Система для объемного тушения пожаров

 

Изобретение относится к противопожарной технике, к стационарным автоматическим системам обнаружения и подавления пожаров посредством генерируемого аэрозоля. Система включает генераторы газоаэрозольной тушащей смеси, в корпусе с выходными отверстиями которых размещен аэрозольобразующий состав. Узлы инициирования генераторов связаны электрическими каналами с общим пусковым устройством, содержащим источник питания, термочувствительные датчики пожарной сигнализации и дистанционный коммутатор. Новым является то, что источник питания пускового устройства связан с блоком зондирования, подключенным к электросети, а через устройство временной задержки - с генераторами, которые оснащены блоками охлаждения газоаэрозольной тушащей смеси, которые выполнены в виде воздушно-эжекционной обечайки, аксиально установленной на корпусе генераторов, над отверстиями выходными, или в виде прослойки гранул из абляционного материала, размещенной в ресивере между аэрозольобразующим составом и выходными отверстиями корпуса генераторов. Предложенная система обеспечивает повышенную безопасность защищаемых объемов от пожаров путем повышения функциональной надежности средств коммуникации исполнительных элементов и более эффективного охлаждения генерируемой тушащей смеси. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к противопожарной технике, к стационарным автоматическим системам обнаружения и подавления пожаров посредством генерируемого аэрозоля.

Из патентной литературы известна система объемного пожаротушения, содержащая распределенные в защищаемом объеме генераторы тушения ингибирующей смеси, образующейся при горении аэрозольобразующего пиротехнического состава, узлы инициирования и каналы коммуникации, выполненные из огнепроводного термочувствительного шнура, которые связывают с общим пусковым устройством (патент РФ N 2046614, кл. A 62 C 37/00, 27.10.95).

Пиротехническая композиция, при сгорании которой образуется газоаэрозольная тушащая смесь, помещена в корпусе генераторов, снабженном выходными отверстиями. Узлы инициирования воспламенения пиротехнической композиции генераторов приводятся в действие сигналом от термочувствительных средств обнаружения загораний.

Особенностью системы является ее автономность действия по обнаружению очагов возгорания и подавления пожаров без внешних источников питания исполнительных элементов, так как средства обнаружения возгорания, инициирования работы генераторов аэрозоля и каналы коммуникации запуска выполнены в виде термочувствительного огнепроводного шнура. Это обеспечивает функционирование системы с активными и простыми средствами возбуждения и передачи управляющих сигналов на исполнительные элементы без дополнительных устройств усиления с внешним источником питания или периодической подзарядки встроенного аккумулятора.

Недостатком описанного устройства является невысокая функциональная надежность из-за низкой механической прочности дорогостоящего огнепроводного шнура, подверженного химической деструкции и присутствии паров бензина, органических растворителей, имеющего высокий температурный порог срабатывания (150 - 170^oC) и относительно невысокую скорость горения, что снижает оперативность подавления очагов пожаров на начальной стадии, развитие которых может повлечь значительные материальные и технические потери.

Уровень техники характеризует мобильная система объемного тушения пожаров, общее пусковое устройство которого состоит из электрически связанных между собой источника питания, термочувствительных датчиков и дистанционного коммутатора узлов инициирования генераторов с аэрозольобразующим составом, помещенным в корпусе с выходными отверстиями (патент РФ N 2081640, кл. A 62 C 13/22, 20.06.97).

Генераторы газоаэрозольной тушащей смеси размещены в местах наиболее вероятного возникновения пожаров, в зоне дорогостоящей аппаратуры, источников тепловых излучений и преобразований, в приборных, моторных отсеках и электрошкафах, пультах управления и т.п. закрытых стесненных объемах.

Недостатком известной системы является неудовлетворительная функциональная надежность, которая определяется вероятностным срабатыванием генераторов из-за возможных нарушений целостности электрических каналов связи между элементами пускового устройства и каналов связи пускового устройства с узлами инициирования генераторов и средствами оповещения.

Кроме того, температура огнетушащей смеси на выходе генераторов, размещенных внутри стесненных локальных объемов с рабочей аппаратурой, изолирующими и декоративными панелями, средствами коммуникации, кратно превышает температуру воспламенения их органических материалов, что может служить причиной вторичных очагов возгорания и распространения огня на весь защищаемый объем помещения, и температуру плавления синтетических материалов, что служит причиной порчи имущества из-за короблений, оплавления и иных деформаций, нарушающих нормальное функционирование охраняемых объектов.

В качестве наиболее близкого аналога заявленному изобретению принята система для тушения пожаров, содержащая тушащие элементы, узлы инициирования которых управляются пусковым устройством, включающим источник питания, датчики пожарной сигнализации, дисплей, устройство временной задержки, коммутатор и блок зондирования. (Патент РФ N 2114660, кл. A 62 C 37/00, опубл. 10.07.98).

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности системы и показателей назначения, то есть гарантия подавления пожаров в охраняемых объемах без нарушения целостности защищаемых объектов.

Требуемый технический результат достигается тем, что в системе объемного тушения пожаров, включающей пусковое устройство, включающею источник питания, датчики пожарной сигнализации, дисплей, устройство временной задержки, коммутатор источник питания связан с блоком зондирования, подключенным к электросети, а через устройство временной задержки - с узлами инициирования генераторов газоаэрозольной тушащей смеси, оснащенных блоками охлаждения.

Кроме того, генераторы газоаэрозольной тушащей смеси имеют блоки охлаждения, выполненный в виде воздушно-эжекционной обечайки, аксиально установленной на корпусе над выходными отверстиями.

При этом генераторы газоаэрозольной тушащей смеси имеют блок охлаждения, выполненный в виде прослойки гранул из абляционного материала, размещенной в ресивере между аэрозольобразующим составом и выходными отверстиями корпуса генераторов газоаэрозольной тушащей смеси.

Отличительные признаки обеспечили расширение области использования системы и повысили функциональную надежность пожаротушения за счет гарантированной готовности электрических каналов связи исполнительных элементов и более эффективного охлаждения тушащей газоаэрозольной смеси, генерируемой при сжигании пиротехнического состава.

Предложенные варианты выполнения дополнительных блоков охлаждения конструктивно просты и адекватны к действующим генераторам.

Новая устойчивая взаимосвязь существенных признаков создает оперативность и безотказность действия системы тушения пожаров.

Каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, то есть нового сверхэффекта как эффекта суммы, не присущего признакам в их разобщенности.

Предложенное техническое решение не известно по доступным источникам информации уровня техники, из которого явным образом не следует для специалиста по пожарной безопасности, и может быть воспроизведено промышленным способом, то есть соответствует критериям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет только иллюстративные цели и не ограничивает объема прав формулы, и где изображены схематично: на фиг.1 - предложенная система; на фиг.2 - генератор с блоком охлаждения; на фиг.3 - то же, вариант.

Внутри защищаемого объема помещения смонтированы генераторы 1 газоаэрозольной тушащей смеси, образующегося при сгорании аэрозольобразующего состава 2 (фиг.2 и 3), преимущественно на основе нитрата калия, горючего связующего (фенолформальдегидной смолы) и газоаэрозольобразующего дициандиамида, который обеспечивает высокую скорость и полноту сгорания состава 2, активный переход в аэрозоль высокодисперсной фазы частиц и инертных газов (CO₂, N₂ и H₂O в виде паров), что обеспечивает повышение пожаротушащей способности и достижение переносимого токсического уровня аэрозоля для человека при рабочих его концентрациях.

Состав 2 размещен в корпусе 3 генератора 1, снабженном теплозащитной прослойкой 4 из строительного гипса (сульфата кальция) и закрытого крышкой 5, в которой выполнены выходные отверстия 6, над которыми на корпусе аксиально смонтирована воздушно-эжекционная обечайка 7 (фиг.2) блока охлаждения, установленная с эжекционным зазором 8 относительно корпуса 3. В крышке 5 закреплен узел 9 инициирования.

Внутри корпуса 3 (фиг.3, вариант выполнения) между аэрозольобразующим составом 2 и выходными отверстиями 6 крышки 5 установлена прослойка 10 из гранулята охлаждающего абляционного материала - (блок охлаждения), несущая узел 9 инициирования, а в объеме корпуса 3 между аэрозольобразующим составом 2 с прослойкой 10 и крышкой 5 образован ресивер 11, выполняющие функции блока охлаждения. Прослойка 10 выполнена, например, из известняка, основного карбоната магния, гидрокарбоната натрия и т.п. абляционных материалов.

Блок 12 зондирования, подключенный к электросети (220 В, 50 Гц) связан с пусковым устройством, в состав которого входят источник питания 13, датчики пожарной сигнализации 14 и (термочувствительные элементы), и дистанционный коммутатор 15, соединенные между собой электрическими каналами связи. Источник питания 13 связан также с различными устройствами оповещения, например, световой 16 и звуковой 17 сигнализации, радиомаяком 18, а также с приводом 19 блокировки дверных проемов, через устройство 20 временной задержки.

Второй выход источника питания 13 связан с узлами 9 инициирования генераторов 1 через устройство 21 временной задержки, длительностью, превышающей временную задержку устройства 20.

Работает система следующим образом. Блок зондирования 12 в заданной последовательности вырабатывает зондирующие импульсы, параметры которых отличны от номинала запускающих (амплитуда ниже порогового значения или частота не совпадает с диапазоном опорных сигналов), которыми контролируются электрические каналы связи элементов системы. Результаты зондирования идентифицированы и выведены на дисплей блока зондирования 12 (условно не показан) для визуального контроля дежурным, который получает оперативную информацию о неисправности и месте ее расположения в каналах связи, чтобы своевременно устранить и привести систему в целом в готовность для активного подавления очагов пожаров.

Запускается система оператором с пульта посредством дистанционного коммутатора 15 или от термочувствительных датчиков 14 пожарной сигнализации автоматически при превышении температуры окружающей среды охраняемого помещения выше установленного уровня. При этом включаются средства оповещения 16, 17, 18 и устройства 20, 21 временной задержки.

Через промежуток времени, достаточный для эвакуации людей, сигналом с устройства 20 подается команда на перекрытие дверных проемов приводом 19 и их блокировки для изолирования помещения, где возник очаг пожара, что необходимо для создания огнетушащей концентрации аэрозоля в закрытом объеме.

Затем от управляющего сигнала с устройства 21 срабатывают узлы 9 инициирования, воспламеняющие аэрозольобразующий состав 2 в генераторах 1, при сгорании которого образуется газоаэрозольная смесь ингибиторов горения.

Струйные потоки газоаэрозольной смеси через отверстия 6 крышки 5 (фиг.2) истекают в обечайку 7, где перемешиваются с инжектируемым через кольцевой зазор 8 воздухом защищаемого объема общего помещения и автономно активно охлаждаются.

Далее относительно холодная (150-200^oC) газоаэрозольная смесь из обечайки 7 выбрасывается в защищаемый объем, где в результате ингибирующего действия высокодисперсных частиц на прохождение окислительно-восстановительных реакций горения происходит подавление пожара. При введении в зону горения газоаэрозольной смеси происходит обрыв цепного механизма образования активных радикалов за счет их рекомбинации, а также за счет удержания их на поверхности аэрозоля, каждая частица которого выполняет роль конденсатора энергии - в результате пожар подавляется. Высокая дисперсность активных частиц, их кинетическая природа обуславливают высокую огнетушащую способность образующегося в генераторах 1 аэрозоля.

В стесненных объемах электрошкафов, пультов управления и т.п. устанавливают более компактную конструкцию генераторов 1 (фиг.3) с блоком охлаждения (прослойка 10, ресивер 11), более эффективного, без инжекции воздуха, который смонтирован внутри корпуса 3 под крышкой 5.

Генерируемый аэрозоль является диэлектриком, поэтому используется для пожаротушения электрооборудования, находящегося под напряжением. Поток генерируемого аэрозоля при сгорании состава 2 проходит между гранулами прослойки 10, где под действием высокой температуры происходит эндотермическое разложение материала с образованием негорючих газообразных продуктов (водяной пар, углекислый газ), разбавляющих аэрозоль и, как следствие, его качественное охлаждение.

Абляционное газообразование препятствует осаждению аэрозоля на поверхности гранул прослойки 10, что не увеличивает ее гидравлическое сопротивление. В ресивере 11 газоаэрозольная смесь накапливается, аэрозоль и негорючие газообразные продукты эндотермического разложения абляционного материала перемешиваются и охлаждаются при выравнивании давления с последующим струйным выбросом тушащей смеси через выходные отверстия 6 крышки 5 в защищенный объем.

Предложенная система универсальна, надежна в работе с гарантированным функционированием исполнительных элементов и действием электрических каналов связи, предназначена для монтажа в производственных, служебных и жилых помещениях, объектах энергетики, на транспортных средствах.

Высокая эффективность снижения температуры тушения смеси в дополнительных блоках охлаждения генераторов обеспечила пожарную безопасность и сохранение в целостности приборов, оборудования и помещений.

Формула изобретения

1. Система объемного тушения пожаров, содержащая пусковое устройство, включающее источник питания, датчики пожарной сигнализации, дисплей, устройство временной задержки, коммутатор и блок зондирования, отличающаяся тем, что источник питания связан с блоком зондирования, подключенным к электросети, а через устройство временной задержки - с узлами инициирования генераторов газоаэрозольной тушащей смеси, оснащенных блоками охлаждения.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что генераторы газоаэрозольной тушащей смеси имеют блок охлаждения, выполненный в виде воздушно-эжекционной обечайки, аксиально установленной на корпусе над выходными отверстиями.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что генераторы газоаэрозольной тушащей смеси имеют блок охлаждения, выполненный в виде прослойки гранул из абляционного материала, размещенной в ресивере между аэрозольобразующим составом и выходными отверстиями корпуса генераторов газоаэрозольной тушащей смеси.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3