УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЯ И ЕГО ПРОПОРЦИОНАЛЬНОГО СМЕШИВАНИЯ С ВОДОЙ ПРИ ПОЖАРОТУШЕНИИ

Полезная модель относится к области противопожарной техники, в частности к системам пенного пожаротушения, предназначена для длительного хранения пенообразователя и приготовления рабочего раствора пенообразователя путем его пропорционального смешивания с водой непосредственно перед подачей в систему пожаротушения.
Из уровня техники известен бак с дозатором (RU 102513, МПК A62C 3/00, опубл. 10.03.2011 г.), содержащий металлический резервуар с расположенной в нем эластичной мембраной, снабженной клапаном заполнения (дренажа) пеноконцентрата и указателем уровня пеноконцентрата. К корпусу резервуара подсоединен дозатор входного трубопровода подачи воды, выполненный в виде емкости с входным отверстием для подачи воды, выходным отверстием для водного раствора пенообразователя и с установленной внутри калибровочной диафрагмой. Бак содержит линию подачи воды в резервуар (входной трубопровод) с клапаном для снижения давления и манометром, присоединенную к смесителю до сопла, и линию вытесненного из мембраны пеноконцентрата (трубопровод подачи пеноконцентрата) с манометром, счетчиком расхода (расходомер) и запорным устройством с соленоидным клапаном, присоединенную к смесителю после сопла. Дозатор снабжен обратным клапаном, установленным на трубопроводе подачи пеноконцентрата.
В известном устройстве не предусмотрена возможность контроля герметичности эластичной мембраны (емкости). Возникшие в результате нарушения целостности мембраны утечки пеноконцентрата в пространство между мембраной и стенкой металлического резервуара могут привести к коррозии резервуара, что снижает срок его эксплуатации. Кроме того, утечки пеноконцентрата приводят к снижению его давления в мембране, что естественно сказывается на эффективности работы устройства при пожаротушении.
Кроме того, при заправке эластичной мембраны на ее стенки воздействует изменение избыточного давления пеноконцентрата, что может привести к повреждению мембраны или сокращению срока ее эксплуатации.
В аналоге предусмотрена возможность передачи информации о количестве пеноконцентрата, прошедшего через расходомер трубопровода подачи пеноконцентрата, на персональный компьютер оператора. Однако, отсутствует возможность дистанционного контроля и передачи информации о нарушении герметичности эластичной емкости (мембраны), давлении в системе подачи воды, давлении в системе подачи пеноконцентрата.
В качестве ближайшего аналога (прототип) выбрано устройство для хранения пенообразователя и его пропорционального смешивания с водой при пожаротушении (RU 88971, МПК A62C 5/00, опубл. 27.11.2009 г.), содержащее бак с расположенной в нем эластичной емкостью, снабженной патрубком с запорным устройством, смеситель в виде емкости с входным отверстием для подачи воды, выходным отверстием для водного раствора пенообразователя и с установленным внутри соплом, линию подачи воды в бак с запорным устройством, фильтром, счетчиком расхода, манометром и предохранительным клапаном, присоединенную к смесителю до сопла, и линию вытесненного из эластичной емкости пенообразователя с калибровочным дросселем, манометром и запорным устройством, присоединенную к смесителю после сопла.
Недостатком прототипа, как и аналога, является невозможность контроля целостности эластичной емкости.
В прототипе также не предусмотрена возможность дистанционного контроля и передачи информации о нарушении герметичности эластичной емкости, давлении в системе подачи воды, давлении в системе подачи пенообразователя, количестве пенообразователя на рабочее место оператора, расположенного в централизованной диспетчерской, что не позволяет своевременно и оперативно предпринимать корректирующие действия в случае возникновения нештатных ситуаций.
Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в повышении надежности и эффективности работы устройства для хранения пенообразователя и его пропорционального смешивания с водой при пожаротушении.
Решение поставленной задачи в устройстве для хранения пенообразователя и его пропорционального смешивания с водой, содержащем резервуар с расположенной в нем эластичной емкостью, смеситель-дозатор, линию подачи воды в резервуар с расходомером и датчиком давления воды, присоединенную к смесителю-дозатору, и линию вытесненного из эластичной емкости пенообразователя с датчиком давления, установленным до калибровочной диафрагмы, присоединенную к смесителю-дозатору после линии подачи воды, достигается тем, что внутри эластичной емкости размещено устройство подачи пенообразователя, в резервуаре установлен датчик нарушения герметичности эластичной емкости, при этом устройство снабжено электронным блоком управления, связанным с расходомером, датчиками давления воды и пенообразователя, датчиком нарушения герметичности эластичной емкости.
Устройство подачи пенообразователя выполнено в виде соединенных между собой и закрытых с торцов, труб с равномерно распределенными по их длине отверстиями.
Эластичная емкость снабжена патрубком с запорным элементом.
Устройство подачи пенообразователя присоединено к патрубку.
Датчик нарушения герметичности эластичной емкости чувствителен к среде, отличной от водной.
На линии подачи воды также установлены запорное устройство и предохранительный клапан.
На линии вытесненного из эластичной емкости пенообразователя также установлены запорное устройство и обратный клапан.
Электронный блок управления выполнен на базе программируемого контроллера.
Электронный блок управления связан с рабочим местом оператора.
Смеситель-дозатор выполнен в виде емкости с входным отверстием для подачи воды и выходным отверстием для водного раствора пенообразователя.
В смесителе-дозаторе установлено устройство для пропорционального смешивания воды и пенообразователя.
Линия подачи воды присоединена к смесителю-дозатору до устройства для пропорционального смешивания воды и пенообразователя.
Линия вытесненного из эластичной емкости пенообразователя присоединена к смесителю-дозатору после устройства для пропорционального смешивания воды и пенообразователя.
Наличие устройства подачи пенообразователя, установленного внутри эластичной емкости, обеспечивает равномерное распределение пенообразователя внутри емкости в процессе ее заполнения, исключая влияние резких перепадов давления на стенки эластичной емкости. Это снижает риск возможного нарушения целостности эластичной емкости и связанные с ним утечки пенообразователя, повышая срок эксплуатации емкости и надежность и эффективность работы устройства.
Наличие датчика, чувствительного к среде, отличной от водной, связанного с электронным блоком управления, обеспечивает своевременное обнаружение и индикацию нарушения герметичности эластичной емкости, что также повышает надежность работы устройства, т.к. позволяет вовремя устранить причины коррозии стенок резервуара.
Блок управления, связанный с расходомером, датчиками давления воды и пенообразователя, датчиком нарушения герметичности эластичной емкости, осуществляющий дистанционный контроль и передачу данных на удаленный пульт управления, обеспечивает возможность своевременно и оперативно предпринимать корректирующие действия в случае возникновения нештатных ситуаций, повышая периоды безаварийной работы устройства.
Расходомер линии подачи воды позволяет определить количество прокачанной воды и количество пенообразователя, оставшегося в эластичной емкости, путем вычитания из количества закаченного в емкость пенообразователя. Блок управления передает информацию о состоянии заполнения эластичной емкости на рабочее место оператора.
Таким образом, предложенное устройство характеризуется высокой надежностью и эффективностью работы, благодаря тому, что в устройстве обеспечено снижение вероятности повреждения эластичной емкости при ее заправке пеноконцентратом, обеспечено своевременное оповещении обслуживающего персонала в случае нарушения герметичности эластичной емкости, и информирование о количестве прокачанной воды и оставшегося в емкости пеноконцентрата.
Выполнение блока управления на базе программируемого контролера, передающего информацию на рабочее место оператора по протоколу RS - 485 ModBus RTU, обеспечивает возможность подключения его к автоматизированной системе управления технологическим процессом предприятия.
Ниже приведен один из вариантов осуществления настоящей полезной модели. Данный пример приведен прежде всего в целях иллюстрации и не должен быть истолкован как ограничение объема притязаний.
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами: фиг.1 - устройство для хранения пенообразователя и его пропорционального смешивания с водой (вид спереди и сбоку), на фиг.2 - сечение А-А: подача пенообразователя в эластичную емкость под давлением, на фиг.3 - сечение А-А: подача воды в бак под давлением при пожаротушении.
Устройство для хранения и пропорционального смешивания пенообразователя с водой содержит герметичный резервуар, выполненный, например, в виде металлического стального бака 1, в который подается под давлением вода при пожаротушении. Внутри резервуара 1 установлена и закреплена эластичная емкость 2 с пенообразователем. Стенки емкости 2 непроницаемы для воды и пенообразователя.
Металлический бак 1 снабжен патрубками 3 закачки воды при пожаротушении.
Эластичная емкость 2 снабжена патрубком закачки пенообразователя 4 с запорным устройством (на чертежах не показано).
Внутри эластичной емкости 2 размещено устройство подачи пенообразователя, соединенное с патрубком 4, выполненное в виде соединенных между собой и закрытых с торцов, труб 5 и 6 с равномерно распределенными по их длине отверстиями, и предназначенное для равномерной подачи пенообразователя в эластичную емкость 2 при ее заправке.
В нижней части резервуара 1 установлен датчик нарушения герметичности эластичной емкости 7, реагирующий на появление внутри резервуара 1 жидкого раствора (пенообразователя), имеющего значение кислотности (pH), отличного от pH водной среды.
Устройство снабжено смесителем-дозатором (на чертежах не показан) для смешивания воды и пенообразователя, выполненным в виде емкости, имеющей, например, цилиндрическую форму с открытыми торцами. Один торец с входным отверстием предназначен для воды, подаваемой под давлением насосной установкой, а второй с выходным отверстием - для водного раствора пенообразователя. Внутри смесителя-дозатора установлено устройство для пропорционального смешивания воды и пенообразователя, выполненное, например, в виде сопла, калибровочной диафрагмы и т.д.
Устройство снабжено линией подачи воды в резервуар 8 и линией вытесненного из эластичной емкости пенообразователя 9, присоединенной к смесителю-дозатору после линии подачи воды.
На линии подачи воды в резервуар 8 установлены счетчик расхода (расходомер) воды, запорное устройство, выполненное в виде шарового крана или задвижки, датчик давления воды и предохранительный клапан (на чертежах не показаны). На линии вытесненного из эластичной емкости пенообразователя 9 установлены датчик давления пенообразователя, запорное устройство, обратный клапан, предотвращающий попадание водного раствора пенообразователя внутрь эластичной емкости 2, калибровочную диафрагму (на чертежах не показаны).
Калибровочная диафрагма дозирует процентное содержание пенообразователя в водном растворе.
Предохранительный клапан линии подачи воды 8 ограничивает давление воды до заданного уровня.
Расходомер позволяет определить количество прокачанной воды и количество пенообразователя, оставшегося в эластичной емкости 2, вычитанием из количества закаченного в емкость пенообразователя.
Информация о параметрах работы устройства: о нарушении герметичности эластичной емкости, давлении в системе подачи воды, давлении в системе подачи пенообразователя, объеме расхода пенообразователя, поступает в электронный блок управления 10, размещенный на корпусе устройства рядом со смесителем-дозатором. Электронный блок управления 10 собран на базе программируемого контроллера, позволяющего передавать полученную им информацию на верхний уровень управления по общепромышленному протоколу RS - 485 ModBus RTU.
Устройство для хранения пенообразователя и его пропорционального смешивания с водой при пожаротушении работает следующим образом.
Эластичную емкость 2 через патрубок 3 с запорным устройством и устройство подачи пенообразователя заполняют пенообразователем. Пенообразователь поступает через отверстия труб 5 и 6, равномерно распределяясь внутри эластичной емкости 2, не создавая резких перепадов давления на стенки эластичной емкости 2. После заполнения эластичной емкости 2 закрывают запорное устройство. Пенообразователь находится в эластичной емкости 2 под давлением 0,05-0,1 МПа.
При возникновении пожарной ситуации блок управления 10 включает насос и во входное отверстие смесителя-дозатора подается под давлением 1,0-1,3 МПа вода. В смесителе-дозаторе основная часть воды проходит через сопло (устройство пропорционального спешивания воды и пенообразователя), а часть поступает по линии подачи воды 8 в резервуар 1. Расходомер линии подачи воды 8 ведет учет прокачанного объема воды, посылая данные через электронный блок управления на рабочее место оператора.
По мере увеличения количества воды в резервуаре 1 возрастает ее давление на стенки емкости 2, в результате чего пенообразователь вытесняется из емкости 2 и поступает по линии вытесненного из эластичной емкости пенообразователя 9.
В смесителе-дозаторе происходит смешивание воды и пенообразователя, образованный водный раствор пенообразователя заданной концентрации (от 3% до 6%) поступает из выходного отверстия смесителя-дозатора и подается на пеногенераторы системы пожаротушения объекта.
Давление пенообразователя в смесителе-дозаторе примерно равно давлению воды, проходящей через сопло смесителя-дозатора.
После завершения тушения пожара эластичную емкость 2 вновь заполняют пенообразователем. Объем заполнения соответствует объему воды, закачанному в резервуар 1, зафиксированному расходомером и блоком управления.
При нарушении целостности эластичной емкости 2 возникают утечки пенообразователя в резервуар 1, значение pH (кислотности) которого отлично от pH водной среды, это изменение фиксирует датчик и направляет сигнал через электронный блок управления на рабочее место оператора (в диспетчерскую).
Предлагаемое устройство для хранения пенообразователя и его пропорционального смешивания с водой при пожаротушении обладает повышенной надежностью в эксплуатации и возможностью встраивания в автоматизированную систему управления технологическим процессом предприятия.