Способ ликвидации возгорания и система для его осуществления
Владельцы патента RU 2278711:
Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "Системы пожарной безопасности" (RU)
Изобретение относится к технике пожаротушения преимущественно крупных объектов хранения легковоспламеняющихся жидкостей и горючих материалов при низкой температуре окружающей среды в условиях северных широт. Может найти применение при ликвидации возгораний при ограничениях в применении воды и огнетушащей пены. Достигаемый результат - повышение надежности и безопасности ликвидации пожаров в условиях низких температур, снижение инерционности работы системы пожаротушения и стоимости эксплуатации. Результат достигается тем, что в способе ликвидации возгорания, включающем подачу в зону горения огнетушащего порошка по трубопроводу, согласно решению порошок подают в псевдоожиженном состоянии с аэрацией по длине трубопровода; задача решается также тем, что в системе для осуществления способа, включающей установленный в зоне возможного возгорания подающий трубопровод, накопительные емкости для огнетушащего порошка, источник сжатого газа и сигнальные устройства, согласно решению подающий трубопровод выполнен с газопроницаемой продольной перегородкой, разделяющей последний на зоны высокого и низкого давления, при этом трубопровод оснащен выпускными клапанами, соединен с источником сжатого газа через накопительные емкости, а сигнальные устройства выполнены в виде инфракрасных датчиков и скоммутированы с управляющим электронным устройством, каждый выпускной клапан снабжен электроприводом, соединенным с управляющим электронным устройством. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к технике пожаротушения преимущественно крупных объектов хранения легковоспламеняющихся жидкостей и горючих материалов при низкой температуре окружающей среды в условиях северных широт. Может найти применение при ликвидации возгораний при ограничениях в применении воды и огнетушащей пены.
В условиях севера системы пожаротушения с использованием воды и пены не всегда надежны и, как правило, не достаточно технологичны, требуют особых энергоемких мероприятий для поддержания воды и пены в технологической готовности как при хранении, так и при транспортировке. Известные порошковые огнетушащие средства не достаточно эффективны, а в отдельных случаях сами могут стать источником вторичного возгорания, т.к. используют при выстреле энергию взрывчатых веществ. Оптимальным решением могли бы стать способ и система пожаротушения, основанные на применении огнетушащего порошка с высокой технологичностью, быстродействием и безопасностью использования.
Известен способ импульсного распыления вещества путем выброса его из ствола в газовую среду с взрывоподобной скоростью с использованием энергии газа, образующегося при сгорании порохового заряда, заключающийся в том, что дозированное количество распыляемого вещества, предварительно заключенное в герметичный контейнер, помещают в канал ствола и воздействуют на контейнер давлением газа, выталкивая его в окружающую среду, отличающийся тем, что указанный герметичный контейнер выполнен эластичным с возможностью его разрушения за счет разности давления внутри контейнера и давления окружающей среды, выталкивание контейнера осуществляют плавным нарастанием давления газа в стволе, а распыление его содержимого осуществляют при разрушении контейнера по мере выхода его из ствола /Патент RU №2182027, 2002 г./.
Известный способ не достаточно оперативен при применении, не достаточно производителен и безопасен, требует обязательного присутствия человека, только с большими ограничениями может использоваться в автоматическом режиме.
Известно устройство порошкового пожаротушения, содержащее заполненный огнетушащим порошком цилиндрический корпус с днищем, узел с пиротехническим зарядом и воспламенителем, размещенный в днище и отделенный от порошка поршнем, и крышку, герметизирующую корпус со стороны открытого торца, отличающееся тем, что поршень имеет перфорационные отверстия, центры которых расположены радиально симметрично, равномерно на концентрических относительно оси поршня окружностях, причем суммарная площадь перфорационных отверстий составляет 3,5-25,0% площади поршня /Патент RU №2085235, 1997 г./.
Известное устройство также не достаточно оперативно при применении, не достаточно производительно и безопасно, требует обязательного присутствия человека, малоприменимо для использования в автоматическом режиме.
Известен способ импульсного распыления жидкости или порошка путем выбрасывания заряда жидкости или порошка с взрывоподобной скоростью в газовую среду под ударным воздействием потока газа с высокой кинетической энергией, отличающийся тем, что в качестве источника газа с высокой кинетической энергией используют пороховой и/или пиротехнический заряд с энергией сгорания от 2 до 6 МДж/кг при отношении массы заряда распыляемых жидкости или порошка к массе порохового и/или пиротехнического заряда от 500 до 3000 и плотности заряжения порохового и/или пиротехнического заряда не менее 0,6 кг/л и выбрасывание заряда жидкости или порошка осуществляют путем непосредственного воздействия потока газа на заряд жидкости или порошка /Патент RU №2127622, 1999 г./.
Известный способ не достаточно удобен и надежен, не достаточно производителен и безопасен, ограничено применим в автоматическом режиме.
Известно устройство для импульсного распыления жидкости или порошка в газовой среде, включающее ствол для выбрасывания заряда распыляемого вещества с выпускным отверстием на одном конце и входным отверстием для потока газа с высокой кинетической энергией на другом конце, отличающееся тем, что содержит соединенную соосно со стволом камеру сгорания порохового и/или пиротехнического заряда и средство инициализации горения заряда, при этом камера сгорания жестко соединена со стволом так, что его входное отверстие совпадает с выходным отверстием камеры сгорания /Патент RU №2127622, 1999 г./.
Известное устройство не обладает достаточной производительностью и безопасностью, практически предназначено для одного выстрела, требует перезарядки во время пожара, не достаточно удобно и надежно в использовании, ограничено применимо в автоматическом режиме.
Наиболее близким является способ пожаротушения, включающий комплексное воздействие на очаг горения ингибирующего аэрозоля и огнетушащего вещества, а подачу ингибирующего аэрозоля и огнетушащего вещества осуществляют одновременно из единого устройства или устройств в виде потока распыленного в охлажденном ингибирующем аэрозоле огнетушащего вещества, при этом ингибирующий аэрозоль получают в результате горения аэрозолеобразующего состава /Патент RU №2118551, 1998 г./.
Известный способ не достаточно производителен и безопасен, не достаточно технологичен и надежен, ограничено применим в автоматическом режиме.
Наиболее близкой является система пожаротушения, содержащая средство обнаружения загорания, по меньшей мере, два разнотипных устройства пожаротушения, включающиеся одновременно или последовательно, средство их инициирования, отличающаяся тем, что в качестве одного устройства пожаротушения используется аэрозольный генератор или аэрозольные генераторы любого типа со средством охлаждения аэрозоля, а в качестве другого или других используется или используются аэрозольно-порошковый генератор или аэрозольно-порошковые генераторы с охладителем аэрозоля и/или аэрозольно-жидкостной генератор или аэрозольно-жидкостные генераторы с возможностью инициирования устройства пожаротушения автоматически по сигналу с пульта управления или от датчика, например, теплового, дымового, спектрального, или от огнепроводного шнура, или вручную включением тумблера или другого пускового устройства, или их совокупности, а средства инициирования устройств пожаротушения дополнительно связаны между собой огнепроводным или бикфордовым шнуром, вместе с тем, разнотипные устройства пожаротушения закреплены в различных точках защищаемого объекта, при этом аэрозольно-порошковый и аэрозольно-жидкостной генераторы направлены средством для выхода огнетушащего вещества непосредственно на пожароопасные материалы, способные накапливать тепловую энергию /Патент RU №2118551, 1998 г./.
Известное устройство излишне инерционно, не обладает достаточной производительностью и безопасностью, не достаточно удобно и надежно в использовании, ограничено применимо при низких температурах в автоматическом режиме.
Задачей изобретения является повышение надежности и безопасности ликвидации пожаров в условиях низких температур, снижение инерционности работы системы пожаротушения и стоимости эксплуатации. Задача решается тем, что в способе ликвидации возгорания, включающем подачу в зону горения огнетушащего порошка по трубопроводу, согласно решению порошок подают в псевдоожиженном состоянии с аэрацией по длине трубопровода; задача решается также тем, что в системе для осуществления способа, включающей установленный в зоне возможного возгорания подающий трубопровод, накопительные емкости для огнетушащего порошка, источник сжатого газа и сигнальные устройства, согласно решению подающий трубопровод выполнен с газопроницаемой продольной перегородкой, разделяющей последний на зоны высокого и низкого давления, при этом трубопровод оснащен выпускными клапанами, соединен с источником сжатого газа через накопительные емкости, а сигнальные устройства выполнены в виде инфракрасных датчиков и скоммутированы с управляющим электронным устройством, каждый выпускной клапан снабжен электроприводом, соединенным с управляющим электронным устройством, инфракрасные датчики установлены в зоне каждого выпускного клапана на подающем трубопроводе, источник сжатого газа выполнен в виде ресивера с возможностью закачки газа от компрессора, каждая накопительная емкость выполнена с газопроницаемой перегородкой, разделяющей последнюю на зоны высокого и низкого давления, при этом каждая зона соединена с ресивером отдельными трубопроводами, оснащенными редукторами давления с электропневмоклапаном, соединенным с управляющим электронным устройством, каждая накопительная емкость дополнительно снабжена выпускным патрубком с подвижной герметизирующей крышкой, связанной с электроприводом, соединенным с управляющим электронным устройством. Отличительными признаками являются:
- порошок подают в псевдоожиженном состоянии (что позволяет перемещать порошок как жидкость по трубопроводу без прогрева последнего при любых отрицательных температурах окружающей среды и позволяет повысить технологичность процесса);
- порошок подают с аэрацией по длине трубопровода (что обеспечивает транспортировку порошка в любую точку по длине трубопровода на протяженности всего объекта пожарной защиты);
- подающий трубопровод выполнен с газопроницаемой продольной перегородкой, разделяющей последний на зоны высокого и низкого давления (что обеспечивает псевдоожижение порошка в трубопроводе и возможность транспортировки в нем как незамерзающую и незагустевающую жидкость);
- трубопровод оснащен выпускными клапанами, соединен с источником сжатого газа через накопительные емкости (что обеспечивает подачу необходимого количества порошка в любую точку объекта с высокой скоростью);
- сигнальные устройства выполнены в виде инфракрасных датчиков и скоммутированы с управляющим электронным устройством (что позволяет с высокой скоростью определять момент возгорания и давать команды на цепь исполнительных устройств);
- каждый выпускной клапан снабжен электроприводом, соединенным с управляющим электронным устройством (что кроме повышения быстродействия включения клапанов в работу обеспечивает возможность управления объемами и адресностью подачи порошка);
- инфракрасные датчики установлены в зоне каждого выпускного клапана на подающем трубопроводе (что позволяет точно определить координаты возгорания и направленность подачи огнетушащего порошка, повысить надежность срабатывания системы);
- источник сжатого газа выполнен в виде ресивера с возможностью закачки газа от компрессора (обеспечение высокой производительности подачи и скорости огнетушащего порошка при большом запасе транспортирующего агента);
- каждая накопительная емкость выполнена с газопроницаемой перегородкой, разделяющей последнюю на зоны высокого и низкого давления, при этом каждая зона соединена с ресивером отдельными трубопроводами, оснащенными редукторами давления с электропневмоклапаном, соединенным с управляющим электронным устройством, (обеспечение псевдоожиженного состояния порошка в накопительной емкости, а следовательно, постоянной готовности для транспортировки к месту возгорания в условиях низких температур, повышение оперативности срабатывания системы и возможности автоматизации);
- каждая накопительная емкость снабжена выпускным патрубком с подвижной герметизирующей крышкой, связанной с электроприводом, соединенным с управляющим электронным устройством (повышение оперативности срабатывания системы и возможности автоматизации, направленность подачи огнетушащего порошка, повышение надежности срабатывания системы). Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию «новизна».
Сравнение заявляемого решения с аналогами не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «изобретательский уровень».
Способ реализуется следующим образом.
По прямоугольному трубопроводу длиной 45 м, с площадью в сечении транспортирующего канала 100 см2 и 50 см2 аэрирующего канала при избыточном давлении соответственно 0,8-0,9 кг/см2 и 1,5-1,8 кг/см2, инициируемого ресивером, и перепаде высот 5,5 м подают в зону горения в псевдо-ожиженном состоянии огнетушащий порошок АВСЕ-ИСТО-1. На выходе получают устойчивую струю конической формы со скоростью истечения 18-24 м/сек и производительностью 25-32 кг/сек огнетушащего порошка, что обеспечивает ликвидацию очага возгорания нефтепродуктов площадью 25 м2.
Система для осуществления способа поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена система на виде сбоку в виде сложного разреза по А-А, на фиг.2 - вид сверху, фиг.3 - увеличенный фрагмент разреза подающего трубопровода, фиг.4 - увеличенный фрагмент разреза накопительной емкости. Система содержит подающий трубопровод 1 с газопроницаемой продольной перегородкой 2, зонами высокого 3 и низкого 4 давления, выпускные клапаны 5 с запирающими электроприводами 6, инфракрасные датчики 7, накопительные емкости 8, 9 с газопроницаемыми перегородками 10 и зонами высокого 11 и низкого 12 давления, выпускные патрубки 13, 14 с подвижными герметизирующими крышками 15, 16, связанными с электроприводами 17, 18, трубопроводы 19, 20, оснащенные редукторами давления 21, 22, электропневмоклапаны 23, 24, ресивер 25, компрессор 26, управляющее электронное устройство - компьютер (не показан).
Система работает следующим образом.
В исходном состоянии в ресивере 25 за счет компрессора 26 поддерживается высокое давление, а в накопительных емкостях 8, 9 содержится необходимое количество огнетушащего порошка.
При начале возгорания сигнал от датчиков 7 поступает на управляющее электронное устройство - компьютер, с которого следуют команды на электропневмоклапаны 23, 24, после срабатывания которых по трубопроводам 19, 20 через редукторы давления 21, 22 подается сжатый воздух под давлением 1,5-1,8 кг/см2 в зоны 11 высокого давления и под давлением 0,8-0,9 кг/см2 в зоны 12 низкого давления накопительных емкостей 8, 9. Из зон высокого давления накопительных емкостей сжатый воздух поступает в зону высокого давления 3 подающего трубопровода 1, и по всей длине газопроницаемой продольной перегородки 2 и по всей площади газопроницаемых перегородок 10 инициируется процесс истечения воздуха с созданием псевдоожиженной массы огнетушащего порошка вначале в накопительных емкостях 8, 9, а затем в подающем трубопроводе 1. Псевдоожиженный порошок приобретает свойства, близкие к жидкотекучести, и поступает из зоны низкого давления 12 накопительных емкостей 8, 9 в зону низкого давления подающего трубопровода 1. Одновременно с запуском системы ликвидации возгорания по сигналу управляющего электронного устройства - компьютера - поступает команда на запирающие электроприводы 6 выпускных клапанов 5 с открытием последних и истечением псевдоожиженной массы огнетушащего порошка в зону возгорания. Одновременно могут быть открыты как все выпускные клапаны, так и один - два. Раскрытие клапанов определяется количеством и интенсивностью сигналов, поступающих на управляющее электронное устройство - компьютер - от датчиков 7, расположенных рядом с выпускными клапанами. В программе могут быть заложены различные последовательности раскрытия клапанов, обеспечивающих надежную ликвидацию возгорания и одновременное использование обеих накопительных емкостей 8, 9, так и использование одной из емкостей. В технологической готовности систему поддерживают периодической прокачкой порошка из одной накопительной емкости в другую при закрытых выпускных клапанах, открытом выпускном патрубке 13 и закрытом 14 (или наоборот). Соответственно сигнал от управляющего устройства поступает на электропривод 17, связанный с подвижной герметизирующей крышкой 15, что обеспечивает выпуск транспортирующего воздуха и осаждение в накопительной емкости огнетушащего порошка. После завершения периодических прокачек в подающем трубопроводе 1 на газопроницаемой продольной перегородке 2 всегда остается слой огнетушащего порошка, достаточный для мгновенной готовности системы к работе при подаче сжатого воздуха в зону высокого давления 3.
Способ ликвидации возгорания и система для осуществления способа обеспечивают повышение надежности и безопасности ликвидации пожаров в условиях низких температур, снижение инерционности работы системы пожаротушения и стоимости эксплуатации.
1. Способ ликвидации возгорания, включающий подачу в зону горения огнетушащего порошка по трубопроводу, отличающийся тем, что порошок подают в псевдоожиженном состоянии с аэрацией по длине трубопровода.
2. Система для осуществления способа, включающая установленный в зоне возможного возгорания подающий трубопровод, накопительные емкости для огнетушащего порошка, источник сжатого газа и сигнальные устройства, отличающаяся тем, что подающий трубопровод выполнен с газопроницаемой продольной перегородкой, разделяющей последний на зоны высокого и низкого давления, при этом трубопровод оснащен выпускными клапанами, соединен с источником сжатого газа через накопительные емкости, а сигнальные устройства выполнены в виде инфракрасных датчиков и скоммутированы с управляющим электронным устройством.
3. Система по п.2, отличающаяся тем, что каждый выпускной клапан снабжен электроприводом, соединенным с управляющим электронным устройством.
4. Система по п.2, отличающаяся тем, что инфракрасные датчики установлены в зоне каждого выпускного клапана на подающем трубопроводе.
5. Система по п.2, отличающаяся тем, что источник сжатого газа выполнен в виде ресивера с возможностью закачки газа от компрессора.
6. Система по п.2, отличающаяся тем, что каждая накопительная емкость выполнена с газопроницаемой перегородкой, разделяющей последнюю на зоны высокого и низкого давления, при этом каждая зона соединена с ресивером отдельными трубопроводами, оснащенными редукторами давления и электропневмоклапаном, соединенным с управляющим электронным устройством.
7. Система по п.6, отличающаяся тем, что каждая накопительная емкость снабжена выпускным патрубком с подвижной герметизирующей крышкой, связанной с электроприводом, соединенным с управляющим электронным устройством.
