Патент на изобретение №2191611

(54) УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСНОГО РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технике распыления жидкостей в газовой среде, предпочтительно в воздухе, и может быть использовано для распыления значительного количества жидкости за короткий промежуток времени, в частности для целей пожаротушения. Изобретение обеспечивает повышение эффективности действия и увеличение надежности устройства импульсного распыления жидкости. Устройство содержит ствол для выбрасывания заряда распыляемой жидкости с выпускным отверстием на одном конце и входным отверстием для пороховых газов с высокой кинетической энергией на другом конце, камеру сгорания порохового заряда и средство инициализации горения заряда. Выходное отверстие камеры сгорания снабжено перфорированной диафрагмой, а между камерой сгорания и входным отверстием ствола находится соединенный соосно со стволом стволик в виде трубы. Камера сгорания жестко соединена со стволиком так, что его входное отверстие совпадает с выходным отверстием камеры сгорания, а выходной конец стволика расположен внутри ствола. Для заполнения жидкостью ствол имеет питающий патрубок с краном. Для обеспечения герметичности выпускное отверстие ствола снабжено эластичной диафрагмой конусной формы с радиальными разрезами. Для увеличения расстояния, на протяжении которого на распыляемую жидкость действует поток пороховых газов с высокой кинетической энергией, выпускное отверстие ствола снабжено соплом. Выходное отверстие питающего патрубка может находиться на уровне выходного отверстия ствола и иметь форму щели. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике распыления жидкостей в газовой среде, предпочтительно в воздухе, и может быть использовано для распыления значительного количества жидкости за короткий промежуток времени, в частности для целей пожаротушения.

Известно устройство импульсного распыления жидкости в газовой среде, содержащее ствол для выбрасывания заряда распыляемой жидкости с выпускным отверстием на одном конце и входным отверстием для пороховых газов с высокой кинетической энергией на другом конце, соединенную соосно со стволом камеру сгорания порохового заряда, средство инициализации горения заряда и питающий патрубок с краном, который через гибкий шланг связывает с емкостью для жидкости ствол, выпускное отверстие которого снабжено эластичной диафрагмой, при этом камера сгорания жестко соединена со стволом так, что его входное отверстие совпадает с выходным отверстием камеры сгорания (RU 2127622 С1, 20.03.1999).

Однако известное устройство имеет следующие недостатки:
1. Не достигается полное сгорание порохового заряда из-за выброса части заряда в ствол с распыляемой жидкостью, в результате чего горение пороховых частиц прекращается благодаря быстрой теплоотдаче.

2. В случае неполного заполнения ствола распыляемой жидкостью недостаточна эффективность при распылении вниз из-за того, что отсутствует непосредственное воздействие потока пороховых газов на распыляемую жидкость благодаря наличию газовой прослойки между выходным отверстием камеры сгорания и поверхностью распыляемой жидкости.

3. Недостаточный срок службы эластичной диафрагмы плоской формы, закрывающей выпускное отверстие ствола, из-за значительного угла раскрытия элементов эластичной диафрагмы, который составляет около 90^o, что, учитывая взрывоподобную скорость выбрасывания жидкости, приводит к быстрому разрушению эластичной диафрагмы.

4. Недостаточная скорость выбрасывания распыляемой жидкости из-за малого расстояния, на протяжении которого на распыляемую жидкость действует поток пороховых газов с высокой кинетической энергией.

5. Недостаточный срок службы крана питающего патрубка из-за ударного воздействия на него распыляемой жидкости в момент распыления.

6. Недостаточно быстрое заполнение ствола жидкостью из-за ее вспенивания.

Задачей изобретения является создание устройства для импульсного распыления жидкости в газовой среде, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в повышении эффективности действия и увеличении надежности устройства в результате более полного сгорания порохового заряда, предотвращения образования газовой прослойки между выходным отверстием камеры сгорания и поверхностью распыляемой жидкости, повышения срока службы эластичной диафрагмы, увеличения расстояния, на протяжении которого на распыляемую жидкость действует поток пороховых газов с высокой кинетической энергией, уменьшения ударного воздействия на кран патрубка и предотвращения вспенивания жидкости при заполнении ствола.

Этот технический результат в устройстве импульсного распыления жидкости в газовой среде, содержащем ствол для выбрасывания заряда распыляемой жидкости с выпускным отверстием на одном конце и входным отверстием для пороховых газов с высокой кинетической энергией на другом конце, соединенную соосно со стволом камеру сгорания порохового заряда, средство инициализации горения заряда и питающий патрубок с краном, который через гибкий шланг связывает с емкостью для жидкости ствол, выпускное отверстие которого снабжено эластичной диафрагмой, достигается тем, что оно имеет размещенный между камерой сгорания и входным отверстием ствола и соединенный соосно со стволом стволик в виде трубы, при этом камера сгорания жестко соединена со стволиком так, что его входное отверстие совпадает с выходным отверстием камеры сгорания, причем отношение внутреннего диаметра стволика к диаметру камеры сгорания составляет от 0,3 до 1, а отношение длины стволика к длине камеры сгорания составляет от 2 до 8.

Для предотвращения образования газовой прослойки между выходным отверстием стволика и поверхностью распыляемой жидкости при распылении вниз в случае неполного заполнения ствола распыляемой жидкостью выходной конец стволика расположен внутри ствола, при этом отношение длины находящейся внутри ствола части стволика к диаметру ствола составляет от 0,5 до 2.

Для предотвращения выброса части порохового заряда выходное отверстие камеры сгорания снабжено перфорированной диафрагмой с отверстиями, диаметр которых меньше диаметра частиц порохового заряда, при этом отношение общей площади отверстий к площади поперечного сечения камеры сгорания составляет от 0,1 до 0,4.

Для повышения срока службы эластичной диафрагмы она может быть выполнена в виде конуса с углом при вершине от 30 до 150^o и с не менее чем одним радиальным разрезом.

Для увеличения расстояния, на протяжении которого на распыляемую жидкость действует поток пороховых газов с высокой кинетической энергией, ствол снабжен соплом в виде трубы, соединенной соосно со стволом, при этом сопло жестко соединено со стволом так, что входное отверстие сопла совпадает с выходным отверстием ствола, отношение длины сопла к длине ствола составляет от 0,2 до 1, а отношение диаметра сопла к диаметру ствола составляет от 1 до 2,5.

Для уменьшения ударного воздействия распыляемой жидкости на кран питающего патрубка в момент распыления выходное отверстие питающего патрубка может находиться на уровне выходного отверстия ствола и иметь форму щели, площадь которой не меньше площади внутреннего сечения питающего патрубка, а отношение длины щели к ее ширине составляет от 40 до 120.

Для предотвращения вспенивания жидкости при заполнении ствола щель сформирована внутренней поверхностью ствола и направляющим элементом, что обеспечивает ламинарное течение жидкости.

Сущность заявляемого устройства поясняется чертежом, где изображена схема устройства.

Устройство содержит ствол 1 для выбрасывания заряда распыляемой жидкости, питающий патрубок 2 для заполнения ствола, камеру сгорания порохового заряда 3, в которую помещен стандартный пороховой патрон 4, ударно-спусковой механизм 5, стволик 6, перфорированную диафрагму 7, эластичную диафрагму 8, сопло 9, кран 10 и направляющий элемент 11.

Описание работы устройства приводится для случая распыления вниз при неполном заполнении ствола распыляемой жидкостью.

После заполнения ствола 1 и закрытия крана 10 приводится в действие ударно-спусковой механизм 5, который осуществляет инициализацию горения порохового заряда посредством ударного воздействия бойка 12 на капсюль патрона. Образующийся в результате сгорания порохового заряда поток газа с высокой кинетической энергией, согласно изобретению, через перфорированную диафрагму 7, которая предотвращает вылет большей части частиц порохового заряда из камеры сгорания, попадает в стволик 6, где происходит сгорание частиц порохового заряда, которые не были задержаны перфорированной диафрагмой. Выходной конец стволика, помещенный внутри ствола, предотвращает появление газовой прослойки между выходным отверстием стволика и поверхностью распыляемой жидкости 3, чем достигается непосредственное воздействие потока пороховых газов на распыляемую жидкость, которое с большой скоростью выбрасывается через эластичную диафрагму 8, конусная форма которой снижает изгибающие напряжения при открытии диафрагмы, чем увеличивается срок ее службы. После прохождения диафрагмы распыляемая жидкость получает дополнительное ускорение в сопле 9 за счет увеличения расстояния, на протяжении которого на распыляемую жидкость действует поток пороховых газов с высокой кинетической энергией. Замена порохового патрона и взведение бойка производится при открытии затвора 14. Для следующего приведения в действие устройства, последовательность операций повторяется.

Как было показано, данное изобретение обеспечивает повышение эффективности действия и увеличение надежности устройства распыления жидкости в газовой среде в результате более полного сгорания порохового заряда, предотвращения образования газовой прослойки между выходным отверстием камеры сгорания и поверхностью распыляемой жидкости, повышения срока службы эластичной диафрагмы, увеличения расстояния, на протяжении которого на распыляемую жидкость действует поток пороховых газов с высокой кинетической энергией, уменьшения ударного воздействия распыляемой жидкости на кран питающего патрубка в момент распыления и предотвращения вспенивания жидкости при заполнении ствола.

Формула изобретения

1. Устройство импульсного распыления жидкости в газовой среде, содержащее ствол для выбрасывания заряда распыляемой жидкости с выпускным отверстием на одном конце и входным отверстием для пороховых газов с высокой кинетической энергией на другом конце, соединенную соосно со стволом камеру сгорания порохового заряда, средство инициализации горения заряда и питающий патрубок с краном, который через гибкий шланг связывает с емкостью для жидкости ствол, выпускное отверстие которого снабжено эластичной диафрагмой, отличающееся тем, что оно имеет размещенный между камерой сгорания и входным отверстием ствола и соединенный соосно со стволом стволик в виде трубы, при этом камера сгорания жестко соединена со стволиком так, что его входное отверстие совпадает с выходным отверстием камеры сгорания, причем отношение внутреннего диаметра стволика к диаметру камеры сгорания составляет от 0,3 до 1, а отношение длины стволика к длине камеры сгорания составляет от 2 до 8.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходной конец стволика расположен внутри ствола, при этом отношение длины находящейся внутри ствола части стволика к диаметру ствола составляет от 0,5 до 2.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что выходное отверстие камеры сгорания снабжено перфорированной диафрагмой с отверстиями, диаметр которых меньше диаметра частиц порохового заряда, при этом отношение общей площади отверстий к площади поперечного сечения камеры сгорания составляет от 0,1 до 0,4.

4. Устройство по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что эластичная диафрагма выполнена в виде конуса с углом при вершине от 30 до 150^o и с не менее чем одним радиальным разрезом.

5. Устройство по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что ствол снабжен соплом в виде трубы, соединенной соосно со стволом, при этом сопло жестко соединено со стволом так, что входное отверстие сопла совпадает с выходным отверстием ствола, отношение длины сопла к длине ствола составляет от 0,2 до 1, а отношение диаметра сопла к диаметру ствола составляет от 1 до 2,5.

6. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что выходное отверстие питающего патрубка находится на уровне выходного отверстия ствола и имеет форму щели, площадь которой не меньше площади внутреннего сечения питающего патрубка, а отношение длины щели к ее ширине составляет от 40 до 120.

РИСУНКИ