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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS PRODUCTEURS DE MOUSSE.
De la mousse,, en particulier pour combattre les incendies, mais aussi pour la'précipitation des poussières et d'autres butspeut être formée en mélangeant de l'eau? un agent stabilisateur de mousse et un gaz dans un injecteur. Dans un appareil d'un type communément employé, l'eau est dirigée sous- forme d9un ou de plusieurs jets dans l'extrémité d'un tube qui est aussi ouverte à l'atmosphère., Les jets entraînent de Pair et le mélange se fait dans le tubeo L'agent stabilisateur de mousse peut ou bien avoir été mélangé préalablement à l'eau, ou bien être aspiré dans un col dans un ou plusieurs jets.
Si l'aire transversale du tube est d'environ 30 fois celle des jets,, et que centrée effective d'air dans le tube n'est pas plus resserrée que le tubey la pousse produite aura une expansion d'environ 8, c'est-à-dire que le volume de la mousse sera d'environ 8 fois celui de l'eau dont elle est forméeo La pression de la mousse à la sortie du tu- be ne sera pas très supérieure à la pression atmosphérique,
et par suite les injecteurs ayant ces proportions.ne peuvent être employés pour faire passer de la mousse à travers une manche ou une installation de conduites fixes mais ne peuvent être employés qu'à l'extrémité de débit d'une man- che ou d'un tuyauo De tels injecteurs sont connus en fait sous le nom d9injecteurs non coercitifs..
Si,!) cependant, l'aire transversale du tube est comprise en- tre 5 et 15 fois celle des jets, la mousse aura une expansion d'environ 6 mais laissera à la mousse une pression suffisante pour la faire passer à travers une manche ou un tuyauo Des injecteurs ayant ces proportions sont connus sous le nom d'injecteurs coercitifs et sont employés large- ment pour combattre les incendies. En comparaison avec d9autres appareils, tels que les pompescapables de fabriquer de la mousse et de la livrer
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par une manche ou un tuyau, les injecteurs corcitifs ont les avantages de la légèreté et de la simplicité.
Pourtant il faut parfois de la mousse à expansion beaucoup plusgrande, par exemple de 15. Une telle mousse est raide, en comparai- son de la mousse à plus faible expansion, et demeurera ainsi là où on l'a dirigées sans s'écraser ou s'écouler. la raideur dé la mousse la - rend particulièrement utile dans les accidents sur aérodromes, et les ap- pareils pour produire une telle mousse sont particulièrement nécessaires pour les remorques de secours. Il y a en outre l'avantage que pôur pro- duire un volume déterminé de mousse,il faut apporter moins d'eaù sur les lieux de l'accident. D'ailleurs la mousse est moins miscible à l'eau et peut ainsi être utilisée en contact avec de l'eau sans se dégrader.
Même avec un choix soigneux de l'agent stabilisateur de mousse, qui a quelqueinfluence sur l'expansion un injecteur coercitif ne peut-de lui-même former de la mousse avec une expansion supérieure à environ 7. Par suite, jusqu'à présent., de la-mousse à expansion plus grande, jusqu'à environ 12, était formée en pratique seulement en fai- sant passer toute l'eau, l'air et l'agent stabilisateur de mousse par une pompe et une chambre de mélange. La pompe devait être de grandes @ dimensions et lourde pour déplacer ce grand volume-de fluide et est sus- ceptible de se bloquer.
On a proposé de pomper séparément l'eau et l'air dans une chambre de mélange, mais les deux pompes nécessaires sont aussi lourdes qu'une pompe unique, et plus complexes
Suivant l'invention, de la mousse formée par un injecteur s'écoule par une manche ou organe équivalent jusqu'à un orifice de sor- tie, et du gaz est introduit sous pression dans la mousse pour y être incorporé avant l'orifice et augmenter ainsi l'expansion de la mousse.
De préférence, le gaz est introduit près de la jonction de l'injecteur avec la manche ou organe équivalent. Le gaz sous pression peut être fourni par une pompe ou autrement, par exemple à partir de réservoirs ou d'une machine, et peut être de l'air ou quelque autre gaz tel que du gaz carbonique, de l'azote ou des produits de combustion.
Dans les exemples subséquents on décrira l'usage de l'air-.
Il n'est pas nécessaire d'introduire de l'air à haute pres- sion, et en fait on ne le fera pas, puisque si la pression est beaucoup plus élevée que celle du courant dans lequel il est introduit, il y a danger d'écoulement en sens contraire depuis le point d'introduction.
Si l'on ne peut disposer que d'air à haute pression, il peut être étran- glé par passage au travers d'un petit orifice, pour entrer à pression plus basse. Dans un appareil type avec un injecteur coercitif capa- ble de produire de la mousse avec un rapport d'expansion de 7 : 1 la pression à la jonction de 19injecteur et de la manche est d'environ 10 livres par pource carré (0,7 kg/cm2) lorsque l'appareil est alimenté avec de l'eau à 150 livres par pouce carré (10 kg/cm2), bien que l'allu- re exacte dépende de la longueur de la manche et du type de l'orifice.
L'air additionnel sera introduit à une pression ne dépassant pas 15 li- vres par pouce carré (1 kg/cm2), c'est-à-dire que la différence ne sera pas de plus de 5 livres par pouce carré (0,3 kg/cm2). Pour recevoir la mousse, le même appareil type peut normalement travailler avec une man- che de diamètre de 2 1/2 pouces (6,5 cm), et ce diamètre peut être aug- menté jusqu'à 3 1/2 pouces (9 cm) lorsque de l'air additionnel est in- troduit suivant l'invention.
On a trouvé que dans un appareil suivant la présente in- vention, d'une dimension convenable pour être utilisé dans une remorque de secours, environ 50 % de l'air de la mousse est aspiré de l'atmosphère par l'injecteur, et qu'ainsi seulement les 50 % restants devaient être fournis sous pression par une pompe ou un réservoir.
Cela conduit à une grande économie de poids en comparaison d'un appareil dans lequel le vo- lume entier des constituants de la mousse doit etre traité par une ou
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plusieurs pompes.--
Naturellementle volume d'air additionnel nécessaire doit
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dépendre du volume d1Jeaü amené a 1"âppareilo"ié vcile-4rair peut par cônséqùeht'être'controlé'autômàtiquëmènt d1Japrèsle'v lüme d1Jéaú6 -Ceci peut être'obtenu ën prévoyant un régulateur actionne par là pression9 dans lé tuyau d9 émanée d 9 air; et'le reliant à :t9 eX"\ïllÊ3Ini v d 9 entrée du tube, où, la pression-statique varie suivant l9éc9uléren d9eaua .
- - " 'Les dessins annexés au présent méabire montrent divers ap- pareils pour réaliser-19invention. Sur-ces dessins g - - "' - la figure l'est"un schéma dflu: nppa,ail -onprenant un injecteur coercitif 2 qui est alimenté en un mélange d'eau et d9agent stabilisateur de mousse par un tuyan 4 et qui aspira de lsâir àtmos'phê- rique par les ouvertures 6 là moussa fermée par le mélange.dé 19 eau de Ilagënt stabilisateur de mousse-et d9air passe dans une manche 8 à laquelle de Pair supplémentaire est amené 'par un tuyau'10. Cet air
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supplémentaire soincorpore au mélange pendant son passage par la manche 8 à une tuyère 12;
.... - @ @ - la figure 2 est une coupe longitudinale centrale d'une
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partië- d9ún appareil effectif dû type illustré à la figure 10 Un in- jecteur coercitif standard 40 est relié à un raccord spécial z LOïnjectéur 40 comprend une'tête porte-tuyère "44 dans là- quelle il $ a quatre tuyères ou jets 46 pour de 19 eau et'-une tuyère'cen- trale 48-avec -une gorge dans laquelle de 19agent stabilisateur de mousse est aspiré d9uÏle source reliée à une admission 50o L9eau entre par un raccord 52 dans lequel se trouve un déflecteur calibré 53 qui rend les jets plus turbulents et augmente ainsi l'effet coercitif.
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La tête porte-túyèrè est montée à une extrémité d,9un tube 54-dans lequel il y a des trous-dDadmission' d9air 560 Le tube 54 est-pro- tégé par une enveloppe 58 avec une extrémité ouverte 60par laquelle de Pair peut atteindre les trous 56o Vautre extrémité"du'tnbe"54"est fi- xée à un embout à liaison rapide 62 qui reçoit une manche lorsque l'in- jecteur est utilisé sans amenée d9air additionnelo Pour admettre 1?air additionnel, la manche est remplacée par le raccord spécial 42 qui a une extrémité filetée extérieurement 64 pour recevoir une manche de diamètre supérieur.
En outre;, le raccord a une admission d9air 66 qui est re- liée à une source d'air sous pressiono Pour diffuser l'air additionnel, de sorte qu'il se mélange à la mousse sur un trajet plus court dans la manche, un disque de bronze fritté ou d'autre matériau poreux peut s9adapter dans 19admission d'air en contact avec le courant de mousse.
- La figure 3 est un schéma d9un appareil dans lequel de l'air additionnel sous pression est amené à une chambre annulaire 14 à la jonction de 19injecteur et de la manche et entre dans la manche par des ouvertures 15 L'air peut, en variante, être admis par un coude se ter- minant par une ouverture concentrique au passage de la mousse et dirigé dans le sens du courante Suivant une autre variante.,
une partie de Pair peut être dirigée en sens contraire du courante Ceci peut faciliter 19incorporation de l'air à la mousseo - La figure 4 est un schéma d'un appareil dans lequel le courant d'air additionnel passant par le tuyau 10 est contrôlé par une soupape 16 qui est reliée par un tuyau 18 à l'extrémité d'entrée du tube de 19injecteur 2 en sorte de répondre à la pression en ce point, et par conséquent au débit de mélange initialo - La figure 5 est un schéma d'un appareil dans lequel il y a un injecteur non coercitif 20.
Cet injecteur est raccordé à la manche 8 par un venturi 22 et 19 air additionnel est amené à une tuyère 24 au col du venturio De cette manière, la mousse venant de l'injecteur non coercitif est à la fois augmentée de volume et obligée de vaincre une
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charge statique.
- La figure 6 est un;schéma d'un projecteur de mousse dorme- on peut en monter sur une remorque de secours. Il n'y a pas de tronçon de manche entre un injecteur et une tuyère. 'Au lieu de cela.9 de la mousse formée par un injecteur 2 passe dans un corps 30 contenant des déflecteurs 32 qui obligent la mousse à suivre un trajet tortueux jusqu'à une tuyère 34. De l'air additionnel entrant par le tuyau 10 s'incorpore de la même manière que cela se ferait en suivant un tronçon de manche..
Dans un appareillage où l'on emploie un injecteur coercitif, une petite quantité d'air sous pression peut être amenée aux jets pour les diviser. Ceci peut aider-à ou remplacer l'effet d'un déflecteur.
La figure 7 montre une tête porte-tuyères dans laquelle des passages de jets coaxiaux 70 et 72 sont pratiqués dans des plateaux 74 et 76 qui sont espacés pour former une chambre annulaire 78 à laquelle de l'air est amené par un tuyau 80.
Dans tout appareil suivant la présente invention,dans le- quel on emploie un injecteur coercitif., ol est toujours possible de ré- duire l'expansion de la mousse, par exemple pour agir sur un type parti- culier de feu, en diminuant ou en coupant l'arrivée d'air additionnel.
Plusieurs appareils suivant la présente invention peuvent être alimentés à partir d'une source commune d'eau sous pression et d'une source commune d9air sous pression.
REVENDICATIONS.
1. Procédé dans lequel de l'eau, un agent stabilisateur de mousse,et de l'air sont mélangés dans un injecteur pour former de la mousse qui s'écoule par une manche ou un organe équivalent, vers un or- fice de sortie, caractérisé en ce que ce gaz est introduit sous pression dans la mousse pour être incorporé dans la mousse avant l'orifice de sortie et augmenter ainsi l'expansion de la mousse.
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IMPROVEMENTS TO FOAM PRODUCERS.
Foam, especially for fire fighting, but also for precipitation of dust and other purposes can be formed by mixing water? a foam stabilizer and a gas in an injector. In an apparatus of a commonly used type, the water is directed in the form of one or more jets into the end of a tube which is also open to the atmosphere. The jets entrain air and the mixture dissolves. made in the tube The foam stabilizer can either have been mixed with water beforehand, or be sucked into a neck in one or more jets.
If the cross-sectional area of the tube is about 30 times that of the jets ,, and if the effective center of air in the tube is not more constricted than the tubey the shoot produced will have an expansion of about 8, it that is to say that the volume of the foam will be approximately 8 times that of the water from which it is formed o The pressure of the foam at the outlet of the tube will not be much greater than atmospheric pressure,
and hence injectors of these proportions cannot be used to pass foam through a sleeve or fixed pipe installation but can only be used at the flow end of a sleeve or pipe. 'un pipeo Such injectors are in fact known as non-coercive injectors.
If,!) However, the cross-sectional area of the tube is between 5 and 15 times that of the jets, the foam will expand by about 6 but will give the foam enough pressure to pass it through a sleeve. or a pipe. Injectors of these proportions are known as coercive injectors and are widely used in fire fighting. Compared to other devices, such as pumps capable of making foam and delivering it
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by a sleeve or a pipe, corcitive injectors have the advantages of lightness and simplicity.
However, sometimes much larger expansion foam is required, for example 15. Such foam is stiff, compared to lower expansion foam, and will thus stay where it was directed without collapsing or collapsing. to flow. the stiffness of the foam makes it particularly useful in aerodrome accidents, and the apparatus for producing such foam is particularly necessary for emergency trailers. There is also the advantage that in order to produce a determined volume of foam, less water must be brought to the scene of the accident. Moreover, the foam is less miscible with water and can thus be used in contact with water without degrading.
Even with a careful selection of the foam stabilizer, which has some influence on the expansion, a coercive injector cannot by itself form foam with an expansion greater than about 7. Hence, heretofore. The larger expansion foam, up to about 12, was practically formed only by passing all the water, air and foam stabilizer through a pump and mixing chamber. The pump had to be large and heavy to move this large volume of fluid and is likely to jam.
It has been proposed to pump water and air separately into a mixing chamber, but the two pumps required are as heavy as a single pump, and more complex.
According to the invention, the foam formed by an injector flows through a sleeve or equivalent member to an outlet orifice, and gas is introduced under pressure into the foam to be incorporated therein before the orifice and thus increase the expansion of the foam.
Preferably, the gas is introduced near the junction of the injector with the sleeve or equivalent member. The pressurized gas can be supplied by a pump or otherwise, for example from tanks or from a machine, and can be air or some other gas such as carbon dioxide, nitrogen or carbonate products. combustion.
In the following examples we will describe the use of air-.
It is not necessary to introduce high pressure air, and in fact it will not be done, since if the pressure is much higher than that of the stream in which it is introduced, there is danger flow in the opposite direction from the point of introduction.
If only high pressure air is available, it can be choked off by passing through a small orifice to enter at lower pressure. In a typical apparatus with a coercive injector capable of producing foam at a 7: 1 expansion ratio the pressure at the junction of the injector and the sleeve is about 10 pounds per square percent (0.7 kg / cm2) when the unit is fed with water at 150 pounds per square inch (10 kg / cm2), although the exact rate will depend on the length of the handle and the type of orifice .
The additional air will be introduced at a pressure not exceeding 15 pounds per square inch (1 kg / cm2), that is, the difference will not be more than 5 pounds per square inch (0, 3 kg / cm2). To accommodate the foam, the same typical device can normally work with a 2 1/2 inch (6.5 cm) diameter handle, and this diameter can be increased to 3 1/2 inches (9 cm) when additional air is introduced according to the invention.
It has been found that in an apparatus according to the present invention, of a size suitable for use in an emergency trailer, about 50% of the air in the foam is drawn from the atmosphere by the injector, and that thus only the remaining 50% had to be supplied under pressure by a pump or a tank.
This leads to a great saving in weight compared to an apparatus in which the entire volume of the constituents of the foam has to be treated by one or more.
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several pumps .--
Of course, the additional air volume required must
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depending on the volume of water brought to the "appliance" ié vcile-4rair can by consequence be 'controlled automatically' according to the'v lüme d1Jéaú6 -This can be obtained by providing a regulator actuated by the pressure9 emanated from the pipe 9 in the pipe. ; and 'connecting it to: t9 eX "\ ïllÊ3Ini v 9 inlet of the tube, where the static pressure varies according to the water l9éc9uléren.
- - "'The drawings appended to the present meabire show various apparatuses for carrying out the invention. In these drawings g - -"' - the figure is "a diagram dflu: nppa, garlic - including a coercive injector 2 which is supplied with a mixture of water and foam stabilizer through a pipe 4 and which sucked in atmospheric air through the openings 6 where it is closed by the mixture. of 19 foam stabilizer water and air passes in a sleeve 8 to which additional air is brought 'through a pipe'.10 This air
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additionally incorporated into the mixture during its passage through the sleeve 8 to a nozzle 12;
.... - @ @ - figure 2 is a central longitudinal section of a
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part of an actual apparatus of the type illustrated in figure 10 A standard coercive injector 40 is connected to a special fitting. The injector 40 comprises a nozzle holder head "44 in which it has four nozzles or jets 46 for each nozzle. 19 water and -a central nozzle 48-with -a throat in which foam stabilizer 19 is sucked from the source connected to an inlet 50o The water enters through a fitting 52 in which there is a calibrated deflector 53 which makes the jets more turbulent and thus increases the coercive effect.
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The tube head is mounted at one end of a tube 54 - in which there are air inlet holes 560 The tube 54 is protected by a casing 58 with an open end 60 through which air can reach. holes 56o The other end "of the" 54 "is attached to a quick connect nipple 62 which receives a sleeve when the injector is used without additional air supply. To admit additional air, the sleeve is replaced by the special connector 42 which has an externally threaded end 64 to receive a handle of greater diameter.
Further, the fitting has an air inlet 66 which is connected to a source of pressurized air to diffuse additional air so that it mixes with the foam over a shorter path in the sleeve. a disc of sintered bronze or other porous material may fit into the air inlet in contact with the foam stream.
Figure 3 is a diagram of an apparatus in which additional pressurized air is supplied to an annular chamber 14 at the junction of the injector and the sleeve and enters the sleeve through openings 15. Air may alternatively , be admitted by an elbow ending in an opening concentric with the passage of the foam and directed in the direction of the current According to another variant.,
part of the air can be directed against the flow direction This can facilitate the incorporation of air into the foam - Figure 4 is a diagram of an apparatus in which the additional air flow passing through the pipe 10 is controlled by a valve 16 which is connected by a pipe 18 to the inlet end of the injector tube 2 so as to respond to the pressure at this point, and therefore to the initial mixing flow rate - Figure 5 is a diagram of an apparatus in which there is a non-coercive injector 20.
This injector is connected to the sleeve 8 by a venturi 22 and 19 additional air is brought to a nozzle 24 at the neck of the venturio In this way, the foam coming from the non-coercive injector is both increased in volume and forced to overcome a
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static charge.
- Figure 6 is a schematic of a sleeper foam projector that can be mounted on an emergency trailer. There is no sleeve section between an injector and a nozzle. Instead, foam formed by an injector 2 passes through a body 30 containing baffles 32 which cause the foam to follow a tortuous path to a nozzle 34. Additional air entering through pipe 10 is incorporated in the same way as it would be by following a section of the sleeve.
In an apparatus where a coercive injector is employed, a small amount of pressurized air can be supplied to the jets to divide them. This can help or replace the effect of a baffle.
FIG. 7 shows a nozzle holder head in which passages for coaxial jets 70 and 72 are made in trays 74 and 76 which are spaced apart to form an annular chamber 78 to which air is supplied by a pipe 80.
In any apparatus according to the present invention, in which a coercive injector is employed., It is always possible to reduce the expansion of the foam, for example to act on a particular type of fire, by reducing or by cutting off the additional air supply.
Several apparatus according to the present invention can be supplied from a common source of pressurized water and a common source of pressurized air.
CLAIMS.
1. A method in which water, a foam stabilizer, and air are mixed in an injector to form foam which flows through a sleeve or the like, to an outlet. , characterized in that this gas is introduced under pressure into the foam in order to be incorporated into the foam before the outlet orifice and thus increase the expansion of the foam.