Пеногенератор

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ упрощение конструкции. Улучшенные пены обеспечивают качественные свойства безопасность труда и экологическую чистоту окружающей среды (социальный эффект). Указанный технический результат достигается тем, что у пеногенератора, содержащего корпус с патрубком подачи газа и патрубком отвода пены,распылитель с камерой для пенообразующего раствора и пакет пенообразующих сеток с размером ячеек, увеличивающимся по ходу движения пены,согласно изобретению, распылитель снабжен капиллярной вставкой, расположенной на внешней поверхности камеры для пенообразующего раствора,стенки которой выполнены перфорированным и формирующим элементом для образования между ним и капиллярной вставкой канала, который сообщен с полостью корпуса, а капиллярная вставка соединена с пакетом пенообразующих сеток. Пеногенератор снабжен пластинами, связанными с формирующим элементом и установленными по обеим сторонам пакета пенообразующих сеток, при этом пластины имеют пружинистые козырьки, а размер ячеек сеток составляет 0,4 мм и 0,55 мм.(72) Генбач Александр Алексеевич Генбач Екатерина Александровна(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Новые технологии - А(57) Изобретение относится к области промышленной и станционной теплоэнергетики и предназначено для генерации двухфазных потоков в теплоэнергетических установках может быть использовано в области противопожарной техники для тушения пожара в аппаратах, зданиях и сооружениях, а также может быть применено для пылеподавления. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения повышение производительности, обеспечение возможности автоматического регулирования расхода пенообразующего раствора и улучшение качества пены, а также снижение энергозатрат, уменьшение габаритов, повышение надежности, срока службы и 15134 Изобретение относится к области промышленной и станционной теплоэнергетики и предназначено для генерации двухфазных потоков в теплоэнергетических установках может быть использовано в области противопожарной техники для тушения пожара в аппаратах, зданиях и сооружениях а также может быть применено для пылеподавления. Известен пеногенератор, который содержит пеногенерирующие сетки, патрубок с вентилем для дозированного ввода пенообразователя, отверстие в стенке камеры смешивания для ввода воздуха, а также патрубок для вывода готовой пены, узел,обеспечивающий колебательные движения стенки камеры смешивания, а отверстие в ней перекрыто обратным клапаном, пропускающим воздух внутрь камеры смешивания и не выпускающим его обратно(патент РФ 2198020, кл. В 01 11/00, 2003). Недостатком данного устройства является невозможность равномерного дозирования пенообразователя и неустойчивые характеристики получаемой пены. Известен пеногенератор воздушно-механической пены, содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, пакет сеток,установленный между ними, и распылитель для подачи на сетки пенообразующего раствора,который выполнен в виде трубчатого кольца со щелью,расположенной в плоскости,перпендикулярной оси пакета сеток, при этом кольцо установлено на торцевой поверхности пакета сеток (а. с. СССР 1202598, кл. А 62 С 5/04, 1986). Недостатком устройства является его низкая производительность, обусловленная ограничением пропуска пенообразующего раствора через поперечное сечение пакета сеток, размещнных в трубчатом кольце. Кроме того, характеристики пены оказались не высокими,поскольку пакет стандартных металлических сеток не позволяет турбулизировать и интенсифицировать процессы пеногенерации. Известен пеногенератор, содержащий корпус с патрубком подачи газа и патрубком отвода пены,распылитель с камерой для пенообразующего раствора,пакет пенообразующих сеток с увеличивающимися размерами ячеек по ходу движения пены и турбулизатор в виде нагревательного элемента (а. с. СССР 1498511,кл. А 62 С 5/04, 1989). Недостатком указанного устройства является низкая производительность, поскольку распылитель не позволяет форсировать расход пенообразующего раствора в связи с предельными возможностями поперечного сечения пакета сеток. Течение жидкости в сечении пакета сеток неравномерное и неустойчивое, при этом нет возможности управлять расходом жидкости. Поэтому качество пены невысокое. Наличие нагревательного элемента усложняет конструкцию устройства, увеличивает габариты и снижает его надежность и срок службы. При этом не обеспечивается безопасность труда и экологическая чистота окружающей среды. 2 Задачей изобретения является разработка усовершенствованной конструкции пеногенератора. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения повышение производительности, обеспечение возможности автоматического регулирования расхода пенообразующего раствора и улучшение качества пены, а также снижение энергозатрат, уменьшение габаритов, повышение надежности, срока службы и упрощение конструкции. Улучшенные качественные свойства пены обеспечивают безопасность труда и экологическую чистоту окружающей среды (социальный эффект). Указанный технический результат достигается тем, что у пеногенератора, содержащего корпус с патрубком подачи газа и патрубком отвода пены,распылитель с камерой для пенообразующего раствора и пакет пенообразующих сеток с размером ячеек, увеличивающимся по ходу движения пены,согласно изобретению, распылитель снабжен капиллярной вставкой, расположенной на внешней поверхности камеры для пенообразующего раствора,стенки которой выполнены перфорированным и формирующим элементом для образования между ним и капиллярной вставкой канала, который сообщен с полостью корпуса, а капиллярная вставка соединена с пакетом пенообразующих сеток. Пеногенератор снабжен пластинами, связанными с формирующим элементом и установленными по обеим сторонам пакета пенообразующих сеток, при этом пластины имеют пружинистые козырьки, а размер ячеек сеток составляет 0,4 и 0,55 мм. По сравнению с известным устройством в предложенном пеногенераторе за счт выполнения стенок камеры для пенообразующего раствора перфорированными существенно увеличивается максимальный расход жидкости. При установке капиллярной вставки, имеющей размер капилляров в десятки раз меньше, чем размер ячеек металлических сеток, обеспечивается весьма равномерная раздача (транспирация) повышенного расхода жидкости в образованный канал. Это позволяет существенно повысить производительность пеногенератора, устойчивость и стабильность плнок пены, генерируемой из пенообразующего раствора в пакете сеток. Кроме того, пластины, установленные по обеим сторонам пакета пенообразующих сеток, позволяют управлять расходом раствора, а, следовательно,важнейшими характеристиками пены (критический и отрывной размер пузырей, время их жизни,частота генерации, плотность центров образования). Перечисленные величины определяют характеристики устройства удельную пенопроизводительность,стабильность и устойчивость пены, кратность и дисперсность. Использование сеток с размером ячеек, равным 0,4 и 0,55 мм позволяет снизить газодинамическое сопротивление по сравнению с прототипом,сохранив гидравлическое сопротивление. Существенная интенсификация и форсирование процесса генерирования пены обеспечивается 15134 наличием пружинистого козырька,который производит самопроизвольные вибрационные колебания под действием потока газа. Последние,совместно с капиллярными, гравитационными и инерционными силами давления создают весьма устойчивый двухфазный пульсирующий тепло- и гидродинамический пограничный слой,генерирующий пену с высокой производительностью. Следовательно, за счт увеличения удельной производительности и улучшения характеристик пены снижается материаломкость и габариты устройства, экономится энергия по прокачке раствора и газа за счт возможности управлением процесса пеногенерирования и регулирования расхода пенообразующего раствора, особенно при форсированных и переменных режимах работы пеногенератора, повышается наджность и срок службы устройства. Изобретение поясняется чертежом,где представлен разрез устройства. Пеногенератор содержит корпус с патрубком 1 подачи газа 11 и патрубком 2 отвода пены 12,распылитель 4 с камерой для пенообразующего раствора 13 и пакет пенообразующих сеток 3 с размером ячеек, увеличивающимися по ходу движения пены. Распылитель 4 снабжен капиллярной вставкой 5, расположенной на внешней поверхности камеры для пенообразующего раствора 13, стенки 6 которой выполнены перфорированным и формирующим элементом 7 для образования между ним и капиллярной вставкой 5 канала 8, который сообщен с полостью корпуса, а капиллярная вставка 5 соединена с пакетом пенообразующих сеток 3. Пеногенератор снабжен пластинами 9,связанными с формирующим элементом 7 и установленными по обеим сторонам пакета пенообразующих сеток 3, при этом пластины 9 имеют пружинистые козырьки 10 для генерирования звуковых волн 14, а размер ячеек сеток 3 составляет 0,4 и 0,55 мм. Работает пеногенератор следующим образом. Пенообразующий раствор 13 подводится из распылителя 4 к пакету пенообразующих сеток,выполненных с увеличивающимся размером ячеек по ходу движения пены, равным 0,4 мм 0,55 мм. Раствор просачивается через отверстия в стенках 6 камеры для пенообразующего раствора и по капиллярной вставке 5 попадает в канал 8,образованный вставкой 5 и формирующим элементом 7. Это позволяет прокачивать большой расход пенообразующего раствора 13 и весьма равномерно перераспределять его, питая пакет сеток 3. Раствор 13 в пакете сеток 3 начинает распределяться в виде устойчивых и стабильных плнок за счт совместного действия капиллярного,гравитационного, инерционного (по давлению) и вибрационного потенциалов. Последний возникает в результате самопроизвольного вибрирующего движения пружинистого козырька 10, обтекаемого набегающим потоком газа 11 в патрубке 1 и пенного потока 12 в патрубке 2. Звуковые волны 14, генерируемые козырьком 10,способствуют равномерному перераспределению жидкости 13 при переходе е из капиллярной вставки 5 в пакете сеток 3, причм активному управлению процесса способствуют пластины 9. Под действием набегающего потока газа 11 в объме и на поверхности пакета сеток 3 начинается зарождение газовых пузырей и происходит генерация двухфазного потока в виде газомеханической пены 12, которая формируется в струю с помощью насадка (не показан) и направляется по технологическому назначению в теплоэнергетической установке, либо на очаг пожара или пыли. Наличие капиллярной вставки 5 обеспечивает равномерное распределение пенообразующего раствора 13 по каналу 8, причм повышенный расход раствора 13, выходящего через отверстия стенок 6 камеры, создат большую удельную производительность пеногенератора. Равномерно формируемые тонкие плнки раствора в пакете сеток 3 обладают устойчивостью и стабильностью,что позволяет получать пену с высокими техническими характеристиками(кратность,дисперсность, стабильность). По сравнению с прототипом, за счт совместного действия капиллярного,гравитационного,инерционного и вибрационного потенциалов,тепломассообмен интенсифицируется в 1,5 раза и растт удельная производительность, что позволяет соответственно уменьшить в 1,5 раза материаломкость и габариты устройства, и в 2,5 раза - массу устройства, сократив капитальные затраты. К тому же будет достигнута экономия энергии и раствора при переменных (за счт капиллярной вставки 5) и повышенных режимах работы за счт управления процессом и регулирования расхода пенообразующего раствора с помощью пластин 9 и за счт оптимизированного размера ячеек пакета сеток 0,4 мм и 0,55 мм. При этом упростятся условия эксплуатации и снизятся эксплуатационные расходы. Экономический эффект от внедрения предложенного пеногенератора по сравнению с прототипом будет иметь место за счт уменьшения материаломкости и габаритов в 1,5 раза при росте удельной производительности, достигнутых за счт интенсификации процессов генерирования двухфазного потока, массы - в 2,5 раза. При номинальном режиме работы газодинамическое сопротивление будет в 2,7 раза меньше, чем в прототипе. Упрощение конструкции устройства и снижение энергозатрат за счет исключения нагревателя приведет к сокращению эксплуатационных расходов и повышению его наджности и срока службы. При переменных и экстремальных режимах работы обеспечивается управление процессом пеногенерирования, обеспечивается возможность автоматического регулирования расхода пенообразующего раствора, что дат экономию энергии при подаче газа и раствора, сберегает пенообразователь и уменьшает эксплуатационные 3 15134 расходы. Улучшенные качественные свойства пены обеспечивают безопасность труда и экологическую чистоту окружающей среды (социальный эффект). В целом предложенный пеногенератор позволяет повысить производительность, сократить затраты энергии, снизить материалоемкость, повысить качество пены, улучшить экологию и охрану труда. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Пеногенератор, содержащий корпус с патрубком подачи газа и патрубком отвода пены,распылитель с камерой для пенообразующего раствора и пакет пенообразующих сеток с размером ячеек, увеличивающимся по ходу движения пены, отличающийся тем, что распылитель снабжен капиллярной вставкой, расположенной на внешней поверхности камеры для пенообразующего раствора,стенки которой выполнены перфорированны и формирующим элементом для образования между ним и капиллярной вставкой канала, который сообщен с полостью корпуса, а капиллярная вставка соединена с пакетом пенообразующих сеток. 2. Пеногенератор по п. 1, отличающийся тем,что он снабжен пластинами, связанными с формирующим элементом и установленными по обеим сторонам пакета пенообразующих сеток, при этом пластины имеют пружинистые козырьки, а размер ячеек сеток составляет 0,4 мм и 0, 55 мм.