Устройство пожаротушения подавлением конвекции для горящих жидкостей



Устройство пожаротушения подавлением конвекции для горящих жидкостей
Устройство пожаротушения подавлением конвекции для горящих жидкостей
Устройство пожаротушения подавлением конвекции для горящих жидкостей

 


Владельцы патента RU 2442625:

Автономная Некоммерческая Организация "ПОЖ-АУДИТ" (АНО "ПОЖ-АУДИТ") (RU)

Изобретение предназначено для защиты от пожаров в помещениях объектов, где возможно аварийное вытекание и разливы горючих жидкостей, сопровождающиеся процессом горения. Устройство собирается из двух или более слоев вертикальных осесимметричных труб одинакового размера в сечении, расположенных так, что стенки труб верхнего слоя строго совмещаются со стенками вертикальных труб нижних слоев. Между слоями образованных вертикальных каналов установливаются металлические сетки. Полученные в результате сборки элементы плотно стягиваются с образованием пакета, состоящего из слоев осесимметричных вертикальных труб, разделенных слоями металлических сеток. Изобретение позволяет повысить эффективность пожаротушения, исключить потребность в применении обычных средств и способов тушения пожаров горящих жидкостей, а также позволяет упростить сборку и обеспечить минимизацию устройства. 3 ил.

 

Изобретение относится к пожарной технике и может быть использовано в производственных помещениях для локализации и тушения пожаров горящих при аварийном разливе горючих жидкостей.

Устройство является эффективным средством тушения горящих жидкостей и может быть применено в различных отраслях промышленности, в том числе на предприятиях нефтегазового комплекса, где постоянно находятся в обращении жидкости, способные воспламеняться и гореть в атмосфере воздуха.

Применение устройства пожаротушения подавлением конвекции для тушения горящих при аварийном проливе жидкостей не требует использования огнетушащих средств и участия человека в процессе тушения.

Известна конструкция устройства для тушения горящих жидкостей, содержащая емкость с размещенными в ней трубами, боковые стенки которых параллельны стенкам емкости и установлены по всему поперечному сечению емкости [1]. Высота каждой трубы «H», не заполняемая жидкостью при максимальном проливе, и ее эффективный диаметр «dэкв» определяются из соотношения Н≥12dэкв. При этом нижняя часть труб, опирающихся на дно емкости, снабжена перфорированными отверстиями для выравнивания уровня жидкости в емкости.

Недостатками известной конструкции устройства для тушения жидкостей являются ее высокая металлоемкость и неопределенность расположения уровня перфорационных отверстий, поскольку при малом уровне пролитой жидкости в емкости между вертикальными каналами возможно возникновение естественной конвекции и продолжение процесса горения, который будет иметь очаговый характер. Кроме того, известная конструкция не позволяет создать плоскую систему пожаротушения небольшой высоты.

Известна конструкция устройства для тушения и предотвращения загораний горючих жидкостей, выбранная в качестве прототипа [2]. Устройство содержит емкость с размещенным в ней по всему поперечному сечению слоем осесимметричных вертикальных каналов (труб), образующих ячеистую структуру, на нижней поверхности которой установлен отсекающий пламя элемент из металлических сеток, образующих плоский горизонтально расположенный теплоизолирующий газовый слой высотой h≤10 мм.

Недостатками известной конструкции являются ее относительно большая металлоемкость, сложность изготовления, обусловленная жесткими требованиями к сборке и установке сеточных элементов, а также значительная суммарная высота устройства. Так, например, при малом эквивалентном диаметре канала dэкв=30 мм общая высота устройства будет составлять не менее 120 мм.

Целью изобретения является повышение эффективности тушения, снижение металлоемкости, упрощение технологии сборки и минимизация размера устройства в вертикальном направлении.

Указанная цель достигается тем, что устройство пожаротушения подавлением конвекции для горящих жидкостей собирается из двух или более слоев вертикальных осесимметричных каналов (труб) одинаковых размеров в сечении и расположенных так, что боковые стенки верхнего слоя строго совмещаются со стенками вертикальных каналов нижних слоев, образуя общий составной вертикальный канал. Между каждым слоем вертикальных каналов установлены металлические сетки. При этом на нижнем срезе последнего слоя ячеистой структуры вертикальных каналов сетки не устанавливаются. Указанные элементы сборки плотно стягиваются, и в результате образуется устройство, в котором каждый вертикальный составной канал снабжен одним или несколькими слоями металлических сеток. В этом устройстве практически мгновенно происходит подавление газообмена между зоной пламени и окружающей средой, обусловленного естественной конвекцией, и, следовательно, подавление процесса горения жидкости.

Конструкция устройства позволяет существенно уменьшить выделение паров жидкости в защищаемое помещение, задерживая их в подсеточных пространствах после тушения пламени, снижая тем самым возможность возникновения взрывоопасной ситуации.

Сборка слоев вертикальных каналов, в которой каждый слой отделен металлической сеткой от расположенного ниже слоя каналов, обладает самой высокой эффективностью тушения по сравнению с ранее созданными конструкциями.

Предлагаемое устройство может изготавливаться в виде двух основных вариантов.

Первый вариант. Устройство состоит из двух слоев вертикальных каналов, разделенных одной металлической сеткой (или одним слоем из нескольких сеток), которая(ый) устанавливается на расстоянии «Н» от верхней плоскости структуры вертикальных каналов.

Расстояние «Н» определяется из соотношения:

где dэкв=4S/F,

s - площадь поперечного сечения одного канала,

F - периметр сечения одного канала.

При этом нижний слой структуры вертикальных каналов выполняет дополнительную функцию поджимного устройства. Размер его по высоте определяется исходя из требований к прочностным характеристикам устройства пожаротушения. Минимальный размер их может составлять 15-20 мм. Данный вариант конструкции устройства применим для тушения горючих жидкостей, обладающих низким давлением насыщенных паров, таких, например, как различные виды масел, мазутов, дизтоплива.

Второй вариант. Устройство состоит из трех слоев вертикальных каналов, разделенных двумя слоями металлических сеток. Расстояние «Н», отсчитываемое от верхней плоскости структуры вертикальных каналов до второй, нижней, сетки, определяется из соотношения:

При этом верхний слой сеток должен находиться на расстоянии

от верхней плоскости структуры вертикальных каналов.

Этот вариант конструкции устройства предназначен для тушения не только горючих, но и легковоспламеняющихся жидкостей, таких, например, как спирты, ацетоны, бензины, керосины различных марок и т.п.

В сборке устройство пожаротушения подавлением конвекции для горящих жидкостей представляет собой плоскую структуру вертикальных каналов, в каждом канале которой размещены металлические сетки на различных по высоте уровнях. Сетки практически не оказывают сопротивление падающему потоку горящей жидкости, но в то же время полностью отсекают необходимые для существования процесса горения жидкости конвективные потоки воздуха, вызванные естественной конвекцией. Для металлических сеток определены параметры, создающие максимальный эффект тушения пламени падающих и горящих при падении потоков жидкостей.

Таким образом, заявляемое устройство пожаротушения подавлением конвекции для горящих жидкостей соответствует критерию изобретения «новизна».

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «существенные отличия».

Изобретение поясняется Фиг.1, Фиг.2, на которых представлены принципиальные схемы устройства пожаротушения подавлением конвекции (в поперечном сечении) для двух приведенных выше технических решений.

На Фиг.1 приведена схема устройства пожаротушения подавлением конвекции для тушения горючих жидкостей, в которой применяется всего один слой металлических сеток (первый вариант). Устройство состоит из двух слоев (1) и (2) осесимметричных вертикальных каналов и одного слоя сеток (3). При этом в пространстве, расположенном под устройством, может устанавливаться любая емкость, например плоская (4), объем которой позволяет вместить весь объем аварийно пролитой горючей жидкости, находящейся в защищаемом помещении.

В этом варианте общая высота ячеистой структуры вертикальных каналов, состоящая из двух слоев вертикальных каналов, определяется для верхнего слоя по формуле (1); для нижнего слоя рассчитывается исходя из требований, предъявляемых к прочностным характеристикам устройства.

На Фиг.2 приведена схема устройства пожаротушения подавлением конвекции, в котором применяются два слоя металлических сеток (второй вариант). Устройство представляет собой плотно сжатый пакет, состоящий из трех слоев осесимметричных вертикальных каналов (1), (2), (3), разделенных двумя слоями металлических сеток (4), (5). При этом емкость (6), расположенная под устройством, должна соответствовать требованиям, указанным в первом варианте конструкции устройства.

Общая высота двух верхних слоев ячеистой структуры вертикальных каналов определяется по формулам (2) и (3). Высота нижнего слоя рассчитывается исходя из требований, предъявляемых к прочностным характеристикам устройства.

На Фиг.3 представлен график зависимости минимального числа горизонтальных сеток (n) в слое сеток, разделяющих вертикальные каналы; от размера одной квадратной ячейки сетки «в свету» (а), позволяющий подобрать параметры металлических сеток, при которых обеспечивается надежное отсекание пламени от жидкости, падающей в устройство пожаротушения подавлением конвекции. Область I характеризует параметры сеток, при которых проскок пламени отсутствует. Область II - это область значений параметров, при которых проскок пламени будет иметь место. В зависимости от параметра «а» по графику можно определить число сеток, которое необходимо установить между каждым слоем вертикальных каналов. Зависимость n(а), представленная на Фиг.3, получена в экспериментальных исследованиях. При этом использовались следующие легковоспламеняющиеся и горючие жидкости:

⊙ - изопропиловый спирт;

⊗ - керосин ТС-1;

- дизельное топливо;

- трансформаторное масло.

Конструкция предлагаемого устройства пожаротушения подавлением конвекции для горючих жидкостей позволяет реализовать условия, когда в каждом вертикальном канале устанавливается один или несколько слоев металлических сеток. Назначение верхнего слоя сеток во втором варианте конструкции заключается в том, что с его помощью создаются наилучшие условия для реализации процесса тушения жидкостей. Наличие этого слоя сеток полностью изменяет схему движения газовой среды в структуре вертикальных каналов. Так, например, сетка, установленная на уровне «h», выполняет функцию элемента, устраняющего поступление воздуха в межсеточное пространство, образуя замкнутую область и исключая возможность существования пламени на нижнем уровне расположения сеток. Это позволило уменьшить высоту устройства примерно в 1,5 раза.

Данные подтверждены исследованиями. Так, например, для дизельного топлива при dэкв=30 мм и одном слое сеток расстояние Н уменьшается до Н=2dэкв=60 мм. При наличии двух слоев сеток Н=4/3 dэкв=40 мм и h=20 мм.

Конструкция устройства пожаротушения подавлением конвекции для горючих жидкостей обеспечивает прием вертикально падающих и одновременно горящих потоков жидкости малых и больших расходов. При этом отсекается пламя, ликвидируется разбрызгивание, а потушенная жидкость может либо оставаться в емкости под устройством, либо сливаться в специальную резервную емкость.

Устройство пожаротушения подавлением конвекции для горючих жидкостей может применяться не только в виде полов, устанавливаемых в пожароопасных помещениях.

Кроме этого существует еще несколько вариантов их применения, например:

- устройство может устанавливаться в открытых баках или емкостях под поверхностью жидкости, в случае ее загорания процесс тушения будет достигнут посредством слива небольшого объема жидкости из нижней части емкости, при этом при снижении уровня поверхности горящей жидкости ниже уровня устройства происходит эффективное тушение пламени;

- устройство может устанавливаться в специальную емкость, в которую по наклонной поверхности в аварийной ситуации будет сливаться горящая жидкость.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №787046, кл. А62С 3/12, 1980.

2. Патент на изобретение №2252804, 2003.

Устройство пожаротушения подавлением конвекции для горящих жидкостей, содержащее емкость с размещенным в ней по всему поперечному сечению горизонтально расположенным слоем осесимметричных вертикальных труб, образующих ячеистую структуру, отличающееся тем, что эта структура разделена несколькими слоями металлических сеток, образующих в каждом канале зону, непроницаемую для потоков воздуха, создаваемых естественной конвекцией.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пожаротушению и может быть использовано для снижения вредного воздействия на окружающую среду, в том числе, в условиях жилой застройки, фонтанирующих горящих газовых скважин.

Изобретение относится к области пожарной безопасности, а именно к предупреждению и тушению пожаров на особых объектах, в частности резервуарах для хранения горючих жидкостей.

Изобретение относится к противопожарной безопасности и предназначено, преимущественно, для тушения пожаров в резервуарах с жидкими горючими веществами. .

Изобретение относится к пожарной технике и может быть использовано для предотвращения и подавления пожаров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, вытекающих в аварийных ситуациях из различного рода промышленного оборудования, топливных магистралей, емкостей, баков, резервуаров, в которых хранятся нефтепродукты.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к ликвидации открытых фонтанов на нефтегазовых скважинах. .

Изобретение относится к устройству для снижения пожароопасности или замедления развития пламени преимущественно в больших, открытых или перекрытых крышей, покрытых поплавками резервуарах для хранения горючих жидких сред, например нефти, или подобных сред, состоящих из установленного неподвижно имеющего цилиндрическую форму полого помещения в виде резервуара для приема жидкости, которое, по выбору, снабжено еще одним, окружающим его на определенном расстоянии защитным барьером, служащим для создания емкости для улавливания среды при утечках.

Изобретение относится к области противопожарной техники, а именно к устройствам для предупреждения возникновения пожаров и обеспечения экологической чистоты, и может быть использовано при эксплуатации резервуарных парков и складов нефти и/или нефтепродуктов, таких как бензин, нефть, мазут и т.п.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. .

Изобретение относится к области противопожарной техники и может быть использовано для тушения пожаров в вертикальных резервуарах с плавающей крышей или понтоном, предназначенных для хранения горючих жидкостей

Изобретение относится к способам обеспечения пожарной безопасности при эксплуатации резервуарных парков для хранения нефти и нефтепродуктов, а также других легковоспламеняемых и горючих жидкостей и может найти применение в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и других отраслях народного хозяйства. Предложен способ обеспечения взрывопожарной и экологической безопасности при эксплуатации резервуарных парков для хранения нефти и нефтепродуктов, включающий смешение части нефти и/или нефтепродуктов со смесью азота и паров нефтепродуктов, поступающих через газоуравнительную систему из резервуаров, сжатие полученной парожидкостной смеси объемным насосом и накопление ее в ресивере при заполнении резервуаров или при хранении нефти и нефтепродуктов при росте давления в резервуарах, подачу под собственным давлением накопленной смеси азота и паров нефтепродуктов через газоуравнительную систему в резервуары при опорожнении резервуаров или при хранении нефти и нефтепродуктов при падении давления в резервуарах, дополнительную подачу в резервуары азота, получаемого с помощью устройства воспроизводства инертной среды, при недостатке накопленной смеси паров нефтепродуктов и азота для заполнения освобождающегося пространства резервуаров, а также подачу под собственным давлением смеси нефти и/или нефтепродуктов с абсорбированными парами нефтепродуктов из ресивера в резервуары по мере их накопления. 2 ил.

Изобретение относится к области транспортной безопасности, а именно к устройствам тушения пожара в случаях возгорания шин транспортных средств, принадлежащих государственным службам и ведомствам, отвечающим за поддержание правопорядка: МВД, ФСБ и других организаций. Устройство содержит емкость с хладагентом, которая через электромагнитный кран и систему трубопроводов соединена с узлами шин колес. Каждый из узлов включает электромагнитные краны и распылители-диффузоры, размещенные с помощью шарнирных кронштейнов над каждым колесом. Привод управления устройства - электрический от бортовой сети. В электрическую цепь включены переключатель с сигнальной лампой, включатель электромагнитного крана емкости с хладагентом, звуковой сигнал и параллельно соединенные приводы управления тушения шин колес, содержат размещенные над колесами инфракрасные датчики с сигнальными лампами, кнопочные включатели электромагнитных кранов распылителей-диффузоров. Сигнальные лампы, переключатели и включатели располагаются в кабине, что дает возможность избирательной подачи хладагента к любому колесу без выхода людей из кабины. Предлагаемое устройство может найти широкое применение для предотвращения блокирования (остановки) транспортных средств (предпочтительно бронированных колесных машин), перевозящих личный состав государственных служб и ведомств, отвечающих за поддержание правопорядка при угрозе огневого воздействия на шины колес. 3 ил.

Изобретение относится к области резервуаростроения и может быть использовано при строительстве резервуаров для хранения легких фракций нефтепродуктов, преимущественно - для хранения бензинов. Резервуар для хранения нефтепродуктов состоит из корпуса, крыши и плавающего защитного покрытия из множества плавучих элементов в виде тел вращения одинаковой формы. В резервуаре часть плавучих элементов защитного покрытия располагается ниже зеркала жидкости, а часть - в газовом пространстве резервуара. Плавучие элементы имеют размеры, отличные друг от друга не более чем на 5%. При этом плавучие элементы, из которых состоит плавающее защитное покрытие, имеют смещенный центр тяжести относительно их геометрического центра. Все элементы защитного покрытия выполнены из неискрящего металла. Такое выполнение резервуара позволяет обеспечить снижение скорости испарения и концентрации паров жидкости, флегматизацию процесса горения, а также исключить вероятность накопления статического заряда и возникновения искрового разряда между плавучими элементами. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах, а также может использоваться для предотвращения образования гомотермического слоя нефти при длительном пожаре, который ведет к выбросу нефти из резервуара. Понтон или плавающая крыша имеют сквозные проемы, через которые, при частичном или полном затоплении понтона, пена поступает из пенного насадка, расположенного в центре основания резервуара, растекается на вторую половину закрытой снизу горящей поверхности нефтепродукта. Изобретение позволяет производить тушение резервуаров с понтоном и плавающей крышей подачей пены под слой горючего из пенного насадка, расположенного в центре основания резервуара. Эффективность предложенного способа более чем в два раза выше существующего способа тушения пожара системой подслойного тушения пожара в резервуаре с понтоном. 3 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу создания огнезащитного покрытия на поверхности горючих и негорючих материалов. Способ создания огнезащитного покрытия на поверхности включает подготовку поверхности, нанесение на нее первого слоя покрытия и перед его сушкой нанесение непосредственно на первый слой второго слоя огнезащитного покрытия в виде матрицы, содержащей микрокапсулированный агент, оболочка которого заполнена вспучивающимся веществом. Сушку покрытия производят при температуре ниже порога, при котором в веществе, заключенном в ядре микрокапсулы, происходит начало самопроизвольных химических реакций и физических процессов, приводящих к вспучиванию вещества. Микрокапсулированный агент представляет собой микрокапсулы, оболочка которых заполнена веществом, обладающим при нагревании свойствами значительного увеличения в объеме с образованием газо- и парообразных веществ, а сама оболочка выполнена однослойной. В качестве вспучивающегося вещества используют краску или порошок, обладающие вспучивающими свойствами. Техническим результатом является создание эффективного огнезащитного покрытия на поверхности горючих и негорючих материалов, позволяющего сохранить огнестойкость деревянных и металлических конструкций, кабелей и других изделий в течение длительного периода времени их эксплуатации. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к противопожарной технике. Способ объемного тушения горящей нефти внутри печи для ее подогрева включает последовательные стадии тушения - первую стадию для прекращения горения нефти и вторую стадию для предотвращения повторного воспламенения нефти. На первой стадии разбавления вводят смесь пара и газа. Смесь получают из продуктов сгорания горючего, окислителя, вводят воду, которую нагревают этими продуктами сгорания и перегревают ее, при этом смешивают поток перегретой воды со сверхзвуковым потоком продуктов сгорания горючего и окислителя, получив при этом высокотемпературный газ. На второй стадии продолжают подавать только воду для охлаждения печи до заданной температуры несамовоспламенения нефти в ней. Для осуществления способа используют установку для объемного тушения горящей нефти, которая содержит емкости хранения огнетушащего вещества 5, 6, 7, соединенные трубопроводами 16 с печью для подогрева нефти, систему подачи огнетушащего вещества 11, 12, 14, 15, 16, 17, шкаф управления, запорную арматуру 8, 9, 10, тепловой пункт подготовки огнетушащего вещества. Тепловой пункт подготовки огнетушащего вещества выполнен в виде парогазогенератора 13, который выполнен в виде форсуночной головки 19. Внутренняя полость головки 19 сообщена с системой подачи окислителя 14, 15 и горючего 1, 12, камеры сгорания 18 с наружной и внутренней рубашками, между которыми образован обогреваемый канал, полость которого сообщена с системой подачи воды 16, 17 и с полостью выходного устройства парогазогенератора 13, выполненного в виде сопла Лаваля. Выходное сечение сопла сообщено с внутренней полостью печи через смешивающее устройство 25, на выходе которого расположен коллектор и которое снабжено форсуночным устройством в виде кольцевой щели для подачи перегретой воды. Технический результат - повышение оптимальной защиты объекта - заключается в способности разбавлять концентрации реагирующих веществ до пределов, при которых горение становится невозможным, 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх