Способ кочетова создания дальнобойной газокапельной струи и устройство для его осуществления

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй повышенной дальнобойности и может использоваться в противопожарной технике, в сельском хозяйстве при орошении земель и других отраслях, связанных с необходимостью создания дальнобойных газожидкостных струй. В способе создания дальнобойной газокапельной струи осевую систему подачи газа осуществляют через кольцевой канал между внутренней поверхностью корпуса, выполненного в виде цилиндрической гильзы, и внешнюю цилиндрическую поверхность подводящего жидкость патрубка. Патрубок располагают осесимметрично и коаксиально цилиндрическому корпусу и закрепляют в нем посредством по крайней мере трех радиально расположенных спиц. Осевую подачу жидкости осуществляют через подводящий патрубок и последовательно соединенные и соосные с ним конфузор и цилиндрическое сопло. Тангенциальную подачу жидкости осуществляют через коаксиальные с цилиндрическим корпусом и закрепленные на нем две вихревые кольцевые камеры, разделенные между собой кольцевой перегородкой и имеющие соответственно патрубки для подачи жидкости. В каждой кольцевой камере выполняют по крайней мере три подводящих жидкость тангенциальных канала и соединяют кольцевые камеры с цилиндрической полостью корпуса, представляющей собой камеру смешения. Направление тангенциальных каналов в кольцевых камерах выполняют противоположным. Соосно камере смешения к корпусу прикрепляют профилированное сопло. Для осуществления способа заявлено устройство для создания дальнобойной газокапельной струи. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности генерации мелкодисперсных газокапельных струй повышенной дальнобойности. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй повышенной дальнобойности и может использоваться в противопожарной технике, в сельском хозяйстве при орошении земель и других отраслях, связанных с необходимостью создания дальнобойных газожидкостных струй.

Наиболее близким объектом заявленного устройства является установка для создания газокапельной струи по патенту РФ №2487763, которая содержит систему подачи жидкости и газа и газодинамическое сопло с камерой смешения жидкости и газа.

Недостаток известного устройства заключается в невозможности увеличения с помощью известных средств дальности полета газокапельной струи свыше 50 м, что необходимо, например, для тушения пожаров в многоэтажных зданиях и высотных сооружениях. Кроме того, сравнительно невелика мелкодисперсность газокапельных струй.

Технический результат - повышение эффективности генерации мелкодисперсных газокапельных струй повышенной дальнобойности.

Это достигается тем, что в способе создания дальнобойной газокапельной струи, заключающемся в том, что систему подачи жидкости в цилиндрическом корпусе организуют по двум направлениям, включающим осевую и тангенциальную подачу жидкости, при этом одновременно осуществляют осевую подачу газа, при этом осевую систему подачи газа осуществляют через кольцевой канал между внутренней поверхностью корпуса, выполненного в виде цилиндрической гильзы, и внешнюю цилиндрическую поверхность подводящего жидкость патрубка, который располагают осесимметрично и коаксиально цилиндрическому корпусу, и закрепляют в нем посредством, по крайней мере, трех радиально расположенных спиц, а осевую подачу жидкости осуществляют через подводящий патрубок и последовательно соединенные и соосные с ним конфузор и цилиндрическое сопло, при этом тангенциальная подачу жидкости осуществляют через коаксиальные с цилиндрическим корпусом и закрепленные на нем две вихревые кольцевые камеры, разделенные между собой кольцевой перегородкой и имеющие соответственно патрубки для подачи жидкости, при этом в каждой кольцевой камере выполняют, по крайней мере, три подводящих жидкость тангенциальных каналов, и соединяют кольцевые камеры с цилиндрической полостью корпуса, представляющей собой камеру смешения, при этом направление тангенциальных каналов в кольцевых камерах выполняют противоположным, а соосно камере смешения к корпусу прикрепляют профилированное сопло.

На фиг.1 изображено устройство для реализации способа создания дальнобойной газокапельной струи, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.

Устройство для создания дальнобойной газокапельной струи (фиг.1) содержит систему подачи жидкости по двум направлениям, включающую осевую и тангенциальную подачу жидкости, а также осевую систему подачи газа через кольцевой канал 17 между внутренней поверхностью корпуса 5, выполненного в виде цилиндрической гильзы, и внешнюю цилиндрическую поверхность подводящего жидкость патрубка 1, который расположен осесимметрично и коаксиально цилиндрическому корпусу 5, и закреплен в нем посредством, по крайней мере, трех радиально расположенных спиц 2. Газ (воздух) подается под давлением, например, от турбокомпрессорной установки, являющейся частью системы подачи газа (на чертеже не показано).

Осевая подача жидкости осуществляется через подводящий патрубок 1 и последовательно соединенные и соосные с ним конфузор 3 и цилиндрическое сопло 4.

Тангенциальная подача жидкости осуществляется через коаксиальные с цилиндрическим корпусом 5 и закрепленные на нем две вихревые кольцевые камеры 6 и 15, разделенные между собой кольцевой перегородкой 14, и имеющие соответственно патрубки 7 и 16 для подачи жидкости, при этом в каждой кольцевой камере 6 и 15 выполнены, по крайней мере, три подводящие жидкость тангенциальных каналов 8 и 9 (фиг. 2), соединяющих кольцевые камеры 6 и 15 с камерой смешения 10 корпуса 5, представляющей собой камеру, где происходит образование двухфазного газожидкостного мелкодисперсного потока, при этом направление тангенциальных каналов 8 и 9 в кольцевых камерах 6 и 15 выполнено противоположным. Соосно камере смешения 10 к корпусу 5 прикреплено профилированное сопло, выполненное в виде двух последовательно соединенных конфузоров 11 и 12, причем у первого конфузора 11, соединенного с цилиндрической полостью корпуса 5, угол при вершине конуса конической обечайки меньше, чем у второго конфузора 12, соединенного с выходным соплом 13, поперечное сечение которого на выходе может быть выполнено круглым, прямоугольным или эллиптическим.

Способ для создания дальнобойной газокапельной струи осуществляют следующим образом.

Устройство перемещают в исходное положение с помощью транспортного средства (на чертеже не показано) и направляют в сторону объекта, к которому должна осуществляться подача газокапельной струи, посредством управляющего воздействия системы управления перемещением сопла (на чертеже не показано). Включают турбокомпрессорную установку, являющуюся частью системы подачи газа и ускоренный воздушный поток из выходного устройства силовой установки направляют в кольцевой канал 17 между внутренней поверхностью корпуса 5, выполненного в виде цилиндрической гильзы, и внешнюю цилиндрическую поверхность подводящего жидкость патрубка 1, а из него - в камеру смешения 10, где происходит образование двухфазного газожидкостного мелкодисперсного потока.

Вихревые потоки жидкости, закрученные в противоположных направлениях жидкости в кольцевых камерах 6 и 15, впрыскиваются в камеру смешения 10 через размещенные в ней рядами тангенциальные каналы 8 и 9, которые смешиваются с набегающим воздушным потоком, в результате чего образуется газокапельный поток. Максимальные значения давления воздуха на входе в сопло и относительной концентрации воды в двухфазном потоке выбираются из условия предельно плотной упаковки частиц воды в воздушном потоке: gP=5,7108 Па, где P - давление газа на входе в сопло; g - относительная концентрация воды в двухфазном потоке. Для достижения необходимой (свыше 50 м) дальности полета газокапельной струи давление газа (воздуха) на входе в сопло должно превышать:

P=5,5105 Па;

g=Gввoд/Gвoз=4,9,

где Gввод=26 кг/с - массовый расход воды; Gвоз=5,3 кг/с - массовый расход воздуха; Tсм=298 K - температура двухфазного потока; L=1500 мм - длина корпуса 5 цилиндрической гильзы с соплом 11; D=50 мкм - средний диаметр капель воды в воздушном потоке.

Созданный в камере смешения 10 двухфазный поток при указанных выше параметрах разгоняется в профилированном канале сопла 11 с конфузором 12 и выходным соплом 13. Использование кольцевого сопла позволяет компактировать газокапельную струю при относительно однородном распределении капель воды по сечению струи.

Обоснование технического результата по заявке №2014101441/05(002048)

Технический результат - повышение эффективности генерации мелкодисперсных газокапельных струй повышенной дальнобойности.

Вихревые потоки жидкости, закрученные в противоположных направлениях жидкости в кольцевых камерах 6 и 15, впрыскиваются в камеру смешения 10 через размещенные в ней рядами тангенциальные каналы 8 и 9, которые смешиваются с набегающим воздушным потоком, в результате чего образуется газокапельный поток.

Максимальные значения давления воздуха на входе в сопло и относительной концентрации воды в двухфазном потоке выбираются из условия предельно плотной упаковки частиц воды в воздушном потоке:

gP=5,7108 Па,

где P - давление газа на входе в сопло;

g - относительная концентрация воды в двухфазном потоке.

Для достижения необходимой (свыше 50 м) дальности полета газокапельной струи давление газа (воздуха) на входе в сопло должно превышать Р=5,5105 Па;

g=Gввoд/Gвoз=4,9,

где Gввод=26 кг/с - массовый расход воды; Gвоз=5,3 кг/с - массовый расход воздуха;

Например, при температуре 25C (по Кельвину Тсм=298 K) - температура (смешанного) двухфазного потока;

L=1500 мм - длина корпуса 5 цилиндрической гильзы с соплом 11;

D=50 мкм - средний диаметр капель воды в воздушном потоке.

Созданный в камере смешения 10 двухфазный поток при указанных выше параметрах разгоняется в профилированном канале сопла 11 с конфузором 12 и выходным соплом 13.

При таких параметрах дальность полета газокапельной струи свыше 50 м.

Использование кольцевого сопла позволяет компактировать газокапельную струю при относительно однородном распределении капель воды по сечению струи.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что двухфазный поток, параметры которого выбираются согласно вышеуказанным условиям, разгоняется в газодинамическом корпусе до скорости, при которой дальность полета газокапельной струи составляет 65 м.

Предложенное изобретение может использоваться в различных отраслях техники, где требуется генерация дальнобойных газокапельных струй, дальность полета которых превышает 50 м. Наиболее эффективно использование изобретения в противопожарной технике, особенно при тушении пожаров в труднодоступных очагах и объектах, и в сельском хозяйстве при орошении земель.

1.Способ создания дальнобойной газокапельной струи, заключающийся в том, что систему подачи жидкости в цилиндрическом корпусе организуют по двум направлениям, включающим осевую и тангенциальную подачу жидкости, при этом одновременно осуществляют осевую подачу газа, отличающийся тем, что осевую систему подачи газа осуществляют через кольцевой канал между внутренней поверхностью корпуса, выполненного в виде цилиндрической гильзы, и внешнюю цилиндрическую поверхность подводящего жидкость патрубка, который располагают осесимметрично и коаксиально цилиндрическому корпусу и закрепляют в нем посредством по крайней мере трех радиально расположенных спиц, а осевую подачу жидкости осуществляют через подводящий патрубок и последовательно соединенные и соосные с ним конфузор и цилиндрическое сопло, при этом тангенциальную подачу жидкости осуществляют через коаксиальные с цилиндрическим корпусом и закрепленные на нем две вихревые кольцевые камеры, разделенные между собой кольцевой перегородкой и имеющие соответственно патрубки для подачи жидкости, при этом в каждой кольцевой камере выполняют по крайней мере три подводящие жидкость тангенциальных канала и соединяют кольцевые камеры с цилиндрической полостью корпуса, представляющей собой камеру смешения, при этом направление тангенциальных каналов в кольцевых камерах выполняют противоположным, а соосно камере смешения к корпусу прикрепляют профилированное сопло.

2. Устройство для создания дальнобойной газокапельной струи, содержащее систему подачи жидкости по двум направлениям, включающим осевую и тангенциальную подачу жидкости, а также осевую систему подачи газа, отличающееся тем, что осевую систему подачи газа осуществляют через кольцевой канал между внутренней поверхностью корпуса, выполненного в виде цилиндрической гильзы, и внешнюю цилиндрическую поверхность подводящего жидкость патрубка, который расположен осесимметрично и коаксиально цилиндрическому корпусу и закреплен в нем посредством по крайней мере трех радиально расположенных спиц, а осевая подача жидкости осуществляется через подводящий патрубок и последовательно соединенные и соосные с ним конфузор и цилиндрическое сопло, при этом тангенциальная подача жидкости осуществляется через коаксиальные с цилиндрическим корпусом и закрепленные на нем две вихревые кольцевые камеры, разделенные между собой кольцевой перегородкой и имеющие соответственно патрубки для подачи жидкости, при этом в каждой кольцевой камере выполнены по крайней мере три подводящих жидкость тангенциальных канала, соединяющие кольцевые камеры с цилиндрической полостью корпуса, представляющей собой камеру смешения, где происходит образование двухфазного газожидкостного мелкодисперсного потока, при этом направление тангенциальных каналов в кольцевых камерах выполнено противоположным, а соосно камере смешения к корпусу прикреплено профилированное сопло, выполненное в виде двух последовательно соединенных конфузоров, причем у первого конфузора, соединенного с цилиндрической полостью корпуса, угол при вершине конуса конической обечайки меньше, чем у второго конфузора, соединенного с выходным соплом, поперечное сечение которого на выходе может быть выполнено круглым, прямоугольным или эллиптическим.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй повышенной дальнобойности и может использоваться в противопожарной технике, в сельском хозяйстве при орошении земель и других отраслях, связанных с необходимостью создания дальнобойных газожидкостных струй.

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.

Изобретение относится к устройству, предназначенному для усовершенствования способности к выбрасыванию различных текучих сред, в частности воды, под действием потока выдуваемого воздуха, и может быть использовано в области обеспечения общественной безопасности, а также в области защиты окружающей среды и в области сельского хозяйства.

Изобретение относится к устройствам для приготовления технической пены. В пеногенераторе камера диспергирования выполнена в виде усеченного конуса, расширяющегося по ходу пены.

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй повышенной дальнобойности и может использоваться в противопожарной технике, в сельском хозяйстве при орошении земель и других отраслях, связанных с необходимостью создания дальнобойных газожидкостных струй.

Изобретение относится к распылителям, применяемым в химической и других отраслях промышленности для процессов, связанных с переработкой суспензий, растворов и эмульсий.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов и суспензий. .

Изобретение относится к картриджу для использования в пистолете-краскораспылителе. .

Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для использования в автоматических системах пожаротушения путем генерация высокократной полидисперсной пены в условиях задымления помещения при блокировании быстрогорящих продуктов высокократной полидисперсной пеной.

Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для использования в автоматических системах пожаротушения путем генерации высокократной полидисперсной пены в условиях задымления помещения при блокировании быстрогорящих продуктов высокократной полидисперсной пеной.

Изобретение относится к технологии получения высококонцентрированных струй, имеющих большую дальность и мелкодисперсный состав капель. В способе создания газокапельной струи двухфазный поток пузырьковой структуры или тормозят до скорости, обеспечивающей давление, равное давлению в камере смешения, или разгоняют до скорости, превышающей скорость звука в двухфазном потоке. Газ для создания двухфазных потоков пузырьковой структуры и газокапельной структуры получают эжектированием воздуха из окружающей среды. Двухфазный газокапельный поток тормозят в диффузоре. Техническим результатом изобретения является повышение экономии энергетических затрат, создание двухфазного газокапельного потока за счет использования окружающего воздуха. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к подающему устройству для нанесения пенных покрытий или не пенных напыляемых покрытий и способу использования подающего устройства и может быть использовано для изготовления ветрозащитных пленок в строительстве для изоляции сооружений от воздействий внешней среды. Подающее устройство (10) имеет по порядку средство (20) транспортировки текучей среды, образующее канал (25) потока, для перекачивания жидкости. Кроме того, подающее устройство (10) содержит регулятор (30) расхода жидкости, управляемый спусковой скобой (37), образующий канал (35) потока, сообщающийся текучей средой с каналом потока средства (20) транспортировки текучей среды. Один конец регулятора (30) расхода и его канала (35) потока прикреплен к средству (20) транспортировки текучей среды. Через канал потока текучая среда может проходить, когда спусковая скоба находится в одном положении. Жидкость не может проходить, когда спусковая скоба (37) находится в другом положении. Подающее устройство (10) также содержит проточный блок (50), образующий канал (55) потока, сообщающийся текучей средой с каналом потока регулятора (30) расхода и съемно прикрепленный к регулятору (30) расхода. Проточный блок (50), дополнительно образующий газовый канал, осуществляет сообщение текучей средой канала потока с впуском. Через впуск газ можно вводить под давлением в текучую среду, проходящую через канал потока. В подающем устройстве имеется дроссельное отверстие (40) либо образованное в канале потока проточного блока (50), либо закрепленное на месте в виде отдельной детали в канале потока на конце регулятора (30) расхода, в начале проточного блока (50) или между проточным блоком (50) и регулятором (30) расхода. Дроссельное отверстие (40) имеет площадь сечения меньше, чем у канала потока ниже по потоку в проточном блоке (50). Кроме того, подающее устройство (10) содержит блок перемешивания, образующий канал потока, сообщающийся текучей средой с каналом потока проточного блока. Канал потока блока перемешивания содержит перемешивающие элементы. Подающее устройство содержит по выбору блок стабилизации (80) или блок удлинения. Блок (80) стабилизации образует канал (85) потока, сообщающийся текучей средой с каналом потока блока перемешивания. Блок удлинения образует канал (85) потока, сообщающийся текучей средой с каналом потока блока (80) стабилизации. Газовый канал расположен так, чтобы при использовании вводить газ в текучую среду в канале потока ниже по потоку от дроссельного отверстия (40) относительно потока текучей среды. В изобретении также описан способ подачи как вспененной текучей среды, так и не вспененной. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике, в сельском хозяйстве, в устройствах химической технологии и в теплоэнергетике. В распылителе жидкости в центральной части сопла соосно ему закреплена трубка для подвода воздуха (газа). К одному из концов трубки для подвода воздуха (газа) в ее нижней части закреплен полый диск с перфорацией, обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла. Перфорация в полом диске выполнена в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда, которая расположена внутри полого диска. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности мелкодисперсного распыливания жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй повышенной дальнобойности и может использоваться в противопожарной технике, в сельском хозяйстве при орошении земель и других отраслях, связанных с необходимостью создания дальнобойных газожидкостных струй. В устройстве для создания газокапельной струи щелевое сопло выполнено комбинированным и состоящим из двух взаимно перпендикулярных прямоугольных параллелепипедов с дроссельными сквозными отверстиями прямоугольного сечения, соединенными с полостью корпуса. К круглой пластине с прикрепленным к ней щелевым соплом осесимметрично подводящему патрубку жестко присоединен диффузор с рассекателем потока. Рассекатель потока расположен перпендикулярно оси подводящего патрубка и размещен у среза выходного сечения диффузора. Технический результат - повышение эффективности пожаротушения путем увеличения дальности полета газокапельной струи и расширения зоны подачи газокапельной струи. 2 ил.

Изобретение относится к контейнерам для выдачи пены, полученной путем смешивания воздуха и вспенивающейся (пенообразующей) жидкости, содержащейся в корпусе контейнера, осуществляемого при сжатии корпуса контейнера снаружи. Задача настоящего изобретения заключается в создании контейнера для выдачи пены, который может обеспечить однородность пены и может выдавать пену стабильного качества. За счет обеспечения множества каналов для подвода вспенивающейся жидкости в камеру смешения воздуха и жидкости, имеющую трубчатую форму с закрытым нижним торцом, и множества каналов для подвода воздуха эффективность смешения воздуха и жидкости может быть значительно улучшена, и при отсутствии возможности подвода значительного объема жидкости за счет единственного нажатия в камеру смешения воздуха и жидкости могут быть подведены стабильные объемы воздуха и вспенивающейся жидкости, и, соответственно, может быть получена пена однородного качества и обеспечена выдача пены стабильного качества. 12 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к средствам пожаротушения, в частности переносным (ранцевым). Мобильная установка пожаротушения с двухфазным распылителем содержит емкость с огнетушащей жидкостью, которая устанавливается на заплечном ранце оператора, систему подачи жидкости вытеснительного типа. Система включает баллон высокого давления со сжатым газом, магистраль подачи сжатого газа в газовую полость емкости с запорным клапаном и газовым редуктором, распылитель жидкости, установленный на стволе с курковым клапанным механизмом. Распылитель выполнен двухфазным и соединен с емкостью двумя трубопроводами: первым подводящим трубопроводом с подводящим патрубком распылителя и последовательно соединенными и соосными с ним конфузором и цилиндрическим соплом, а вторым подводящим трубопроводом - с кольцевой камерой. Кольцевая камера осуществляет тангенциальную подачу жидкости через коаксиальный с цилиндрическим соплом корпус, который выполнен в виде цилиндрической гильзы. На цилиндрической части гильзы закреплена вихревая кольцевая камера с патрубком для подачи жидкости. По краям кольцевой камеры выполнены два ряда подводящих жидкость тангенциальных каналов. В каждом ряду имеется, по крайней мере, три тангенциальных канала, соединяющих кольцевую камеру с цилиндрической полостью камеры смешения корпуса. К камере смешения корпуса соосно прикреплена круглая пластина, расположенная перпендикулярно оси вихревой кольцевой камеры и жестко соединенная с цилиндрической полостью корпуса в ее концевом сечении. Перпендикулярно круглой пластине прикреплено щелевое сопло, которое выполнено комбинированным и состоит из двух взаимно перпендикулярных прямоугольных параллелепипедов с дроссельными сквозными отверстиями прямоугольного сечения, соединенными с полостью корпуса. Обеспечивается повышение эффективности пожаротушения за счет мелкодисперсности капель в потоке и дальности подачи газокапельного потока. 2 ил.
Наверх