Способ и установка для высокодисперсного распределения и выпуска раздражающего или боевого отравляющего вещества - RU2418638C2
Код документа: RU2418638C2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к способу и установке, с помощью которой твердые и жидкие боевые отравляющие или раздражающие вещества посредством системы трубопроводов распределяются с образованием высокодисперсных частиц ингредиентов в больших внутренних и наружных пространствах для обороны людей.
Известные установки для распыления раздражающих и боевых отравляющих веществ используют рабочие газы (газы-вытеснители), например, пропан/бутановые смеси или известный из применения в аэрозольных баллонах газ-вытеснитель R 134 А, чтобы вытеснять раздражающие или отравляющие боевые вещества из запасного резервуара.
При этом процессе рабочий газ испаряется и выходит непосредственно из запасного резервуара или в виде газа направляется к выходному отверстию.
При выпуске из запасного резервуара достигается лишь ограниченная область распыления вследствие широты распыления каждого запасного резервуара. При дальнейшем направлении рабочий газ отбирает у запасного резервуара, арматуры и трубопроводов энергию для своего испарения и нагревания, так что во избежание оледенения возможны лишь короткие интервалы выпуска. Эффективность подобных установок ограничена относительно небольшими высвобождаемыми количествами.
Дальнейшее направление обогащенного раздражающими или осевыми отравляющими веществами рабочего газа чрезвычайно ограничено вследствие осаждения боевого отравляющего или раздражающего вещества в трубопроводах, а также вследствие относительно малой проходимости газов через систему трубопроводов.
Другим недостатком при дальнейшем транспортировании газов и их высвобождении для распределения добавок является небольшая кинетическая энергия газа по отношению к его поверхности, которая приводит к сильным завихрениям и тем самым к торможению воздухом окружающей среды, причем дисперсность распределения добавок можно определить лишь приблизительно. Например, образуются капли конденсата.
Вследствие обоих физических свойств осаждения добавок и завихрения (турбулентности) газов известные системы распределительных трубопроводов по своей длине, в зависимости от газа и давления, могут использоваться чрезвычайно ограниченно, и дальности действия выделения также очень невелики.
Так, например, DE 4424772 A1 описывает автоматическую установку для распыления раздражающего газа для системы тревожной сигнализации, в которой баллон открывается механически, так что раздражающий газ выпускается из него непосредственно в окружающий воздух. Дальнейшее направление газа не предусмотрено.
DE 20201265 U1 представляет автоматическое распыление (туманообразование) CS-газа, при котором раздражающий газ через короткое сопло выходит из запасного резервуара и с помощью вентилятора смесь воздуха с раздражающим газом выдувается в окружающую среду. Эта установка, таким образом, также непригодна для распределения в больших внутренних и наружных пространствах.
Также в DE 29923948 U1, которое представляет устройство для предотвращения криминальных преступлений, раздражающий газ выдается из запасного баллона непосредственно в окружающий воздух.
Далее, DE 19909144 A1 описывает распыление (туманообразование) в автомобиле, чтобы защитить его от захвата и ухудшить видимость. Для усиления может добавляться раздражающий газ. Для снижения видимости туманообразование осуществляется в размере капель или частиц. В качестве раздражающего газа к туману подмешивается, например, CS-газ. Так как производимый из емкости туман по трубопроводам направляется к различным выходным отверстиям, то большой дальности действия и высокодисперсного распределения подмешанного газообразного действующего вещества не получается.
В способе, описанном в DE 3517134 A1, в целях обороны объекты непосредственно опрыскиваются. Непосредственное опрыскивание осуществляется с помощью тонко связанной струи, которая направлена на захватчика. Для опрыскивания служат сопла с регулируемой направленностью, которые должны направиться в лицо. Распыляется анестетическое вещество, газ или чихательный порошок или красящее вещество. Высокодисперсное распределение с помощью этого решения невозможно.
В ЕР 0524313 B1 представлена система распределения распыляемого средства для распыленных ингредиентов в больших помещениях. В этом решении также рабочее средство в газообразной форме подается под давлением в трубопроводы для распределения, так что у выходных сопел также нельзя достичь никаких больших дальностей действия, что в этом случае также не является непременно желательным.
Наконец ЕР 0425300 В1 описывает систему дозирования и выпуска для распыления активного вещества (инсектицидов). Рабочее средство (предпочтительно двуокись углерода) должно попадать в систему трубопроводов в жидком состоянии и посредством смесительного коллектора смешиваться с активным веществом.
Непрерывной транспортировки рабочего газа через систему в жидкой форме не получается. Вследствие сильного падения давления в пробоотборном цилиндре трубопроводы должны были бы тотчас же оледенеть, прежде чем установится равновесие давления. Даже введенные дросселирующие элементы не решают проблему, а дополнительно снижают энергию выпуска и расширения. Кроме того, все количество активного вещества нужно смешивать перед выпуском в окружающую среду.
Задача изобретения состоит в том, чтобы создать способ и установку для высокодисперсного распределения и выпуска раздражающего или боевого отравляющего вещества, в котором или в которой даже на открытом воздухе достигаются большие дальности действия и высокодисперсное распределение раздражающих или боевых отравляющих веществ, чтобы с помощью минимальных количеств активного вещества можно было обогатить большие количества воздуха, чтобы не возникало никаких снижений давления даже при относительно длинных трубопроводах и исключалось оледенение трубопроводов даже при длительных интервалах выпуска.
Задача решается с помощью способа с признаками пункта 1 формулы изобретения, а также установки с признаками пункта 9 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования и варианты выполнения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
С помощью изобретения можно распылять твердые и жидкие боевые отравляющие вещества и раздражающие вещества через систему трубопроводов в больших внутренних и наружных областях с относительно большой дальностью действия, транспортируя в жидкой форме раздражающие или боевые отравляющие вещества в сжиженных растворах рабочего газа или эмульсиях жидкого газа вплоть до их выходных отверстий, а затем выпуская из выходных отверстий или выходных сопел с кинетической энергией жидкости, чтобы путем испарения и связанного с ним расширения сжиженного газа высокодисперсно распределять раздражающее или боевое отравляющее вещество.
Под высокодисперсным распределением подразумевается распределение, при котором величина капель ниже величины, которая обычно называется как туман.
Для введения раздражающих и боевых отравляющих веществ в жидкий рабочий газ раздражающие или боевые отравляющие вещества следует сначала растворить в сжиженном газе или в растворителе, который в свою очередь растворен в сжиженном газе. Можно, однако, также само по себе нерастворимое раздражающее или боевое отравляющее вещество ввести в форме эмульсии.
Для подмешивания (добавления) жидкого раздражающего или боевого отравляющего вещества к находящемуся в жидком агрегатном состоянии рабочему газу установлен смеситель, который в дозированной форме добавляет раздражающее или боевое отравляющее вещество к жидкому рабочему газу при запуске установки.
Добавление может осуществляться с помощью впрыскивающего насоса или с помощью находящейся под давлением иным путем жидкости, в которой растворены раздражающие или боевые отравляющие вещества.
Для этого смеситель, как и вся система трубопроводов, рассчитан по размерам своего направляющего поперечного сечения таким образом, что не может произойти никакого падения давления и тем самым также никакого оледенения трубопроводов.
Чтобы не происходило никакого падения давления и, таким образом, никакого преждевременного испарения, а также никакого оледенения трубопроводов, направляющие поперечные сечения сужаются в направлении выходных сопел по сравнению с начальным поперечным сечением трубопровода, питаемого из резервуара со сжатым газом. Т.е. все распределительные элементы и ответвления рассчитаны таким образом, что подводящее поперечное сечение соответствует, по меньшей мере, сумме поперечных сечений последующих трубопроводов. Таким образом, гарантируется, что возникает препятствующий испарению с нежелательным образованием газовых пузырей динамический напор, а также то, что жидкости во время своей транспортировки к выходным соплам не завихряются, не превращаются в газ. Лишь после выхода из сопел в жидкой форме вследствие испарения возникает подобное получаемому при распылении жидкости туману, кратковременно видимое облако испарения, посредством которого раздражающий газ высокодисперсно распределяется в окружающем воздухе.
Благодаря тому, что температура окружающей среды очень высока по сравнению с температурой испарения жидкого рабочего газа, возможен непосредственный контакт с большой поверхностью между жидким рабочим газом и разогретым воздухом окружающей среды, связанный с сильным обменом энергией. Имеет место мгновенное испарение и высокодисперсное распределение раздражающего или боевого отравляющего вещества у выходных сопел струи жидкого газа на всей длине выходящей струи жидкого газа с интенсивным разогревом.
Возникшее таким образом облако раздражающего или боевого отравляющего вещества струи жидкого газа вследствие своей высокой кинетической энергии (начальная энергия) жидкости выбрасывается далеко в пространство.
Благодаря сужающимся в направлении выходных сопел поперечным сечениям предотвращается испарение жидкого рабочего газа из-за преждевременного падения давления.
Вследствие повышенной кинетической энергии рабочего газа в виде жидкости или в виде тумана жидкости достигается большая область выдачи, чем в случае транспортировки газа, которая обладает меньшей кинетической энергией. Благодаря мгновенному испарению жидкого газа в окружающем воздухе раздражающее или боевое отравляющее вещество распределяется с высоким потенциалом энергообмена в окружающем воздухе вследствие воздействия сил расширения.
Примеры
На основе чертежа более подробно поясняется предпочтительный пример выполнения изобретения.
Представленная блок-схема показывает установку распределения раздражающего или боевого отравляющего вещества, в которой через разветвленную систему 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 трубопроводов раздражающие или боевые отравляющие вещества направляются из запасного резервуара 2 к большому числу распыляющих сопел 10-15. В примере выполнения расположено два блока выходных сопел 10, 11, 12 и 13, 14, 15. Блоки по выбору могут управляться 2/2-ходовым клапаном 19, 10.
Через 2/2-ходовой клапан 18 жидкий рабочий газ из резервуара 1 с жидким газом нагнетается в трубопровод 3 и подается в смеситель 16. На входе в смеситель 16 в точке 21 ответвления часть рабочего газа из трубопровода 3 посредством трубопровода 4 с обратным клапаном 22 ответвляется для создания давления в резервуаре 2 с раздражающим газом. Обратный клапан 2 служит для того, чтобы требуемый для создания давления в резервуаре 2 с раздражающим и боевым отравляющим веществом газ рабочего средства не мог протекать обратно.
Давление рабочего газа выдавливает жидкость раздражающего газа, регулируемую 2/2-ходовым клапаном 17 и клапаном 23 ограничения давления, через трубопровод 5 в смеситель 16. Для эффективного смешивания раздражающего или боевого отравляющего вещества с рабочим газом на входе трубопровода 3 в смеситель 16 находится сопло снижения давления, которое понижает давление до величины, которая ответвлена в точке 21.
Установка в этом примере выполнения выполнена таким образом, что может быть включен или правый блок 10, 11, 12 сопел, или левый блок 13, 14, 15 сопел. Для этого должны одновременно открываться или клапаны 17, 18, 19, или клапаны 17, 18, 20.
С помощью этой системы и соответствующих параметров трубопроводов 3-9 рабочий газ из резервуара 1 с рабочим газом и раздражающее или боевое отравляющее вещество из резервуара 2 с раздражающим или боевым отравляющим веществом направляется в жидкой форме к выходным соплам 10-15. Вследствие несжимаемости жидкости не возникает никаких потерь давления.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1. Газовый резервуар для растворяющего и рабочего газа; резервуар со сжатым газом
2. Резервуар с раздражающим или боевым отравляющим веществом
3. Трубопровод подачи рабочего газа
4. Ответвленный трубопровод рабочего газа
5. Трубопровод подачи раздражающего газа
6. Трубопровод для левой группы клапанов
7. Трубопровод для правой группы клапанов
8. Трубопровод для левых выходных сопел
9. Трубопровод для правых выходных сопел
10. Выходное сопло
11. Выходное сопло
12. Выходное сопло
13. Выходное сопло
14. Выходное сопло
15. Выходное сопло
16. Смеситель
17. 2/2-ходовой клапан
18. 2/2-ходовой клапан
19. 2/2-ходовой клапан
20. 2/2-ходовой клапан
21. Точка ответвления; смесительной резервуар
22. Обратный клапан
23. Клапан ограничения давления
24. Смесительный коллектор
Реферат
Изобретение относится к способу и установке, с помощью которой твердые и жидкие боевые отравляющие или раздражающие вещества посредством системы трубопроводов распределяются с образованием высокодисперсных частиц ингредиентов в больших внутренних и наружных пространствах для обороны людей. В изобретении газ при комнатной температуре и давлении окружающей среды находится в газообразном состоянии. Температура испарения газа является низкой по отношению к температуре окружающей среды. В жидком состоянии газ отбирают из запасного резервуара высокого давления и через систему трубопроводов направляют к нескольким выходным соплам. Подающее поперечное сечение распределительных элементов системы соответствует сумме поперечных сечений последующих трубопроводов. Раздражающее или боевое отравляющее вещество в жидкой форме добавляют к газу перед распределением у выходных сопел. Газ выпускают из выходных сопел в виде струи жидкости и мгновенно испаряют и расширяют и распределяют добавленное раздражающее или боевое отравляющее вещество в окружающем воздухе. Вещества в сжиженных растворах газов или в эмульсиях сжиженных газов транспортируются до выходных отверстий в жидкой форме и выходят с кинетической энергией жидкости. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности достижения больших дальностей действия даже на открытом воздухе и высокодисперсное распределение раздражающих или боевых отравляющих веществ. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил.
Формула
растворяющий и рабочий газ, который при комнатной температуре и давлении окружающей среды находится в газообразном агрегатном состоянии и температура испарения которого является низкой по отношению к температуре окружающей среды, в жидком агрегатном состоянии отбирают из запасного резервуара (1) высокого давления и через систему (3-9) трубопроводов направляют к нескольким выходным соплам (10-15);
все распределительные элементы системы (3-9) трубопроводов рассчитаны таким образом, что подающее поперечное сечение соответственно соответствует, по меньшей мере, сумме поперечных сечений последующих трубопроводов, так что жидкое агрегатное состояние растворяющего и рабочего газа хорошо сохраняется в системе (3-9) трубопроводов вплоть до выходных сопел (10-15);
раздражающее или боевое отравляющее вещество в жидкой форме добавляют к растворяющему и рабочему газу перед распределением у выходных сопел (10-15); и
растворяющий и рабочий газ выпускают из выходных сопел (10-15) в виде струи жидкости и непосредственно после этого мгновенно испаряют и расширяют и таким образом распределяют добавленное раздражающее или боевое отравляющее вещество в окружающем воздухе.
запасным резервуаром (1) высокого давления для представления растворяющего и рабочего газа, который при комнатной температуре и давлении окружающей среды имеется в газообразном состоянии и температура испарения которого является низкой по отношению к температуре окружающей среды, в жидком агрегатном состоянии;
системой (3-9) трубопроводов для транспортировки растворяющего и рабочего газа от запасного резервуара (1) высокого давления к нескольким выходным соплам (10-15), причем все распределительные элементы системы (3-9) трубопроводов рассчитаны таким образом, что подающее поперечное сечение соответственно соответствует, по меньшей мере, сумме поперечных сечений последующих трубопроводов, так что жидкое агрегатное состояние растворяющего и рабочего газа в системе (3-9) трубопроводов хорошо сохраняется вплоть до выходных сопел (10-15),
с запасным резервуаром (2) для предоставления раздражающего или боевого отравляющего вещества в жидкой форме; и
со смесителем (16) для добавления раздражающего или боевого отравляющего вещества из запасного резервуара (2) в растворяющий и рабочий газ перед его распределением по выходным соплам (10-15).
