Устройство автоматического пожаротушения

 

73) В.П.Демин

6) Бубырь Н,Ф., Воробьев P.Ï., Быстров .В., Зуйков Г.М. Эксплуатация установок ожарной автоматики, М.: 1986, с. 153 — 154, ис. 3.22.

4) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

ОЖАРОТУШЕНИЯ

7) Изобретение относится к противопоарной технике, используется в автоматиеских установках пенного пожаротушения дозирующим устройством, обеспечивающим введение в поток воды пенообразоваеля в постоянном процентном отношении независимо от ее расхода и величины давения, и может быть использовано в техножаротушения дозирующее устроиство выполнено в виде последовательно соединенных между собой шлюзовой, рабочей и стабилизирующей камер с приемными отверстиями и поплавковыми запорными, дросселирующим и регулирующим устройствами, позволяющими повысить надежность работы устройства и получать более высокое качество огнетушащей смеси, а также позволяет производить тушение пожара в начальной стадии его развития с выдачей звукового сигнала тревоги даже в том случае, если на станции пожаротушения отсутствует электрическая энергия. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к установкам автоматического пожаротушения с дозирующими устройствами, обеспечивающими введение в поток воды пенообразователя в постоянном процентном отношении независимо от ее расхода и величины давления, и может бить использовано в технологических и роцессах производства, где требуется непрерывное смешение жидких компонентов в их постоянном процентном отношении.

Целью изобретения является обеспечение надежности работы и повышение качества огнетушащей смеси путем стабильности вводимого в огнетушащую смесь пенообразователя.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства автоматического пожаротушения.

Устройство содержит магистральный трубопровод 1, трубу Вентури 2, резервуар

3 для дозируемого пенообразователя,дозирующее устройство, состоящее из шлюзовой 4, рабочей 5 и стабилизирующей 6 камер. На магистральном трубопроводе 1 установлен обратный клапан 7, а на распределительном трубопроводе 8 пожаротушения установлены спринклерные головки 9 с легкоплавкими замками. В верхних днищах шлюзовой 4 и рабочей 5 камер выполнены

1837911

55 приемные отверстия 10 и 11 с поплавковыми эапорными клапанами 12 и 13. Приемное отверстие10 шлюзовой камеры 4 соединено в верхней части патрубком 14 с резервуаром

3 для пенообразующего компонента, Верхняя полость рабочей камеры 5 через размещенный в ней запорный клапан 15 с поплавковым устройством 16 соединена трубкой 17 с верхней полостью шлюзовой камеры 4 и перепускной трубкой 18 с напорным патрубком насоса-повысителя 19 дозируемого компонента и с верхней полостью стабилизирующей камеры 6. Всасывающий патрубок 20 насоса-повысителя 19 через встроенный обратный клапан.21 соединен с резервуаром 3 для дозируемого компонента и с регулирующим клапаном 22, размещенным в верхней полости стабилизирующей камеры 6. Нижняя полость рабочей камеры

5 патрубком 23 соединена со всасывающей камерой трубы Вентури 2 через встроенную регулировочную шайбу 24. Стабилизирующая камера 6 снабжена мембранным исполФ нительным механизмом, мембранный блок

25 которого соединен штоком с дросселирующим 26 и регулирующим 22 клапанами.

Эластичная мембрана 27 разделяет полость стабилизирующей камеры 6 на верхнюю и нижнюю 28 камеры, Полость нижней камеры 28 подсоединена патрубком 29 к магистральному трубопроводу 1, Входной патрубок дросселирующего клапана 26 трубкой 30 подсоединяется к струйному реле 31, понижающему газовому редуктору 32 и к источнику 33 сжатого газа. В верхнюю часть полости шлюзовой камеры 4, в ее корпус встроен мембранный исполнительный механизм 34, мембрана которого штоком скреплена с запорным клапаном 35, входное отверстие которого соединено патрубком 36 с полостью шлюзовой камеры 4, при этом в корпусе мембранного исполнительного механизма 34 выполнено ограничительное отверстие 37, а выходное отверстие клапана 35 патрубком 38 соединено с воздушной сиреной 39 и с электроконтактным реле 40 давления, электроцепи 41 которого подключены к блоку управления и электросигнализации установки (на черте>ке на указан). Электроцепи 42 электроконтактного устройства 43 струйного реле 31 также подключены к блоку управления и электросигнализации установки. На распределительном трубопроводе 8 установлен вентиль

44 с подсоединенными к нему пожарным рукавом 45 и пеногенератором 46, устройство автоматического пожаротушения работает следующим образом.

В нормальном де>курном (рабочем) состояниии устройство пожаротушения, его магистральный 1 и распределительный 8 трубопроводы заполнены огнетушащей жидкостью, а шлюзовая 4 и рабочая 5 камеры дозирующего устройства заполнены пенообразующим компонентом, при этом верхняя полость стабилизирующей камеры 6 находится под рабочим давлением от источника 33 сжатого газа, а нижняя полость 28— под давлением воды магистрального трубопровода 1.

При возникновении пожара в защищаемом помещении срабатывают легкоплавкие замки спринклерных головок 9 и огнетушащая смесь из открывшихся отверстий под давлением вытекает на очаг пожара. В том случае, если загорание в помещении обнару>кено находящимися там рабочими, то они, не дожидаясь срабатывания плавких замков спринклерных головок 9, открывают вентиль 44 и огнетушащая смесь по пожарному рукаву 45 поступает s пеногенератор

46, где образуется воздушно-механическая пена, струя которой направляется на очаг пожара.

При движении жидкости по магистральному трубопроводу 1 и через трубу Вентури

2 в ней возникает перепад давления и происходит движение пенообразователя fl0 трубе 23 в ее камеру. Одновременно жидкость из магистрального трубопровода 1 по патрубку 29 поступает в нижнюю полость 28 камеры 6 и создает в ней давление, которое, воздействуя на мембранный блок 25 и на соединенный с ним шток, приоткрывает дросселирующий клапан 26, и газ от источника 33 сжатого газа поступает в верхнюю полость стабилизирующей камеры 6, где создается давление газа, равное давлению жидкости магистрального трубопровода 1, за счет перемещений мембранного блока 25 и дросселирования газа клапаном 26.

Из верхней полости стабилизирующей камеры 6 газ вытесняет по трубе 18 находящийся в ней пенообразователь в рабочую камеру 5, откуда он по трубе 23 поступает в трубу Вентури 2 и в распределительный трубопровод 8 пожаротушения.

Дозирующее устройство обеспечивает введение в поток воды пенообразователя в постоянном процентном отношении независимо от величины расхода воды (или количества работающих головок). Соблюдение этого положения подтвер>кдается следующим образом. Для трубы Вентури 2 перепад давления н=s » а, 2 где Q — расход воды для тушения;

1 1 1

S» = (—, — ) — сопротивление

29 о>с ш трубы Вентури, 1837911

1 де с с — площадь поперечного сечения горовины трубы Вентури; в — площадь поперечного сечения труопровода 1, на котором установлена труба ентури;

g — ускорение силы тяжести, Этот перепад давления обеспечивает оступление пенообразователя из рабочей амеры 5 и численно равен потерям напора ля патрубка 29, подводящего воду в нижюю полость 28 камеры 6, и потерям напора трубе 23 и регулировочной шайбе 24, отодящих пенообразователь из рабочей каеры 5 (сопротивлением газа в трубе 18 при том можно пренебречь, так как оно почти

800 раз меньше сопротивления жидкости, роходящей по трубе равного сечения, а ередавливание незначительного количеста пенообразователя, находящегося в верхей полости стабилизирующей камеры 6, роисходит только в начальный пусковой ериод работы установки).

Потери напора определяются по формуе г

Л Н доз — >доз g де Sgos — сопротивление системы дозатора;

g — расход пенообразователя.

Для постоянного соотношения расхоом пенообразователя (g) и воды (0), равноо а = g/Q. о>кно записать, что

2 2 тр

$тр 0 = Идат (8Q ) и а = >доз

Следовательно, процентное количество енообраэователя, вводимого в поток воды, пределяется только сопротивлениями труы Вентури и системы дозатора и является величиной постоянной. Процентное соотношение вводимого пенообразователя в воду можно изменять путем замены калиброванных (тарированных) регулировочных шайб

24 в системе дозировки пенообразователя.

По мере расхода пенообразователя из рабочей камеры 5 его уровень внутри камеры понижается, но запорный клапан-поплавок . 13 за счет давления газа внутри рабочей камеры 5 прижимается и перекрывает приемное отверстие 11. При понижении уровня пенообразователя на 3/4 его высоты поплавковое устройство 16, соединенное рычагом с запорным клапаном 15, опускается вниз и открывает клапан 15, Сжатый газ из рабочей камеры 5 по трубе 17 поступает в шлюзовую камеру 4, при выравнивании давления газа в обеих камерах 4 и 5 клапан-поплавок 13 под собствен.ной тяжестью падает и пенообразователь из шлюзовой камеры 4 через приемное отверстие 11 пе5

30 ретекает в рабочую камеру 5, а поплавковые запорные устройства 13 и 16 всплывают и перекрывают приемное отверстие 11 и клапан 15.

В период поступления сжатого газа из рабочей камеры в шлюзовую камеру 4 давление в этих камерах выравнивается, клапан 13 открывается, а клапан 12 за счет давления газа прижимается и перекрывает приемное отверстие 10, при этом газ под давлением поступает через ограничительное отверстие 37 в камеру мембранного исполнительного механизма 34, где давление газа воздействует на его мембрану. ilo истечении 1 — 5 с (необходимо для перелива пенообразователя из камеры 4 в камеру 5) запорный клапан 35 срабатывает и сбрасывает газ из камеры 4 по трубам 36 и 38 в воздушную сирену 39 и в атмосферу, Звук воздушной сирены оповещает окружающих о срабатывании установки автоматического пожаротушения (что очень важно в период отсутствия электрического напряжения в распределительных электрошкафах станции пожаротушения). Одновременно с этим сжатый газ поступает в электроконтактное реле 40 давления, которое замыкает сваи электроконтакты и по электроцепям 41 выдает сигнал на пульт управления установки пожаротушения (на чертеже не указан), В качестве электроконтактного манометт а, например, может быть использован сигнальный прибор давления — универсальный

СДУ.

При сбросе давления газа из шлюзовой камеры 4 запорный клапан-поплавок 12 падает под собственным sBcoM и через приемное отверстие 10 пенообразователь иэ резервуара 3 заполняет полость шлюзовой камеры 4, клапан-поплавок 12 всплывает и перекрывает приемное отверстие 10. Одновременно с этим запорный клапан 35 под действием своей сжимающей пружины возвращается в исходное положение и перекрывает выходное отверстие из шлюзовой камеры 4.

По мере расхода пенообразователя из рабочей камеры 4 циклы работы сигнальнодозирующего устройства повторяются в выше описанной последовательности.

В том случае, если в магистральный трубопровод 1 не подается вода под давлением (поврежден, например, водовод, питающий электрокабель, или не включаются насосыповысители во время пожара), в магистральный 1 и распределительный 8 трубопроводы под действием сжатого газа на очаг пожара поступает чистый (концентрированный) пенообразователь из рабочей камеры 5 до полного его израсходования из резервуара

1837911

15

25

3. При этом периодически звучит сигнал тревоги от воздушной сирены 39.

В период начала движения жидкости по магистральному трубопроводу 1 и распределительному трубопроводу 8 сжатый газ от источника 33 сжатого газа по трубе 30 через дросселирующий клапан 26 поступает в верхнюю полость стабилизирующей камеры 6.

При этом газ проходит через понижающий газовый редуктор 32 и через струйное электроконтактное реле 31, выполненное в виде обратного клапана со штоком и замыкателем электроконтактов. При движении потока газа по трубке 30 клапан струйного реле

31 поднимается и замыкает контакты 43, электроцепи 42 которых дают сигнал в блок управления установки пожаротушения на включение насосов-повысителей и подачу сигнала тревоги (на чертеже не показано).

B случае прекращения движения газа по трубке 30 клапан струйного реле 31 возвращается в исходное положение (независимо от величины давления газа на его вводном патрубке) и электроконтакты 43 размыкаются.

Промышленность выпускает несколько модификаций струйных реле; с механическими электроконтактами (реле типа PC) и контрольно-сигнальным устройством с магнитной связью.

Одним из условий стабильной работы дозирующего уСтройства является то, что давление сжатого газа, поступающего в верхнюю полость стабилизирующей камеры 6, должно быть или немного превышать рабочее давление воды магистрального трубопровода 1. Для этой цели на трубопроводе 30 от источника сжатого газа устанавливается понижающий газовый редуктор 32, которым заранее задают необходимые пределы рабочего давления газа, Для зкономии расхода сжатого газа сигнально-дозирующее устройство снабжено насосом-повысителем 19 для дозируемого компонента с регулирующим клапаном 22, размещенным в верхней полости стабилизирующей камеры 6.

При срабатывании устройства пожаротушения и струйного реле 31, электросигнал от которого по электроцепям 42 поступает на пульт управления, автоматически включается насос-повыситель 19, Насос-повыситель 19 через приемный бункер 20 и обратный клапан 21 забирает дозируемый компонент из резервуара 3 и через напорный патрубок направляет его в рабочую 5 и верхнюю полость стабилизирующей 6 камеры. При создании в верхней полости стабилизирующей камеры б избыточного давления, превышающего давление жидкости магистрального трубопровода 1, мембранный блок 25 перемещается вниз и соединенным с ним штоком приоткрывает запорные устройства регулирующего клапана 22. Избыточное давление жидкости в верхней полости стабилизирующей камеры 6 сбрасывается через регулирующий клапан

22 во всасывающий патрубок насоса-повысителя 19. И наоборот, при понижении давления жидкости в верхней полости стабилизирующей камеры 6 мембранный

C блок 25 под действием повышенного давления в нижней полости 28 перемещается вверх и штоком перемещает запорное устройство (прикрывает) регулирующего клапана 22, восстанавливая давление в верхней полости камеры 6, равное давлению жидкости в нижней полости 28.

Для стабильной работы насоса-повысителя 19 необходимо, чтобы он развивал давление в напорном патрубке, равное или немного выше давления газа, выходящего после понижающего редуктора 32, и чтобы ан монтировался ниже уровня стабилизирующей камеры 6. Потери напора в трубопроводах определяются по выше приведенным формулам.

Устройство в дежурном режиме работы способно обнаружить незначительную разгерметизацию (капельную течь), образующуюся иногда в магистральном 1 и распределительном 8 трубопроводах, в арматуре и запорных замках спринклерных головок 9, и дать сигнал тревоги, что на практике является довольно трудным делом. При возникновении капельной течи в трубопроводах пенообразователь иэ рабочей камеры 5 постепенно вытесняется (за несколько часов или дней) в магистральный трубопровод и при его израсходовании на

3/4 объема полости камеры 5 происходит срабатывание клапана 15 и подача газа в звуковую сирену 39 и в электроконтактное реле 40 давления.

Известно. что у трубы Вентури (струйных насосов) КПД невелик и не превышает

0.15(см. журнал ИР, N 11, 1988, с. 8 Машина с установкой на успех). Увеличить КПД струйного насоса можно, лишь ускорив истечение жидкости из сопла. Но увеличить скорость струи в N раз можно, лишь затратив в N большую мой ность, Тогда при росз те диаметра сопла в N раз расход активной среды вырастает в N раз, Выход из положе2 ния был найден изобретателем В.М.Светухиным (cM. авт св. М. 1201556).

Разработанный им щелевой струйный насос работает при столь небольшом разрежении, что обычные струйные насосы вообще не работают, У щелевого насоса коэффициент

1837911 нжекции вдвое выше. чем у обычного, раотающего на вдвое больших скоростях, Использование щелевого насоса по вт.св. Я 1201556 вместо трубы Вентури 2 в игнально-дозирующем устройстве для усановок автоматического пожаротушения оэволяет повысить устойчивость ввода пеообразователя в поток воды в строго заанном процентном соотношении еэависимо от величины давления воды и ее всхода, Устройство автоматического пожароушения выполнено в виде дозирующего стройства, встроенного между магистральым трубопроводом и резервуаром с дозиуемым компонентом, выполненным в виде оследовательно соединенных шлюзовой, абачей и стабилизирующей камер с примными отверстиями в их днищах, поплавовыми запорными, дросселирующим и егулирующим клапанами, причем верхняя олость рабочей камеры соединена с ижней частью полости стабилизируюей камеры и с напорным патрубком насоа-повысителя дозируемого компонента, а ходной патрубок дросселирующего клапаа соединен с источником сжатого газа, При том его выходной патрубок сообщается с ерхней полостью стабилизирующей камеы, что позволяет обеспечить надежность аботы установки и повысить качество гнетушащей смеси путем стабильности водимого в огнетушащую смесь пенообраующего компонента, Выполнение на питающем и выходном оздухопроводах сигнально-дозирующего стройства, струйного электроконтактного еле, электроконтактного реле давления и оздушной сирены позволяет повысить наежность работы устройства автоматичекого пожаротушения со своевременной

ыдачей сигнала тревоги как при незначиельной разгерметизации трубопроводов становки, так и при срабатывании системы ожаротушения с подачей электрического игнала и звукового сигнала от воздушной ирены даже в том случае, если на станции ожаротушения во время пожара исчезает тключается) электрическая энергия.

Выполнение стабилизирующей камеры игнально-дозирующего устройства в виде ембранного исполнительного механизма с росселирующим и регулирующим клапанаи позволяет повысить надежность его раоты, уменьшить расход сжатого газа и низить трудоемкость при ремонте и профиактическом осмотре установки.

Экономия от использования устройства втоматического пожаротушения получает,я за счет надежности его работы, снижения

55 стоимости и эксплуатационных затрат, а также за счет получения повышенного качества огнетушащей смеси путем стабильности вводимого в огнетушащую смесь пенообразующего компонента.

Формула изобретения

1, Устройство автоматического пожаротушения, содержащее трубопроводы с запорными клапанами, трубу Вентури, расположенную в магистральном трубопроводе, резервуар для пенообразующего компонента, дозирующее устройство, расположенное между магистральным трубопроводом и резервуаром для пенообразующего компонента, источник сжатого газа, связанный с дозирующим устройством., сигнализатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и повышения качества огнетушащей смеси путем стабильности вводимого в огнетушащую смесь пенообразующего компонента, дозирующее устройство выполнено в виде последовательно соединенных камер шлюзовой, рабочей и стабилизирующей, при этом в верхних днищах шлюзовой и рабочей камер выполнены приемные отверстия с поплавковыми запорными клапанами, причем приемное отверстие шлюзовой камеры в верхней части соеди;;ено с резервуаром для пенообразующе"о компонента, верхняя часть полости шг,:озовой камеры посредством трубки с дополнительным поплавковым запорным устройством на ее нижнем конце соединена с верхней частью полости рабочей камеры, стабилизирующая камера снабжена дросселирующим и регулирующим клапанами и связанным с ними штоком мембранным исполнительным механизмом, разделяющим мембраной стабилизирующую камеру на верхнюю и нижнюю полости, при этом нижняя полость подсоединена патрубком к магистральному трубопроводу, причем дросселирующий клапан связан с источником сжатого газа через входной патрубок, а его выходной патрубок сообщен с верхней полостью стабилизирующей камеры, нижняя часть полости которой посредством перепускной трубы соединена с верхней частью полости рабочей камеры и с напорным патрубком дополнительно введенного насоса дозируемого компонента, всасывающий патрубок которого связан с резервуаром для пенообразующего компонента и с регулирующим клапаном стабилизирующей камеры через встроенный в него обратный клапан, нижняя часть полости рабочей камеры соединена со всасывающей камерой трубы Вентури, а верхняя полость шлюзовой камеры посредством встроенного в корпус

1837911 источника сжатого газа встроено струйное реле, а на выходном трубопроводе шлюзовой камеры установлено реле давления, злектроцепи которых подключены к блоку

5 управления насоса дозируемого компонента и сигнализатору. мембранного исполнительного механизма запорного клапана в трубопроводе сброса давления соединена с сигнализатором.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что на питающем трубопроводе

Составитель В,Демин

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор П.Гереши

Редактор В.Тычина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2880 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5