Сопло


 


Владельцы патента RU 2555559:

Форстман Владимир Александрович (RU)

Изобретение относится к области гидродинамики и может быть использовано в устройствах пожаротушения, орошения, охлаждения для формирования устойчивой, закрученной по спирали струи жидкости или струи жидкости и газа с повышенными энергетическими характеристиками. Технический результат заключается в формировании винтообразной струи с повышенной устойчивостью и дальнобойностью. Сопло выполнено в виде конического конфузора с цилиндрическим выходным каналом, в котором ось выходного канала смещена относительно оси конфузора на расстояние от 0,15 до 0,5 диаметра канала с формированием переходной зоны в области пересечения конической поверхности конфузора и цилиндрической поверхности канала. В сопле угол конического конфузора задан от 20° до 90°, а длина выходного канала сопла не превышает 3-х его диаметров. 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области гидродинамики и может быть использовано в устройствах пожаротушения, орошения, охлаждения для формирования устойчивой, закрученной по спирали струи жидкости или струи жидкости и газа с повышенными энергетическими характеристиками.

Известен насадок для подачи подвижной среды, содержащий корпус, в котором рабочий участок насадка выполнен в виде закрученного по спирали канала овального сечения (SU 629936). Насадок позволяет повысить устойчивость струи за счет формирования ее винтообразной структуры. Однако использование известного насадка с рабочим каналом сложной формы связано с повышением гидродинамического сопротивления и к снижению дальнобойности струи.

Известен насадок к устройству для подачи подвижной среды, в корпусе которого выполнен винтовой канал овального сечения, причем рабочий участок насадка выполнен в виде тонкостенной упругой оболочки переменной толщины с возможностью ее деформирования под действием давления жидкости (RU 2099114). Изобретение позволяет улучшить расходные характеристики насадка за счет деформационной адаптации формы винтового канала к изменению напора жидкости. Однако изготовление такого насадка связано с использованием тонкостенных упругих оболочек профилированной толщины из специальных сталей, что существенно усложняет его конструкцию. Кроме того, при использовании такого насадка в экстремальных условиях, связанных с возможностью воздействия на устройство значительных перепадов давления жидкости и температуры окружающей среды, также ударных нагрузок (например, при использовании в пожарном брандспойте), снижается надежность соответствующих устройств.

Задачей изобретения является создание простого и надежного устройства, в частности, пожарного брандспойта, предназначенного для формирования струи жидкости с повышенной устойчивостью и дальнобойностью.

Поставленная задача достигается посредством технического результата, который заключается в формировании с помощью заявляемой конструкции сопла винтообразной струи с повышенными характеристиками устойчивости и дальнобойности. Технический результат достигается тем, что сопло для формирования закрученной по спирали струи жидкости, газа или смеси жидкости и газа, содержит конический конфузор с цилиндрическим выходным каналом, причем ось канала смещена относительно оси конфузора, преимущественно, на расстояние от 0,15 до 0,5 диаметра канала с формированием переходной зоны в области пересечения конической поверхности конфузора и цилиндрической поверхности канала. Технический результат достигается также тем, что угол конического конфузора составляет от 20° до 90°, а длина выходного канала сопла не превышает 3-х его диаметров.

Сущность изобретения основана на установленном автором неожиданном эффекте при истекании сплошной среды из сопла заявляемой конструкции с коническим конфузором и цилиндрическим отверстием, ось которого смещена относительно оси конфузора. Этот эффект заключается в том, что при достаточном напоре жидкости сопло указанной конструкции самопроизвольно формирует на выходе канала струю с высокими характеристиками устойчивости и дальнобойности. При этом образующаяся при истечении из сопла струя самопроизвольно формируется в виде плоской ленты, закрученной вокруг оси струи по крутой винтовой спирали. Описанный диаметр струи и шаг винтовой спирали плавно изменяется при изменении давления жидкости на входе в сопло, при этом струя сохраняет свою устойчивость и дальнобойность в широком диапазоне давления и расхода жидкости. Формирование струи такой формы обусловлено гидродинамическими эффектами истечения, самопроизвольно возникающими в переходной зоне сопла, расположенной в области пересечения конической поверхности конфузора и цилиндрической поверхности канала.

На рисунке приведен продольный разрез сопла предложенной конструкции. Сопло содержит корпус (1), конфузор (2) конической формы с углом раскрытия «v» и осью симметрии (3), выходной цилиндрический канал (4) с осью симметрии (5), диаметром «d» и длиной «h». Ось (5) канала (4) смещена относительно оси (3) конфузора (2) на расстояние «е», заданное в пределах от 0,15 до 0,5 диаметра «d» канала (4). Угол «v» при вершине конфузора (2) составляет от 20° до 90°, а длина «h» выходного канала (5) не превышает 3 «d». В сопле предложенной конструкции формируется переходная зона (6), расположенная в области пересечения конической поверхности конфузора (2) и цилиндрической поверхности канала (4).

Работа сопла осуществляется следующим образом. При подаче жидкости под давлением в конфузор (2) заявляемое сопло самопроизвольно формирует на выходе цилиндрического канала (4) струю жидкости с высокими характеристиками устойчивости и дальнобойности. Указанная струя формируется в виде плоской ленты, закрученной вокруг оси струи по крутой винтовой спирали. Описанный диаметр струи и шаг винтовой спирали в направлении оси струи плавно изменяется при изменении давления жидкости на входе в сопло, при этом струя сохраняет свою устойчивость и дальнобойность в широком диапазоне давления и расхода жидкости. Самопроизвольное формирование струи с описанными выше характеристиками обусловлено гидродинамическими эффектами истечения, возникающими в переходной зоне (7) сопла, которая расположена в области пересечения конической поверхности конфузора (2) и цилиндрической поверхности канала (5).

С наибольшей эффективностью гидродинамические эффекты формирования струи с описанными выше характеристиками реализуются при смещении осей конического конфузора (2) и цилиндрического канала (4) на расстояние «е» от 0,15 до 0,5 диаметра «d» канала, угле «v» конического конфузора, изменяющегося в диапазоне от 20° до 90°, и длине «h» канала сопла, не превышающей 3-х его диаметров «d». При выходе за пределы указанных выше соотношений и значений геометрических параметров заявляемого сопла характеристики устойчивости и дальнобойности образующейся струи жидкости снижаются.

Сопло представляет собой одну деталь предельно простой конструкции, которая изготавливается на обычном токарном станке из одной заготовки. Поэтому изобретение может быть практически использовано в устройствах пожаротушения, орошения, охлаждения, оформления декоративных фонтанов и в других устройствах и технологических процессах, связанных с использованием свойств устойчивой, закрученной по спирали струи жидкости или струи жидкости и газа с повышенными энергетическими характеристиками.

1. Сопло, выполненное в виде конического конфузора с цилиндрическим выходным каналом, отличающееся тем, что ось выходного канала смещена относительно оси конфузора с формированием переходной зоны в области пересечения конической поверхности конфузора и цилиндрической поверхности канала.

2. Сопло по п. 1, отличающееся тем, что оси конфузора и канала смещены на расстояние от 0,15 до 0,5 диаметра канала.

3. Сопло по п. 1 или 2, отличающееся тем, что длина выходного канала сопла не превышает 3-х его диаметров.

4. Сопло по п. 1 или 2, отличающееся тем, что угол конического конфузора задан от 20° до 90°.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области противопожарной техники, а именно к средствам для тушения пожара, в частности к автоматическим установкам водяного (пенного) пожаротушения.

Изобретение относится к пожарной технике и может быть использовано для тушения пожаров на объектах утилизации боеприпасов, объектах хранения пожаро- и взрывоопасных материалов.

Изобретение относится к области противопожарной техники, а именно к средствам для тушения пожара, в частности к автоматическим установкам водяного (пенного) пожаротушения.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при обнаружении пожаров в лесных массивах. Технический результат - раннее локальное обнаружение возникновения лесного пожара и оперативное бесконтактное оповещение о его возникновении принимаемыми операторами.

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к оборудованию для объемного тушения пожаров. .
Изобретение относится к области защиты техники пожаротушения и операторов при тушении пожаров в помещениях с электрооборудованием, а также для защиты электронных систем установок пожаротушения от поражения электрическим током.

Изобретение относится к автоматическим установкам пожаротушения. .

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано для дистанционного приведения в действие побудительной системы установки пожаротушения в автономном режиме непрерывного контроля пожаровзрывоопасного состояния контролируемого пространства в случае импульсного давления, создаваемого в воздухе взрывным источником ударных волн, в частности в горных выработках угольных шахт, на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности и т.п.

Изобретение относится к области противопожарной техники, а именно к средствам для тушения пожара, в частности к автоматическим установкам водяного (пенного) пожаротушения.

Изобретение относится к системам пожаротушения и способам замены галоидированных систем пожаротушения. .

Изобретение относится к системам пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения, а именно - к системам пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения, адаптированным к использованию в подвижном составе. Система пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения для тягового подвижного состава, содержащая блоки контроля, индикации и управления, размещаемые в каждой секции локомотива и объединенные через блок коммутации в единую систему с тепловыми и дымовыми извещателями, звуковыми и световыми оповещателями, исполнительными средствами пожаротушения, блоком резервного питания, пультами дистанционного управления и устройствами связи локомотивов, при этом система выполнена с возможностью работы в ручном, автоматическом и ручном с задержкой режимах работы, снабжена адаптером радиосвязи, выполненным с возможностью оповещения дежурного по депо об обнаружении пожарной ситуации либо несанкционированном вмешательстве в систему по радиоканалу с помощью поездной радиостанции с указанием номера локомотива в автоматическом режиме без участия машиниста, а исполнительные средства пожаротушения выполнены в виде генераторов огнетушащего аэрозоля и модулей газового пожаротушения, оснащенных тепловыми пускателями, при этом упомянутые тепловые пускатели включены в дополнительный шлейф пожарной сигнализации с возможностью обеспечения защиты системы от ложных срабатываний в автоматическом режиме, а пульты дистанционного управления расположены на внешней поверхности локомотивов. Целью настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей систем пожарной сигнализации и управления пожаротушением в подвижных транспортных средствах, заключающееся в раннем автоматическом обнаружении пожара по задымленности или повышению температуры в защищаемых зонах, его оперативной регистрации с выдачей машинисту информации как о пожаре, так и о неисправности системы с указанием соответствующего места в электровозе, тушения пожара в автоматическом или ручном режиме управления, а также своевременного оповещения дежурного по депо об обнаружении пожарной ситуации либо несанкционированном вмешательстве в систему по радиоканалу с помощью поездной радиостанции с указанием номера локомотива. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам пожаротушения, а именно к роботизированным установкам пожаротушения. Задачей изобретения является упрощение конструкции, снижение энергопотребления, повышение надежности и улучшение эксплуатационных характеристик. Для поворота пожарного ствола 7 вокруг вертикальной оси включают первый двигатель, в результате чего червяк 5 начинает вращаться и поворачивать на втулке 3 зубчатое колесо 2 с платформой 1. При достижении пожарным стволом 7 нужного азимута выключают двигатель, обеспечивая за счет самоторможения червячной передачи его фиксацию. Для поворота пожарного ствола 7 вокруг горизонтальной оси включают второй двигатель, благодаря чему начинают вращаться вал 13 с червяком 12, который посредством зубчатого колеса 11 и связанного с ним червяка 9 поворачивает зубчатое колесо 8 с осью 6 и пожарным стволом 7. После поворота последнего до требуемого положения производят его фиксирование путем выключения двигателя. После этого подают огнетушащее вещество в канал 15, которое через полый шарнир 14 и канал 16 оси 6 поступает в пожарный ствол 7. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх