УСТАНОВКА ПОЖАРОТУШЕНИЯ
FIRE-EXTINGUISHING PLANT

Изобретение относится к технике тушения пожаров с большой энергетикой на объектах народного хозяйства и промышленности посредством интенсивной подачи пены или воды на максимальное расстояние.
Известны переносные и передвижные установки пожаротушения, реализующие импульсный принцип вытеснения огнегасящего состава. Их недостатками являются незначительный объем огнегасящего состава, малая дальность действия, недостаточная интенсивность струи для подавления среднестатистических пожаров.
Известна стационарная установка для тушения пожаров, содержащая емкость с рабочей огнетушащей жидкостью, систему вытеснения жидкости, клапан вскрытия, трубопроводы и датчик уровня (Патент RU 2048825 С1). Установка имеет дополнительную емкость с рабочей жидкостью, соединенную с основной емкостью трубопроводом с перепускным клапаном. На выходных патрубках имеются клапаны отсечки газа. Система вытеснения выполнена в виде 2-х парогенераторов, каждый из которых помещен в соответствующую емкость. Установка также имеет баллоны с активными веществами, подключенные к парогенераторам. К недостаткам установки можно отнести недостаточные дальность и интенсивность подачи рабочей жидкости, невозможность изменения направления подачи струи, отсутствие мобильного варианта установки.
Известна установка пожаротушения (Патент RU №2022582 С1), содержащая вертикально установленную емкость с рабочей жидкостью с соосными верхним и нижним полюсными отверстиями, выполненную из композиционного материала. На верхней крышке емкости установлен твердотопливный газогенератор, газы - продукты сгорания топлива выходят по газоводной трубе, установленной в емкости, в нижнюю часть слоя жидкости. На нижнем фланце емкости закреплен экран, а под ним - между стойками - поплавковый клапан. Экран препятствует образованию воронок и попаданию газов-продуктов сгорания топлива в трубопровод с распылительными насадками, а поплавковый клапан отсекает остаток газов внутри емкости при понижении уровня жидкости.
Однако установка пожаротушения по патенту RU №2022582 имеет недостаточные эксплуатационные возможности, не позволяющие тушить мощные очаги возгорания, так как емкость с рабочей жидкостью (рабочая емкость) имеет незначительный объем, кроме того, рабочую жидкость подавать на значительные расстояния не представляется возможным из-за низкой дальнобойности установки. Установка по патенту №2022582 не безопасна при эксплуатации ввиду выполнения рабочей емкости из композиционного материала, прочность которого, в первую очередь ударная и температурная, недостаточна.
Недостатками установки по патенту RU №2022582 являются также неудобство ее эксплуатации из-за отсутствия возможности замены огнетушащего состава без полной перезаправки установки и нерациональность размещения маломощной, легкой и малогабаритной установки на автомобильном шасси для тушения удаленных пожаров.
Установка пожаротушения по патенту RU №2022582 выбрана в качестве наиболее близкого аналога заявляемому техническому решению.
Задача изобретения заключается в повышении эксплуатационных, огнетушащих возможностей установки для обеспечения подавления мощных пожаров с дальних расстояний, а также в обеспечении удобства и безопасности эксплуатации.
3
Задача решена за счет того, что в известной установке пожаротушения, содержащей закрепленную в опоре рабочую емкость для воды, в торцевых частях которой соосно установлены газогенератор с механизмом его запуска и газоводной трубой и выходной трубопровод с воронкогасителем и арматурой, согласно изобретению рабочая емкость выполнена стальной, установлена под углом от трех до пяти градусов к горизонту и рассчитана на рабочее давление не менее 2 МПа при ее объеме порядка 15 м, при этом в верхней части корпуса рабочей емкости выполнен газонакопительный комингс, в который выведена газоводная труба, а за пределами рабочей емкости установлена, по крайней мере, одна емкость для пенообразователя, которая соединена посредством трубопроводов с арматурой с одной стороны с газонакопительным комингсом, с другой стороны с выходным трубопроводом, на котором непосредственно за рабочей емкостью установлен запорный клапан.
Кроме того, выходной трубопровод снабжен лафетным стволом, оптимизированным под высокую производительность установки.
Кроме того, лафетный ствол оборудован системой вращения в двух плоскостях.
Кроме того, рабочая емкость оборудована монтажным люком, клапанами заполнения, слива и вентиляции, а также предохранительными клапанами и датчиками верхнего и нижнего уровня воды.
Кроме того, клапан вентиляции выполнен в газонакопительном комингсе.
Кроме того, воронкогаситель установлен на свободном конце выходного трубопровода.
Кроме того, емкость для пенообразователя снабжена люком для заполнения.
Кроме того, установка снабжена системой электроуправления и автоматики.
Кроме того, установка закреплена стационарно на фундаменте или на шасси автомобиля.
3
Рабочая емкость установлена под углом, близким к горизонту, и рассчитана на рабочее давление не менее 2 МПа при ее объеме порядка 15 м, что необходимо для подавления первичного очага пожара любой мощности до возникновения вторичных очагов. Положение рабочей емкости, близкое к горизонтальному, позволяет иметь требуемый значительный объем емкости в допустимых транспортных габаритах по высоте и ширине, а небольшой угол наклона рабочей емкости способствует более легкому и полному сливу из нее воды. Выполнение корпуса рабочей емкости из стали позволяет увеличить давление при работе газогенератора, тем самым увеличивая расход и дальность подачи струи огнетушащей жидкости, одновременно увеличивая ударостойкость и морозостойкость установки, что повышает безопасность и позволяет подавлять мощные очаги возгорания в любых условиях при любой погоде.
Специально разработанный лафетный ствол позволяет направлять огнетушащую жидкость в очаг пожара с большого расстояния, что также повышает безопасность эксплуатации установки.
Предложенная установка пожаротушения позволяет подавлять пожары любой мощности с максимального расстояния, недостижимого другими типами противопожарных установок, до 200 м при работе с водой в качестве огнегасящей жидкости и до 100 м при работе с пеной. Размещение пенообразователя в отдельной емкости за пределами рабочей емкости позволяет производить тушение возгорания как пеной, так и водой.
Внешнее расположение емкости с пенообразователем за пределами рабочей емкости позволяет задействовать в установке несколько емкостей с пенообразователями различных характеристик, которые могут переключаться в зависимости от вида возгорания, что расширяет эксплуатационные возможности установки.
Выполнение в верхней части рабочей емкости газонакопительного комингса с вентиляционным клапаном позволяет организовать продувание рабочей емкости не путем подачи продуктов сгорания топлива газогенератора непосредственно в воду, а из воздушной полости, что исключает образование газовых пузырей, способствует формированию единой вытесняющей воду газовой «подушки» и служит безопасности и надежности работы установки. Расположение вентиляционного клапана (стравливания воздуха при заполнении рабочей емкости водой) в верхней точке емкости позволяет полностью заполнять емкость водой. Через крышку газонакопительного комингса обеспечивается легкий доступ к выходной части газоводной трубы, что облегчает проведение ремонтных работ.
Стационарное размещение установки на закрепленном в грунте фундаменте (с возможностью поворота лафетного ствола) или размещение на 6-осном автомобильном шасси с использованием дополнительных упоров для противодействия реактивной силе, возникающей при работе установки, позволяют увеличить эксплуатационные возможности установки.
Электроуправление установкой и автоматизация срабатывания ответственной арматуры минимизирует время срабатывания установки, упрощает управление и повышает безопасность эксплуатации установки.
Достигаемый технический результат состоит в повышении эксплуатационных, огнетушащих возможностей установки для обеспечения подавления мощных пожаров с дальних безопасных расстояний, а также в обеспечении удобства и безопасности ее эксплуатации.
На чертеже представлена принципиальная схема установки пожаротушения.
3
Установка пожаротушения включает рабочую емкость 1, предназначенную для хранения запаса воды. Рабочая емкость 1 выполнена из стали, рассчитана на рабочее давление не менее 2 МПа и установлена под углом от трех до пяти градусов к горизонту. Объем рабочей емкости 1 соответствует 15 м исходя из условия обеспечения длительности подачи огнетушащей смеси с производительностью не менее 100 л/с в течение 2 мин, что необходимо для подавления первичного очага пожара любой мощности до возникновения вторичных очагов. Емкость 2 предназначена для хранения пенообразователя и установлена стационарно за пределами рабочей емкости 1. Емкостей 2 может быть несколько и с различными огнегасящими составами. В центре одного торца корпуса рабочей емкости 1 установлен газогенератор 3 с механизмом его запуска для создания рабочего давления в установке. К газогенератору 3 присоединена газоводная труба 4, проходящая в рабочей емкости 1 и предназначенная для снижения уровня тепловой нагрузки на корпус рабочей емкости 1 и для подачи горячих газов в газонакопительный комингс 5, который выполнен в верхней части корпуса рабочей емкости 1. В рабочей емкости 1, в другом торце соосно с газогенератором 3, установлен выходной трубопровод 6, на котором снаружи установлен запорный клапан 7. На свободном конце выходного трубопровода 6 в рабочей емкости 1 установлен воронкогаситель 8, предназначенный для уменьшения степени турбулентности потока. Выходной трубопровод 6 соединен с трубопроводом-смесителем 9, на котором установлен лафетный ствол 10 для формирования струи и обеспечения достижения максимальной дальности. Лафетный ствол 10 оборудован системой вращения в двух плоскостях для обеспечения попадания огнегасящей струи в очаг возгорания и эффективности пожаротушения. Установка импульсного пожаротушения снабжена системой электроуправления и автоматики, которая служит облегчению и безопасности эксплуатации установки. Управление установкой осуществляется с пульта 11 дистанционного автоматического управления. Для крепления установки к шасси автомобиля или стационарному фундаменту служит фундаментная рама 12. Емкость 2 для хранения пенообразователя соединена трубопроводом 13 подачи газов с газонакопительным комингсом 5 и, следовательно, с газоводной трубой 4. На трубопроводе 13 установлен запорный клапан 14 для исключения подачи газов и исключения создания давления в емкости 2, например, при работе установки водой в режиме водотушения. Трубопровод 15 служит для подачи пенообразователя из емкости 2 в трубопровод-смеситель 9. На трубопроводе 15 установлен запорный клапан 16 для исключения подачи пенообразователя, например, в случае работы установки на воде.
Эксплуатация установки обеспечивается работой клапанов заполнения 17, 18, установленных в нижней части рабочей емкости 1, клапана 19 вентиляции - сброса воздуха при заполнении емкости 1 водой, клапана 20 слива воды из рабочей емкости 1, а также датчиками верхнего уровня 21 и нижнего уровня 22 воды в емкости 1, предохранительными клапанами 23, 24. Кроме того, на емкости 2 предусмотрен лючок 25 для залива пенообразователя, а на рабочей емкости 1 - монтажный люк 26.
Работа установки происходит следующим образом.
Производят заполнение емкости 1 водой, при этом вручную открывают клапаны заполнения 17 и 18 и автоматически (по сигналу с пульта управления 7) открывается клапан 19 вентиляции (сброса воздуха). Клапаны 7, 14, 16, 20, 23 и 24 закрыты.
Заполнение емкости 1 производят до срабатывания датчика верхнего уровня 21, сигнализирующего о полном заполнении емкости 1 водой. Дополнительно заполнение может быть зафиксировано визуально по переливу воды через клапан 19.
Заполнение емкости 2 пенообразователя производят через открытый лючок 25, который по заполнении емкости 2 задраивают. При использовании установки в режиме тушения водой емкость 2 можно не заполнять.
После заполнения рабочей емкости 1 водой вручную закрывают клапаны 17, 18 и автоматически по сигналу от датчика верхнего уровня 21 закрывается клапан 19. При этом клапаны 7, 14, 16, 20, 23, 24 закрыты.
Датчик верхнего уровня 21 блокирует срабатывание газогенератора 3 при отсутствии воды в емкости 1. Включение газогенератора возможно только при наличии сигнала от датчика верхнего уровня 21.
При нажатии кнопки пуска на пульте 11 управляющий электрический импульс приводит к срабатыванию механизма запуска твердотопливного газогенератора 3. Одновременно в режиме пенотушения автоматически открываются клапаны 7, 14, 16, а в режиме водотушения автоматически открывается только клапан 7. Остальные клапаны остаются закрытыми. Продукты сгорания топлива газогенератора поступают в газоводную трубу 4, далее в газонакопительный комингс 5, рабочую емкость 1 с водой и одновременно (в режиме пенотушения) по трубопроводу 13 в емкость 2 для пенообразователя. Таким образом в емкостях 1 и 2 одновременно создается давление, которое вытесняет воду и пенообразователь из упомянутых емкостей 1 и 2, при этом вода вытесняется через воронкогаситель 8 и выходной трубопровод 6, а пенообразователь - через трубопровод 15. Далее вода и пенообразователь смешиваются в трубопроводе-смесителе 9 перед поступлением в лафетный ствол 10 и вытесняются через него с большой интенсивностью в виде огнегасящей струи.
В режиме водотушения клапаны 14 и 16 закрыты, продукты сгорания топлива газогенератора 3 поступают только в емкость 1, из которой вода вытесняется через воронкогаситель 8, выходной трубопровод 6, трубопровод-смеситель 9 и лафетный ствол 10.
раб
раб
Для исключения аварийной ситуации, связанной с нештатной работой газогенератора 3 и чрезмерным повышением давления в резервуаре 1, предусмотрены предохранительные клапаны 23, 24, отрегулированные на автоматическое срабатывание при давлении - Р=1,1 Р, где Р - рабочее давление в емкости 1.
По сигналу от датчика нижнего уровня 22 для исключения возможного выброса остатков продуктов сгорания топлива газогенератора 3 в сторону пожара автоматически закрываются клапаны 7, 14 и 16. При этом возможное избыточное давление продуктов сгорания топлива газогенератора 3 в емкости 1 сбрасывается через клапаны 23, 24.
При изготовлении установки и проведении пусконаладочных работ используют монтажный люк 26 на емкости 1.
Откат установки (при воздействии реактивной струи возникает усилие до 2 тс) предотвращает фундаментная рама 12, передающая усилие на стационарный фундамент, закрепленный на грунте, или на тормоза и упоры автомобиля-шасси.
Предложенная установка пожаротушения позволяет подавлять очаги пожара большой мощности как при помощи воды, так и пены до возникновения вторичных очагов с безопасного расстояния при любых погодных и прочих условиях.