СИСТЕМА ОБЪЕМНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ В ВАГОНАХ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ
TOTAL SATURATION SYSTEM IN ELECTRIC TRAIN CARS

Изобретение относится к противопожарной технике, а более конкретно к стационарным управляемым системам обнаружения и подавления пожаров посредством генерируемого аэрозоля, предназначенным для защиты от пожара вагонов электропоездов.
Уровень данной области техники характеризует гибкая система пожаротушения, описанная в изобретении по патенту RU 2225733, A62C 37/00, 2004 г., которая содержит генераторы огнетушащего аэрозоля, закрепленные в каждой секции многоэтажного хранилища автомобилей а необходимом расчетном количестве и направленные в огнеопасном направлении.
Особенностью этой системы является то, что с основными генераторами секций к пусковому устройству подсоединены через блоки оптимизированных временных задержек дополнительные генераторы огнетушащего аэрозоля, представляющих собой 100%-ный резерв объемного пожаротушения, что соответствует НПБ 88-2001, п. 7.11.2.
Подключенный последовательно резерв генераторов обеспечивает повышение функциональной надежности системы для гарантированного автоматического подавления пожара в высотном помещении, где обеспечивается периодический подпор ранее генерированного объема функционального аэрозоля.
При этом происходит порционное разбавление горячей тушащей смесью резерва, что предотвращает охлаждение и оседание аэрозоля, коагуляцию ингибирующих мелкодисперсных частичек дисперсной фазы, являющийся высокоэффективными ингибиторами горения.
Недостатком узкоцелевой системы аэрозольного пожаротушения является срабатывание всех генераторов резерва в заданной последовательности через оптимизированное время задержки после запуска основных генераторов, то есть конструкция этой системы не дифференцирована по категориям пожаров и мере их подавления, а является функцией специальной расчетной технологии тушения пожара в секционном высотном помещении, что приводит к большому перерасходу средств и техники.
Более совершенной системой пожаротушения в вагонах электропоездов является описанная в патенте RU 54794 U1, A62C 13/22; A62C 37/00, 2006 г., которая по технической сущности и числу совпадающих признаков выбрана в качестве наиболее близкого аналога предложенной системе.
Известная система объемного пожаротушения содержит распределенные в охраняемом объеме генераторы функционального аэрозоля, узлы воспламенения пиротехнической шашки которых электрически связаны через внешний коммутатор с пусковым устройством, причем генераторы резерва к пусковому устройству подсоединены параллельно основным генераторам и посредством автономного переключателя.
Внешний блок ручного управления содержит дополнительный источник тока, который через общий коммутатор подключен к электровоспламенителям резервных генераторов огнетушащего аэрозоля, причем в линиях электрической связи которых с источником тока (литиевой батареей) установлены автономные переключатели.
Это обеспечивает возможность регулирования технологии пожаротушения и объективного задействования в работу потребное количество дополнительных генераторов из резерва.
Известная система позволяет тушить пожар в вагонах электропоездов при ручном запуске от внешнего коммутатора генераторов основных и, в случае объективной необходимости, резервных генераторов, визуально оценивая обстановку и динамику процесса подавления очагов возгорания.
По сигналу от охранных датчиков пожара и задымления установленных в вагонах электропоездов, поступающих в кабину управления составом, машинист останавливает состав, обесточивает его и визуально удостоверяется о возгорании в обозначенном вагоне.
После эвакуации из горящего вагона людей машинист вручную от автономного питания пускового устройства запускает в работу основные генераторы огнетушащего аэрозоля, распределенные в расчетном количестве по объему вагона, достаточном для подавления возгорания.
Далее, в зависимости от категории пожара, количества потерь генерируемого аэрозоля через открытые проемы вагона (окна, двери) и эффективности подавления очагов возгорания, возможно дифференцированно вручную от внешнего коммутатора и автономных реле запускать в работу любое необходимое количество генераторов резерва, замыкая последовательно или одновременно электрические цепи инициирования электровоспламенителей генераторов резерва, которые формируют дополнительный объем огнетушащего аэрозоля, заполняющий вагон.
Недостатком известной системы пожаротушения является неудовлетворительная функциональность из-за использования в качестве источников тока электрохимических батарей, работоспособность которых необходимо контролировать и, согласно регламенту, периодически заменять, что не гарантирует отказов при запуске.
Из-за импульсного действия (2с) литиевой батареи в блоке внешнего ручного управления смонтирована дополнительная литиевая батарея в качестве автономного источника электропитания генераторов резерва, которые подключаются в работу через минуты после запуска основных генераторов (срабатывания основного источника тока).
Расширение технологических возможностей известной системы пожаротушения сопряжено с кратным увеличением вероятности отказа в ее полном срабатывании (двух последовательных событий) и требует дополнительных затрат на регламентный контроль работоспособности и замену литиевых батарей в каждом блоке внешнего управления на вагонах состава, что дорого и ненадежно.
Кроме того, включение известной системы пожаротушения в обесточенном вагоне, где возник пожар, технически невозможен, так как узел запуска генераторов - электрический.
При этом возможен несанкционированный запуск генераторов огнетушащего аэрозоля от ложного срабатывания литиевых батарей импульсом наводок в силовых электросетях, хулиганских действий вандалов, когда в вагонах находятся пассажиры, что недопустимо.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности системы пожаротушения с конструктивно простым блоком внешнего управления и расширение технологических возможностей эффективного тушения пожаров в вагонах электропоездов.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известной системе объемного пожаротушения в вагонах электропоездов, содержащей пожарные и дымовые извещатели, подключенные к мнемосхеме в кабине машиниста, и распределенные в охраняемых объемах генераторы огнетушащего аэрозоля, электровоспламенители пиротехнических шашек которых связаны с автономным источником электрического тока посредством кнопки коммутатора внешнего блока ручного включения, оснащенного автономными переключателями в линиях связи с электровоспламенителями резервных генераторов огнетушащего аэрозоля, согласно изобретению автономный источник электрического тока представляет собой батарею из пиротехнических плоских электродов, снабженную капсюлем-воспламенителем, взаимодействующим с коммутатором, выполненным в виде механизма ударного действия, подпружиненное жало которого закреплено на кнопке ручного включения и кинематически замкнуто с несущим пеналом посредством шплинта, при этом автономные переключатели в линиях связи с электровоспламенителями резервных генераторов огнетушащего аэрозоля непосредственно связаны с пиротехнической батареей электрического тока.
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили упрощение конструкции системы пожаротушения в различных режимах действия при повышении функциональной надежности целевого применения резервных генераторов огнетушащего аэрозоля в разном количественном сочетании и ступенчатом по времени их запуске от одной пиротехнической батареи электрического тока, оснащенной автономным механизмом ручного запуска, после снятия дополнительной ступени предохранения и только по итогам визуализации пожарной обстановки в охраняемых объемах, после эвакуации людей.
Ручное механическое инициирование капсюля-воспламенителя для автономного запуска генераторов огнетушащего аэрозоля исключает в принципе автоматическое включение системы пожаротушения от случайных электрических сигналов из силовых сетей (как в аналогах), чем обеспечена объективность подавления реального очага возгорания, предотвращая ложный запуск генераторов в вагонах, где находятся люди или отсутствует пожар.
При этом расширяются технологические возможности системы за счет пролонгированного времени действия источника тока, выполненного в виде пиротехнической батареи, которая в течение четверти часа обеспечивает электропитание электрической схемы управления, что многократно превосходит импульсный (2с) запуск генераторов огнетушащего аэрозоля по прототипу.
Это позволяет реализовать резервные генераторы в объективной необходимой последовательности включения от общего источника электрического тока для гарантированного подавления очага возгорания, а также для питания электрических устройств световой, звуковой сигнализации опасности, линии связи с депо и прочее.
Предложенная система характеризуется повышенной функциональной надежностью при механической блокировке ударного механизма запуска, снабженного дополнительной ступенью предохранения, исключив случайный, несанкционированный или вандальный запуск системы пожаротушения в вагоне, где находятся пассажиры.
Повышение функциональности предложенного источника тока обеспечено за счет практически бессрочной готовности к работе пиротехнической батареи, смонтированной в условно герметичном корпусе, не требующей проверок, регламентного контроля и замены, то есть принципиально упрощено обслуживание при охранении.
Выполнение источника электрического тока в виде батареи пиротехнических плоских электродов обеспечивает генерирование многократно более длительного рабочего токового потенциала, независимость надежного функционирования от времени и различных внешних условий использования ее в охранении, при обеспечении заданных электротехнических параметров для запуска функциональных и структурных элементов системы пожаротушения.
Применение в качестве средства инициирования пиротехнических электродов батареи капсюля-воспламенителя ударного действия исключает ее несанкционированное срабатывание от электрических неизбежных наводок в сетях, паразитных индуктивных сигналов и проч.
Кинематическое замыкание шплинтом накольного жала со стационарным несущим пеналом не допускает произвольного инициирования капсюля-воспламенителя, так как исключена возможность относительного движения механически зафиксированного накольного жала.
Оснащение кнопки включения внешнего блока управления дополнительной механической ступенью предохранения с несущим пеналом накольного жала капсюля-воспламенителя полностью исключает произвольный запуск генераторов системы, не допускает напрасной траты финансовых и материальных средств, необоснованных сбоев графика движения по железным дорогам, ложной паники скопления пассажиров.
Подсоединение автономных переключателей коммутации каждого генератора огнетушащего аэрозоля резерва к общей пиротехнической батарее обеспечивает универсальность в электроснабжении всех структурных и функциональных элементов системы.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, не присущего признакам в разобщенности, то есть требуемый технический результат достигается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Сравнение предложенного технического решения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.
Предложенные отличия системы пожаротушения в вагонах электропоездов не являются очевидными для специалиста по противопожарной технике, которые прямо не следуют из постановки технической задачи.
Изготовление совокупности структурных элементов предложенной комплексной системы пожаротушения в их взаимосвязи возможно осуществлять серийно на действующем пиротехническом производстве с использованием штатных комплектующих.
Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.
Сущность предложенного устройства поясняется чертежами, которые имеют чисто иллюстративное назначение и не ограничивают объема притязаний совокупности существенных признаков формулы.
На чертежах изображены:
на фиг. 1 - структурная схема системы пожаротушения в вагоне электропоезда;
на фиг. 2 - батарея электрического тока.
Предложенная система пожаротушения предназначена для подавления очагов возгорания в вагонах электропоездов по оперативной информации на мнемонической схеме в кабине машиниста от сигналов пожарных и дымовых извещателей, распределенных в вагонах.
Система пожаротушения содержит установленные в вагоне в расчетном количестве генераторы 1 огнетушащего аэрозоля, содержащие пиротехническую шашку 2, при горении которой генерируется функциональный аэрозоль, включающий газообразные и конденсированные ингибиторы горения.
Генерируемый аэрозоль из функционирующего генератора 1 струйно выбрасывается через распределенные по периферии торца выпускные отверстия 3.
Пиротехнические шашки 2 оснащены электровоспламенителями 4, которые связаны с энергосодержащей батареей 5 электрического тока, составленной из беззазорно соединенных между собой пиротехнических пластинчатых электродов (условно не показаны; см., например, патент РФ 2320053 C1, H01M 4/66; M6/36, 2008 г.), подключенных к токовыводам 6 (фиг. 2).
Энергосодержащая батарея 5 снабжена капсюлем-воспламенителем 7 ударного действия, над которым смонтирован пенал 8 с накольным жалом 9, нагруженным пружиной 10 и жестко связанным с кнопкой 11 ручного включения.
Жало 9 в служебном обращении кинематически замкнуто с пеналом 8 посредством шплинта 12, оснащенного кольцом 13 выдергивания (чекой).
Батарея 5 параллельно связана (фиг. 1) через автономные реле 14 с электовоспламенителями 3 резервных генераторов 15 огнетушащего аэрозоля, дополнительно установленных в вагонах.
Пиротехническая батарея 5 электрического тока с кнопкой 11 ручного включения и реле 14 коммутации электровоспламенителей 4 генераторов 15 резерва формируют блок 16 внешнего управления системы, который расположен снаружи каждого вагона.
Функционирует предложенная система по изобретению следующим образом.
При возникновении пожара в вагоне от превышения заданной температуры и/или задымленности воздуха срабатывают датчики, сдублированный сигнал от которых поступает в кабину машиниста и отражается на мнемосхеме.
Машинист, визуально приняв сигнал, экстренно останавливает и обесточивает электропоезд.
Затем на месте происшествия оценивается ситуация внутри вагона с идентификацией возгорания, и принимается решение по технологии ликвидации пожара.
В случае необходимости вагон отцепляется от состава, из него выводятся люди, после чего посредством коммутатора ударного действия, размещенного в пенале 8 блока 16 внешнего управления, инициируют включение батареи 5.
Для этого из пенала 8 удаляется за кольцо 13 выдергивания шплинт 12, освобождая жало 9.
Далее ударом ладони руки по кнопке 11 резко перемещают жало 9 до накалывания капсюля-воспламенителя 6, который срабатывает и выбрасывает форс огня вовнутрь батареи 5, где воспламеняет пиротехнические плоские электроды, при горении которых на электровыводах 6 формируются разнополярные потенциалы - напряжение электрического тока, в частности, на электровоспламенителях 4 генераторов 1.
От срабатывания электровоспламенителей 4 генераторов 1 инициируется торцевое горение шашек 2, газообразные продукты горения которых через выходные отверстия 3 струйно выбрасываются в охраняемый вагон, заполняя его объем.
При достижении в вагоне огнетушащей концентрации ингибиторов горения, прерывающих цепные реакции окисления, очаг возгорания подавляется.
В случае, когда вагон не изолирован (разбиты окна, открыты двери), часть функционального аэрозоля выносится в атмосферу и заданная концентрация ингибиторов горения для пожаротушения не достигается, машинист, объективно оценив обстановку, посредством переключателей 14 во внешнем блоке 16, коммутирует потребное количество генераторов 15 резерва, которые срабатывают аналогично вышеописанному.
Подключение резервных генераторов 15 огнетушащего аэрозоля возможно осуществлять одиночно с интервалом времени, группами или все сразу, что определяется из реальных фактов развития пожара.
Общее количество генераторов 1 и 15 вдвое превышает расчетное количество, необходимое для гарантированного тушения развитого пожара в вагоне.
При соблюдении предписаний предложенная система пожаротушения гарантированно обеспечивает подавление очага возгорания в вагоне электропоезда при минимальных утратах и разрушениях, что подтвердили натурные испытания опытных образцов оборудования по изобретению на моделированных пожарах различной сложности.
Предложенная система пожаротушения рекомендована для серийного изготовления на действующем производстве для оборудования изготавливаемых и эксплуатируемых вагонов подвижного состава электропоездов.