drops, with even greater dispersion and an increase in the number of freely and randomly moving drops. The process of chaotic reflection and collision of free drops continues with increasing intensity. At the exit of the spray channel, a finely dispersed extinguishing agent is formed, formulated as an ultra-dense finely dispersed water fog with high penetrating ability, the ability to instantly fill the protected volume of the room and the high efficiency of extinguishing local and volumetric fire centers of classes A and B, of any complexity category.

При этом в случае поступления атмосферного воздуха в дюзу микрокапли, обладающие большим зарядом кинетической энергии, захватывают слабозаряженные молекулы воздуха из воздушного потока, всасываемого методом инжекции в поток заряженных микрокапель, увеличивая тем самым собственную летучесть. Таким образом, формируется процесс инжекции воздуха в дюзу, с последующим формированием воздушно-капельного мелкодиспергированного огнетушащего вещества. In this case, in the case of atmospheric air entering the nozzle, microdroplets with a large charge of kinetic energy capture weakly charged air molecules from the air stream that is sucked by injection into the charged microdrops stream, thereby increasing intrinsic volatility. Thus, the process of air injection into the nozzle is formed, followed by the formation of an airborne finely dispersed extinguishing agent.

В отличие от других ранее описанных способов, где формирование мелкодисперсного водяного вещества обеспечивается эффектом поверхностного натяжения и связанного с этим вихревого закручивания водяной струи, находящейся под давлением 80 – 100 атм на входе оросителя, распыляемой на внешней кромке известных оросителей. Только при соблюдении указанных условий предлагаемого способа, согласно формуле изобретения формируется мелкодиспергированное огнетушащее вещество, формулируемое как сверхплотный мелкодисперсный водяной туман, обладающий высокой проникающей способностью, способностью мгновенно заполнять защищаемый объем помещения и высокой эффективностью тушения локальных и объемных огневых очагов классов А и В, любой категории сложности. В сущности, заявляемым способом образуют взвесь, т.е. множество водяных капель, накрывающих и окутывающих очаг пожара, с помощью распылительного канала создают условия их разбегания. Unlike other previously described methods, where the formation of a finely dispersed water substance is ensured by the effect of surface tension and the associated vortex swirling of a water jet at a pressure of 80-100 atm at the inlet of the sprinkler sprayed on the outer edge of the known sprinklers. Only subject to the specified conditions of the proposed method, according to the claims, a finely dispersed extinguishing agent is formed, formulated as an ultra-dense finely dispersed water fog with high penetrating ability, the ability to instantly fill the protected volume of the room and the high efficiency of extinguishing local and volumetric fire centers of classes A and B, of any category difficulties. In essence, the inventive method form a suspension, i.e. many water droplets covering and enveloping the fire, using the spray channel create the conditions for their dispersal.

А в случае всасывания воздуха имеет место быть двухкомпонентное вещество (смесь), поскольку вода и воздух работают совместно, в отличие от аналогов, в которых образуют однокомпонентное вещество. And in the case of air intake, there is a two-component substance (mixture), since water and air work together, unlike analogues, in which they form a one-component substance.

При этом экспериментально установлено, что эффект сверхплотного мелкодисперсного водяного тумана, способного мгновенно заполнять объем защищаемого помещения, достигается при существенно более низком давлении вещества, равном 30 – 60 атм (и давлении в системе пожаротушения 50-80 атм, соответственно), что обеспечивает существенно меньшее потребление электрической энергии, необходимой для работы как минимум одной насосной установки, формирующей водяной поток, подаваемый к кромке срыва.At the same time, it was experimentally established that the effect of superdense finely dispersed water fog, capable of instantly filling the volume of the protected room, is achieved at a significantly lower substance pressure of 30-60 atm (and pressure in the fire extinguishing system 50-80 atm, respectively), which ensures significantly less the consumption of electrical energy necessary for the operation of at least one pumping unit, forming a water flow supplied to the stall edge.

Сущность заявляемой группы изобретений и возможность ее практической реализации поясняется приведенным ниже описанием и чертежами. The essence of the claimed group of inventions and the possibility of its practical implementation is illustrated by the following description and drawings.

На Фиг. 1 – 7 показаны варианты реализации общего вида распылительного канала (вид сбоку в разрезе).In FIG. 1 to 7 show embodiments of a general view of a spray channel (sectional side view).

На Фиг. 8 – 9 показана форсунка, применяемая в распылительных головках разного типа.In FIG. 8 to 9 show a nozzle used in various types of spray heads.

На Фиг. 10 показано применение заявляемой группы изобретений в составе распылительной конической головки спринклерного типа (вид сбоку в разрезе).In FIG. 10 shows the use of the claimed group of inventions as part of a spray conical head sprinkler type (side view in section).

На Фиг. 11 показано применение заявляемой группы изобретений в составе распылительной цилиндрической головки спринклерного типа (вид сбоку в разрезе).In FIG. 11 shows the use of the claimed group of inventions as part of a spray cylinder head of a sprinkler type (side view in section).

На Фиг. 12 показано применение заявляемой группы изобретений в составе распылительной конической головки дренчерного типа (вид сбоку в разрезе).In FIG. 12 shows the use of the claimed group of inventions in the composition of the spray conical head deluge type (side view in section).

На Фиг. 13 показано применение заявляемой группы изобретений в составе распылительной цилиндрической головки дренчерного типа (вид сбоку в разрезе).In FIG. 13 shows the use of the claimed group of inventions in the composition of the spray cylindrical head of the deluge type (side view in section).

Способ получения огнетушащего вещества (Фиг. 1-13) включает создание водяного потока и пропускание его через по меньшей мере один распылительный канал, образованный из сообщающихся и расположенных друг за другом как соосно, так и несоосно под углом, отличающимся от 180°, по меньшей мере одного канала 1 подачи водяного потока (выполненного с возможностью сообщения с клапанным каналом распылительной головки) и дюзы 2, при этом диаметр дюзы 2 выполнен больше диаметра каждого канала 1 подачи водяного потока. Дюза 2 в общем случае представляет собой стакан, через дно которого проходит каждый канал 1 подачи водяного потока, при этом угол между внутренней стенкой стакана и его дном выполнен не более 90 градусов (≤ 90°), причем имеется в виду, наименьший из образующихся углов. Таким образом, внутри каждого распылительного канала образуют по меньшей мере одну кромку 3 срыва водяного потока, после перехода через которую водяной поток разбивают на множество совместно движущихся отдельных микрокапель с последующим инициированием процесса их хаотичного отражения от внутренних стенок распылительного канала и столкновения друг с другом, получая на выходе наружу из распылительного канала мелкодисперсную водяную пыль.A method of obtaining a fire extinguishing agent (Fig. 1-13) includes creating a water stream and passing it through at least one spray channel formed from communicating and arranged one after another both coaxially and coaxially at an angle different from 180 °, at least at least one channel 1 for supplying water flow (configured to communicate with the valve channel of the spray head) and nozzle 2, while the diameter of the nozzle 2 is larger than the diameter of each channel 1 for supplying a water stream. Dyuza 2 in the General case is a glass, through the bottom of which each channel 1 of the water flow passes, while the angle between the inner wall of the glass and its bottom is made no more than 90 degrees (≤ 90 °), and this means the smallest of the angles formed . Thus, at least one edge 3 of the disruption of the water flow is formed inside each spray channel, after passing through it the water flow is divided into many jointly moving individual microdrops with the subsequent initiation of the process of their random reflection from the inner walls of the spray channel and collision with each other, obtaining fine water dust exiting the spray channel.

После разбиения водяного потока его могут насыщать атмосферным воздухом путем всасывания атмосферного воздуха в распылительный канал после кромки 3 срыва водяного потока, но до выхода наружу из распылительного канала. Для этого в распылительный канал дополнительно может быть введен по меньшей мере один канал 4 подачи воздуха, сообщающийся с дюзой 2 вблизи ее дна, а именно между дном и местом соударения основного потока капель с внутренними стенками дюзы. При этом канал 1 подачи водяного потока входит в дно дюзы 2 под таким углом, чтобы исключить попадание большей части водяного потока в канал 4 подачи воздуха, т.е. при образовании распылительного канала учитывают взаимное расположение каналов 4 подачи воздуха и каналов 1 подачи водяного потока. Возможен вариант, когда канал 4 подачи воздуха примыкает к стенке дюзы 2 сразу после кромки 3 срыва водяного потока (Фиг. 1, 2, 4 – 7, 10 – 13). В этом случае канал 4 подачи воздуха обычно образуют с помощью сверла. Он может быть составным, т.е. в виде совокупности нескольких сообщающихся каналов, ведущих снаружи в дюзу 2. Возможен другой вариант, когда имеется воздушная камера 5 (Фиг. 2, 4, 9, 10, 12), образованная с помощью расположенной между каналом 1 подачи водяного потока и дюзой 2 стойки 6, в которой выполнены отверстия для прохода воздуха внутрь дюзы 2, и канал 4 подачи воздуха образован вокруг дюзы 2. Причем каналов 4 подачи воздуха может быть несколько и они могут быть расположены по окружности вокруг дюзы 2 (Фиг. 8). After splitting the water stream, it can be saturated with atmospheric air by suctioning the atmospheric air into the spray channel after the edge 3 of the disruption of the water stream, but before it leaves the spray channel. To this end, at least one air supply channel 4 can additionally be introduced into the spray channel, communicating with the nozzle 2 near its bottom, namely, between the bottom and the point of impact of the main stream of droplets with the inner walls of the nozzle. In this case, the channel 1 for supplying water flow enters the bottom of the nozzle 2 at an angle so as to prevent the ingress of most of the water stream into the channel 4 for air supply, i.e. when forming a spray channel, the relative position of the air supply channels 4 and the water flow channels 1 is taken into account. A variant is possible when the air supply channel 4 is adjacent to the nozzle wall 2 immediately after the edge 3 of the disruption of the water flow (Fig. 1, 2, 4 - 7, 10 - 13). In this case, the air supply channel 4 is usually formed using a drill. It can be composite, i.e. in the form of a combination of several communicating channels leading outside to the nozzle 2. Another option is possible when there is an air chamber 5 (Fig. 2, 4, 9, 10, 12) formed by means of a rack located between the water flow channel 1 and the nozzle 2 6, in which holes are made for the passage of air inside the nozzle 2, and the air supply channel 4 is formed around the nozzle 2. Moreover, the air supply channels 4 can be several and they can be located around the circumference around the nozzle 2 (Fig. 8).

Стоит отметить, что в прототипе для изготовления дюзы используется метод сверления, что обуславливает образование конуса в ней. В заявляемом распылительном канале дюзу 2 образуют методом фрезерования, что исключает образование конуса и позволяет добиться различных вариантов исполнения дна, например, плоского (Фиг. 1, 2, 6, 7) (без учета технологических скруглений по краям из-за использования фрезы), вогнутого или любой другой формы, при которой наименьший угол между дном и внутренней стенкой стакана дюзы 2 выполнен не более 90 градусов (≤ 90°). Т.е. в случае образования вогнутого дна угол отсчитывается между стенкой и касательной к окружности, содержащей дно, в случае наклонного дна (Фиг. 6) имеется в виду наименьший из двух углов между дном и стенкой, возможен также вариант выполнения дна в виде вдавленного конуса (Фиг. 3 – 5), через вершину которого проходит канал 1 подачи водяного потока. Причем стенки дюзы 2 также могут быть выполнены наклонными (Фиг. 6). А каналов 1 подачи водяного потока может быть выполнено несколько (Фиг. 7), в месте перехода из каждого канала 1 в дюзу 2 образована кромка 3 срыва водяного потока.It is worth noting that in the prototype for the manufacture of nozzles the drilling method is used, which leads to the formation of a cone in it. In the inventive spray channel, the nozzle 2 is formed by the milling method, which eliminates the formation of a cone and allows you to achieve various options for the execution of the bottom, for example, flat (Fig. 1, 2, 6, 7) (excluding technological rounding at the edges due to the use of the cutter), concave or any other shape in which the smallest angle between the bottom and the inner wall of the nozzle nozzle 2 is made no more than 90 degrees (≤ 90 °). Those. in the case of the formation of a concave bottom, the angle is counted between the wall and the tangent to the circle containing the bottom; in the case of an inclined bottom (Fig. 6), the smallest of the two angles between the bottom and the wall is meant, and the bottom can also be made as an indented cone (Fig. 3 - 5), through the top of which passes the channel 1 for supplying a water stream. Moreover, the nozzle wall 2 can also be made inclined (Fig. 6). And there can be several channels of water flow supply (Fig. 7), at the place of transition from each channel 1 to nozzle 2, an edge 3 of disruption of the water stream is formed.

При этом угол, под которым канал 1 подачи водяного потока проходит через дно дюзы 2 не влияет на достижение технического результата, так же как и форма дна и соосность или несоосность расположения канала 1 подачи водяного потока и дюзы 2. Поскольку основное значение имеет образующаяся при прохождении канала 1 подачи водяного потока через дно дюзы 2 кромка 3 срыва водяного потока именно внутри распылительного канала, в отличие от прототипа, где на выходе из распылительного канала наружу образована кромка срыва для уже завихренного с помощью конусного перехода водяного потока. В заявляемом техническом решении предпринято все, чтобы в месте перехода из канала 1 подачи водяного потока в дюзу 2 не происходило завихрение водяного потока, а, наоборот, происходило его множественное разбиение.Moreover, the angle at which the channel 1 for supplying water flow passes through the bottom of the nozzle 2 does not affect the achievement of the technical result, as well as the shape of the bottom and the alignment or misalignment of the channel 1 for supplying the water stream and nozzle 2. Since the main value is formed when passing through channel 1 for supplying water flow through the bottom of the nozzle 2 edge 3 of the stall of the water flow exactly inside the spray channel, in contrast to the prototype, where at the outlet of the spray channel outward, a stall edge is formed for already swirled with nusny transition of a water stream. In the claimed technical solution, everything was done so that in the place of transition from the channel 1 for supplying the water flow to the nozzle 2, the turbulence of the water flow would not occur, but, on the contrary, its multiple partition would occur.

Дюза 2 и каналы 4 подачи воздуха могут быть образованы как в теле распылительной головки, так и выполнены в виде отдельной форсунки 7 (Фиг. 8, 9), вставляемой или вкручивающейся в распылительную головку соответственно каналу 1 подачи водяного потока.The air inlet 2 and the air supply channels 4 can be formed both in the body of the spray head, and are made in the form of a separate nozzle 7 (Fig. 8, 9), inserted or screwed into the spray head according to the channel 1 of the water flow.

В распылительной головке может применяться как распылительные каналы отдельно (Фиг. 3), так и вместе с каналом 4 подачи воздуха (Фиг. 1 – 2, 4 – 7, 10 – 13), а также их различные комбинации (Фиг. 10, 12).In the spray head can be used as spray channels separately (Fig. 3), and together with the channel 4 of the air supply (Fig. 1 - 2, 4 - 7, 10 - 13), as well as their various combinations (Fig. 10, 12 )

С помощью заявляемой группы изобретений предлагается создание огнетушащего вещества, содержащего в качестве активных компонентов пресную или опресненную морскую воду и атмосферный воздух (в случае его всасывания). Using the claimed group of inventions, it is proposed to create a fire extinguishing substance containing, as active components, fresh or desalinated sea water and atmospheric air (if sucked).

По меньшей мере один распылительный канал применяется в составе системы пожаротушения (на чертеже не показано), включающей распылительные головки (Фиг. 10 – 13), систему (на чертеже не показано) компоновки перечисленных элементов, соединительный трубопровод (на чертеже не показано), трубные соединения (на чертеже не показано), гибкие рукава (на чертеже не показано) и соединения (на чертеже не показано), клапанные устройства (на чертеже не показано) управления и насосные установки (на чертеже не показано) с электрическим и пневматическим приводом, совместно обеспечивающие подачу огнетушащего вещества к источнику горения.At least one spray channel is used as part of a fire extinguishing system (not shown in the drawing), including spray heads (Figs. 10-13), a system (not shown in the drawing) of the arrangement of the above elements, a connecting pipe (not shown in the drawing), pipe connections (not shown in the drawing), flexible hoses (not shown in the drawing) and connections (not shown in the drawing), valve devices (not shown in the drawing) controls and pump units (not shown in the drawing) with electric and pneumatic drives m, together providing a supply of extinguishing agent to the source of combustion.

На Фиг. 10 – 13 показано применение заявляемой группы изобретений в составе распылительных головок различного типа.In FIG. 10 to 13 show the use of the claimed group of inventions in the composition of spray heads of various types.

На Фиг. 10 приведена распылительная коническая головка спринклерного типа. Коническая форма корпуса 8 головки обуславливается необходимостью направить выходное отверстие дюзы 2, расположенной внутри вкручиваемой форсунки 7, имеющей также воздушную камеру 5 и как минимум один канал 4 подачи воздуха, под углом 75 - 30 градусов к защищаемой поверхности. Форсунка 7 имеет резьбу и вкручивается в корпус 8 распылительной головки соответственно каналу 1 подачи водяного потока. Корпус 8 снабжен уплотнением 9 и резьбой (на чертеже показано условно) посадки головки в сборе в трубный адаптер (на чертеже не показано). С обратной стороны в корпус 8 вкручивается имеющая резьбу гайка 10 с как минимум одним сквозным отверстием (на чертеже не показано), обеспечивающим подачу воды из трубы (на чертеже не показано), через трубный адаптер (на чертеже не показано) в клапанный канал 11 головки, резиновое уплотнение 12 и сетчатый фильтр 13, предотвращающий попадание внутрь головки любых механических примесей или взвесей. Внутри головки вытачивается клапанный канал 11, обеспечивающий перемещение штока 14 запорного клапана и сообщающийся с каналом 1 подачи водяного потока. Шток 14 запорного клапана с резиновыми уплотнениями 15 располагается внутри корпуса 8, продольно клапанному каналу 11, совместно с гайкой 10 корпуса 8 обеспечивающими удержание воды в трубопроводе (на чертеже не показано) до момента срабатывания (разрыва) термозависимой колбы 16. Термозависимая колба 16 располагается в корзинке корпуса 8, имеющей как минимум одно фрезеруемое окно 17 для обеспечения подачи нагретого огневым очагом воздуха к колбе 16. Колба 16 удерживает шток 14 запорного клапана внутри гайки 10 и фиксируется стопорным винтом 18. Стопорный винт 18, имеющий резьбу и вкручиваемый в торец корзинки корпуса 8, предназначен для удержания и стопорения термозависимой колбы 16 в рабочем положении. При разрыве колбы 16 шток 14 запорного клапана освобождается и напором воды, находящейся под давлением 40 - 60 кг/см², выходит из гайки 10, тем самым обеспечивая подачу воды через клапанный канал 11 в как минимум один распылительный канал, и образованное в нем огнетушащее вещество направляется наружу к защищаемой поверхности.In FIG. 10 shows a sprinkler-type spray cone head. The conical shape of the head housing 8 is determined by the need to direct the outlet of the nozzle 2 located inside the screwed nozzle 7, which also has an air chamber 5 and at least one air supply channel 4, at an angle of 75-30 degrees to the surface to be protected. The nozzle 7 is threaded and screwed into the housing 8 of the spray head according to the channel 1 for supplying water flow. The housing 8 is equipped with a seal 9 and a thread (conventionally shown in the drawing) for fitting the complete head into a pipe adapter (not shown in the drawing). On the reverse side, a threaded nut 10 is screwed into the housing 8 with at least one through hole (not shown in the drawing) providing water supply from the pipe (not shown in the drawing) through a pipe adapter (not shown in the drawing) into the valve channel 11 of the head , a rubber seal 12 and a strainer 13, preventing any mechanical impurities or suspensions from entering the head. Inside the head, a valve channel 11 is machined, providing movement of the shutter valve stem 14 and communicating with the water supply channel 1. The stem 14 of the shut-off valve with rubber seals 15 is located inside the housing 8, longitudinally to the valve channel 11, together with a nut 10 of the housing 8 providing water retention in the pipeline (not shown) until the actuation (rupture) of the thermally dependent flask 16. The thermally dependent flask 16 is located in a basket of the housing 8 having at least one milled window 17 for supplying air heated by the fire source to the flask 16. The flask 16 holds the rod 14 of the shut-off valve inside the nut 10 and is fixed by the locking screw 18. Stop the first screw 18 having a threaded end and is screwed into the basket body 8 is designed for holding and locking the bulb 16 are temperature dependent in the operating position. When the flask 16 ruptures, the shut-off valve stem 14 is released and the pressure of water under a pressure of 40-60 kg / cm ² leaves the nut 10, thereby providing water supply through the valve channel 11 to at least one spray channel and a fire extinguishing the substance goes out to the surface to be protected.

На Фиг. 11 показана реализация заявляемой группы изобретений на примере распылительной цилиндрической головки спринклерного типа. Принцип работы данной головки полностью совпадает с принципом работы описанной выше конической головки спринклерного типа. При этом цилиндрическая форма корпуса 8 обусловлена необходимостью взаимоувязанно расположить канал 1 подачи водяного потока, соединить его с дюзой 2, связанные с нею воздушную камеру 5 и канал 4 подачи воздуха строго относительно друг-друга, и направить выходное отверстие дюзы под углом 75 - 30 градусов к защищаемой поверхности. In FIG. 11 shows the implementation of the claimed group of inventions by the example of a spray cylinder head of a sprinkler type. The principle of operation of this head fully coincides with the principle of operation of the conical head of the sprinkler type described above. In this case, the cylindrical shape of the housing 8 is due to the need to interconnect the water supply channel 1, connect it to the nozzle 2, the associated air chamber 5 and the air supply channel 4 strictly relative to each other, and direct the nozzle outlet at an angle of 75 - 30 degrees to the protected surface.

На Фиг. 12 показана реализация заявляемой группы изобретений на примере распылительной конической головки дренчерного типа. Коническая форма корпуса 19 обусловлена необходимостью направить выходное отверстие дюзы 2, расположенной внутри вкручиваемой форсунки 7, имеющей также воздушную камеру 6 и как минимум один канал 4 подачи воздуха, под углом 75 - 30 градусов к защищаемой поверхности. Форсунка 7 имеет резьбу и вкручивается в корпус 19 распылительной конической головки дренчерного типа соответственно каналу 1 подачи водяного потока. Корпус 19 снабжен уплотнением 20 и резьбой посадки головки в сборе в трубный адаптер (на чертеже не показано). В корпус 19 вкручивается имеющая резьбу гайка 21 с как минимум одним сквозным отверстием (на чертеже не показано), обеспечивающим подачу воды из трубы (на чертеже не показано), через трубный адаптер (на чертеже не показано) в клапанный канал 22 головки, резиновое уплотнение (на чертеже не показано) и сетчатый фильтр 23, предотвращающий от попадания внутрь головки любых механических примесей или взвесей. Внутри головки вытачивается внутренняя камера (клапанный канал 22). По команде, после открытия внешнего запорного устройства (на чертеже не показано), напор воды, находящейся под давлением 40 - 60 кг/см², проходит через гайку 21, внутреннюю камеру (клапанный канал 22) и как минимум один канал 1 подачи водяного потока к кромке 3 срыва водяного потока бесконечного множества независимых микрокапель, стремящихся к стенкам дюзы 2. Куда, посредством воздушной камеры 5 и как минимум одного канала 4 подачи воздуха, расположенных совместно с дюзой 2, внутри вкручиваемой в корпус 19 форсунки 7, подается атмосферный воздух, захватываемый хаотично движущимися микрокаплями, в целом составляющими поток всасывания и смешивания, который, в свою очередь, стремится наружу головки, высвобождая накопленную потенциальную энергию микрокапель, тем самым формируя высоко диспергированное насыщенное молекулами воздуха облако водяной пыли, иначе именуемое "плотный высокодисперсный водяной туман".In FIG. 12 shows the implementation of the claimed group of inventions by the example of a spray conical head of the deluge type. The conical shape of the housing 19 is due to the need to direct the outlet of the nozzle 2 located inside the screw nozzle 7, which also has an air chamber 6 and at least one air supply channel 4, at an angle of 75-30 degrees to the surface to be protected. The nozzle 7 is threaded and screwed into the housing 19 of the spray conical head of the deluge type, respectively, to the channel 1 for supplying a water stream. The housing 19 is provided with a seal 20 and a thread to fit the complete head into the pipe adapter (not shown in the drawing). A threaded nut 21 is screwed into the housing 19 with at least one through hole (not shown in the drawing) providing water supply from the pipe (not shown in the drawing) through a pipe adapter (not shown in the drawing) to the valve channel 22 of the head, rubber seal (not shown) and a strainer 23, which prevents any mechanical impurities or suspensions from getting into the head. An internal chamber (valve channel 22) is machined inside the head. On command, after opening the external locking device (not shown in the drawing), the pressure of water under a pressure of 40-60 kg / cm ² passes through a nut 21, an internal chamber (valve channel 22) and at least one channel 1 for supplying water flow to the edge 3 of the disruption of the water flow of an infinite number of independent microdroplets tending to the walls of the nozzle 2. Where, through the air chamber 5 and at least one channel 4 of the air supply, located together with the nozzle 2, atmospheric air is supplied inside the nozzle 7 screwed into the housing 19, capture Tyva chaotically moving microdroplets, generally constituting the suction and mixing flow which, in turn, seeks out the head, releasing the stored potential energy of microdroplets, thereby forming highly dispersed saturated air molecules cloud of mist, otherwise referred to as "dense superfine water mist."

На Фиг. 13 показана реализация заявляемой группы изобретений на примере распылительной цилиндрической головки дренчерного типа. Принцип работы данной головки полностью совпадает с принципом работы описанной выше конической головки дренчерного типа. При этом цилиндрическая форма корпуса 19 обуславливается необходимостью взаимоувязанно расположить канал 1 подачи водяного потока, соответственно к нему располагаемую дюзу 2, связанные с нею воздушную камеру 5 и канал 4 подачи воздуха строго относительно друг друга, и направить выходное отверстие дюзы 2 под углом 75 - 30 градусов к защищаемой поверхности. In FIG. 13 shows the implementation of the claimed group of inventions by the example of a spray cylinder head of a deluge type. The principle of operation of this head fully coincides with the principle of operation of the conical head of the deluge type described above. In this case, the cylindrical shape of the housing 19 is determined by the need to interconnect the water supply channel 1, the disposable nozzle 2 to it, the associated air chamber 5 and the air supply channel 4 strictly relative to each other, and direct the nozzle outlet 2 at an angle of 75 - 30 degrees to the protected surface.

Высвобождение накопленной энергии каждой отдельной микрокаплей происходит через клапанный канал 6 распылительной головки 7 в момент выхода из выходного канала 4. При этом каждая микрокапля приобретает индивидуальное ускорение и траекторию движения, в зависимости от количества накопленной кинетической энергии. При этом в физическом смысле все капли пытаются оттолкнуться друг от друга, увеличивая дистанцию убегания. Дальнейшая траектория движения подавляющего большинства отдельных капель преломляется стенками камеры 5 смешивания, направляя отраженные капли навстречу друг другу. Следует дальнейшее столкновение встречно движущихся капель, с еще большей диспергацией и увеличением числа свободно и хаотично движущихся капель. Процесс хаотичного отражения и столкновения свободных капель продолжается с увеличивающейся интенсивностью. При этом микрокапли, обладающие большим зарядом кинетической энергии, захватывают слабозаряженные молекулы воздуха из воздушного потока, увеличивая тем самым собственную летучесть. Таким образом формируется процесс инжекции воздуха по каналу 3 подачи атмосферного воздуха в камеру 5 смешивания, с последующим формированием воздушно-капельного мелкодиспергированного огнетушащего вещества, формулируемого как сверхплотный мелкодисперсный водяной туман, обладающий высокой проникающей способностью, способностью мгновенно заполнять защищаемый объем помещения и высокой эффективностью тушения локальных и объемных огневых очагов классов А и В, любой категории сложности.The accumulated energy is released for each individual microdroplet through the valve channel 6 of the spray head 7 at the time of exit from the output channel 4. In this case, each microdroplet acquires an individual acceleration and a trajectory of movement, depending on the amount of accumulated kinetic energy. Moreover, in the physical sense, all the drops try to push themselves apart, increasing the runaway distance. The further trajectory of the vast majority of individual drops is refracted by the walls of the mixing chamber 5, directing the reflected drops towards each other. There follows a further collision of oncoming moving drops, with even greater dispersion and an increase in the number of freely and randomly moving drops. The process of chaotic reflection and collision of free drops continues with increasing intensity. At the same time, microdroplets with a large charge of kinetic energy capture weakly charged air molecules from the air stream, thereby increasing their own volatility. Thus, the process of air injection is formed through the channel 3 of supplying atmospheric air into the mixing chamber 5, followed by the formation of an airborne droplet of finely dispersed extinguishing agent, formulated as an ultra-dense finely dispersed water fog with high penetrating ability, the ability to instantly fill the protected volume of the room and high extinguishing efficiency of local and volumetric fire centers of classes A and B, of any category of complexity.

После проведения ряда экспериментальных исследований было установлено, что наиболее эффективным является размер диаметра канала 1 подачи водяного потока, равный 0,5 – 1,0 мм, а диаметр дюзы 2 должен быть кратен диаметру канала 1 подачи водяного потока в соотношении 1:5 – 1:10. При этом длина канала 1 подачи водяного потока должна быть минимально 2 мм и максимально 10 мм, а длина дюзы 2 должна иметь кратность 2 – 3 относительно ее диаметра. Для обеспечения формирования воздушного потока и эффективного всасывания молекул воздуха в поток заряженных микрокапель под давлением 30 - 60 атм, минимум один канал 4 подачи воздуха располагается максимально близко, но не ближе 1,0 мм к кромке 3 срыва водяного потока, под углом 35 – 45° к плоскости кромки 3 срыва водяного потока. При этом эффективный диаметр канала 4 подачи воздуха должен быть 1,0 – 3,0 мм. After a series of experimental studies, it was found that the most effective is the size of the diameter of the channel 1 for supplying a water stream, equal to 0.5 - 1.0 mm, and the diameter of the nozzle 2 should be a multiple of the diameter of the channel 1 for supplying a water stream in a ratio of 1: 5 - 1 :10. At the same time, the length of the channel 1 for supplying the water flow should be at least 2 mm and at most 10 mm, and the length of the nozzle 2 should have a multiplicity of 2 - 3 relative to its diameter. To ensure the formation of an air flow and efficient absorption of air molecules into the flow of charged microdroplets under a pressure of 30-60 atm, at least one air supply channel 4 is located as close as possible, but not closer than 1.0 mm to the edge 3 of the stall of the water stream, at an angle of 35-45 ° to the plane of the edge 3 stall water flow. In this case, the effective diameter of the air supply channel 4 should be 1.0 - 3.0 mm.

Claims

1. A method of producing a fire extinguishing substance, including creating a water stream and passing it through at least one spray channel, characterized in that at least one edge of the stall of the water stream is formed inside each spray channel, after which the water stream is divided into many together moving individual microdroplets with the subsequent initiation of the process of their random reflection from the inner walls of the spray channel and collision with each other, getting out from spray channel fine water dust.

2. The method according to claim 1, characterized in that after splitting the water stream, it is saturated with atmospheric air by suctioning the atmospheric air into the spray channel after the edge of the stall of the water stream, but before leaving the spray channel.

3. The spray channel used to obtain the extinguishing agent, formed from communicating and located one after another at least one channel for supplying a water stream and a nozzle, while the diameter of the nozzle is larger than the diameter of the channel for supplying a water stream, characterized in that the nozzle is a glass , through the bottom of which each channel of the water flow passes, while the smallest angle between the inner wall of the glass and its bottom is made no more than 90 degrees.

4. The spray channel according to claim 3, characterized in that at least one air supply channel is additionally introduced, in communication with the nozzle near its bottom.