СРЕДСТВО ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ НА АВТОСТОЯНКАХ ЗАКРЫТОГО ТИПА НА ОСНОВЕ БАЗАЛЬТОВОГО ПОЛОТНА

Полезная модель относится к области противопожарной техники и предназначена для тушения пожаров на автостоянках закрытого типа. В основе действия предлагаемого средства лежит принцип гашения пламени в узких каналах, применяемый в огнепреградителях, когда гашение обусловлено тепловыми потерями из зоны реакции к стенкам канала и происходит при величине диаметра канала меньше критического значения.
Уровень техники
Известно полотно противопожарное, состоящее из тканого или нетканого материала, пропитанного огнетушащим гелем, отличающееся тем, что огнетушащий гель состоит из загустителя, флегматизатора горения, антифриза, антисептика и воды в массовом соотношении: загуститель 0,05-10%, флегматизатор горения 1-15%, антифриз 1-30%, антисептик 0,1-10%, вода остальное (патент RU 126945 U1, 07.06.2012).
Известно покровное изделие для реактивного тушения огня, выполненное из материала, имеющего тканую или нетканую основу с покрытием, содержащим полимерный носитель с диспергированными в нем микрокапсулами, имеющими размещенное в оболочке ядро из жидкого огнегасящего агента, отличающееся тем, что материал имеет гибкую мягкую волокнистую основу, покрытие выполнено реактивным в виде гибкого слоя, размещенного неразъемно на указанной волокнистой основе со стороны предполагаемого контакта изделия с очагом возгорания, и содержит мягкий гибкий полимерный носитель, в котором диспергированы микрокапсулы, имеющие ядро, содержащее огнегасящий агент или смесь огнегасящих агентов, характеризующихся при их нагревании выше температуры их кипения высоким газообразованием и термораспадом с образованием тяжелых свободных радикалов, и оболочку, характеризующуюся узким диапазоном температур ее деструкции при температуре выше температуры кипения огнегасящего агента (патент RU 145455 U1, 14.02.2014).
Известен огнезащитный текстильный материал, содержащий нетканую основу, с нанесенным на него огнезащитным покрытием, отличающийся тем, что огнезащитное покрытие образовано последовательно нанесенными на основу слоя высушенной водной дисперсии фторопласта Ф-4Д и слоя высушенного спиртового раствора 3-аминопропил-триэтоксисилана АГМ-9 (патент RU 2689600 С1, 28.05.2019).
Известно полотно противопожарное на основе микрокапсулированных огнетушащих веществ, включающее функциональный и несущий слои, отличающееся тем, что функциональный слой выполнен из композиционного материала, состоящего из полимерной матрицы и микрокапсул с ядром из огнетушащего вещества, при этом в качестве термоактивируемой полимерной матрицы используют нитроцеллюлозу-коллоксилин с содержанием азота от 10,7 до 12,2% (патент RU 2751396 С9, 13.07.2021).
Известно термостойкое противопожарное покрывало, состоящее из негорючего тканого материала с термостойким адгезионным покрытием и сшитого, по меньшей мере, из двух его отрезков, отличающееся тем, что отрезки тканого материала с огнезащитным покрытием размещены относительно друг друга с возможностью формирования их поверхностями полной поверхности покрывала и сшиты между собой соединительными швами второго класса швейной металлизированной нитью по параллельно стыкуемым границам этих отрезков, причем огнезащитное покрытие негорючего тканого материала представляет собой застывший слой жидкоообразной смеси, рассредоточенный по его поверхности при формировании, а тканый материал выполнен из волокон и/или нитей с содержанием диоксида кремния не менее 45% (патент RU 205587 U1, 22.07.2021).
Недостатками перечисленных технических решений является дороговизна и сложность изготовления материала, а также необходимость непосредственного участия человека в тушении очага пожара.
В качестве прототипа принята огнегасительная базальтовая сетка для тушения пожаров класса В (патент RU 194307 U1, 05.12.2019), изготовленная на основе базальтовой ткани, отличающаяся тем, что в ткани выполнены отверстия диаметром, определенным с учетом критического диаметра канала пламягасящего элемента для горючей смеси. Указанная базальтовая сетка способна длительное время выдерживать высокую температуру, обладает низкой теплопроводностью, непроницаема для пламени. Огнетушащий эффект обусловлен гашением пламени в узких каналах, таким образом, устранена необходимость плотного прижатия сетки к поверхности расположения очага пожара при тушении.
Недостатком прототипа является необходимость непосредственного участия человека в тушении очага пожара. Однако при возникновении пожара на автостоянке закрытого типа низка вероятность нахождения рядом с очагом пожара человека, обученного пользованию огнетушащим полотном и способного осуществить тушение. Кроме того, при большой площади горения отсутствует возможность накрытия очага горения полотном без специальных средств защиты от теплового излучения, а при горении характерной для автомобильного транспорта горючей нагрузки - углеводородное топливо, смазочные материалы, резина, поролон, синтетические материалы отделки салона - тушение без средств защиты органов дыхания и зрения затруднено интенсивным выделением токсичных продуктов сгорания.
Предлагаемое средство тушения пожаров на автостоянках закрытого типа включает в себя базальтовое полотно для подавления горения 3, расположенное над машино-местом, и систему его сброса на очаг пожара без участия человека. Система сброса включает в себя датчик пламени 4 и магнитные держатели 1, расположенные по периметру базальтового полотна 3. Магнитный держатель состоит из электромагнита 7 и прижимной пластины 9, между которыми через прокладку 8 закреплен край базальтового полотна 3.
При нормально замкнутой цепи 2 электромагниты удерживают прижимную пластину, базальтовое полотно 3 растянуто над защищаемым объектом (автомобилем 5). В случае возникновения возгорания датчик пламени 4 подает сигнал на размыкание цепи 2, прижимная пластина 9 поворачивается на петлях 6 и высвобождает удерживаемый край базальтового полотна 3, которое под действием собственной силы тяжести накрывает очаг пожара.
Проведен расчет критического диаметра канала пламягасящего элемента для бензина АИ-92, определены безопасный и эквивалентный диаметр [1]. Критический диаметр канала пламягасящего элемента определен по формуле:
,
где Ре - число Пекле;
R - универсальная газовая постоянная кДж/моль⋅К;
T - начальная температура газовой горючей смеси, К;
λ - теплопроводность горючей смеси, Вт/(м⋅К);
u
S - нормальная скорость распространения пламени, м/с;
р
С - теплоемкость газовой горючей смеси при постоянном давлении, кДж/(кг⋅К);
P - давление горючей смеси, Па;
M - молярная масса, кг/моль.
бeз
Диаметр канала пламягасящего элемента d с учетом коэффициента запаса надежности должен определяют как:
.
Наибольший допустимый размер квадратной ячейки канала пламягасящего элемента можно определить по формуле:
,
г
где r - гидравлический радиус, мм;
2
S - площадь ячейки, мм;
П - периметр ячейки, мм.
Для подтверждения расчетов проведены огневые испытания базальтовой сетки. Использованы образцы прямоугольной формы размером 0,25×0,25 м. Между базальтовых волокон были проделаны отверстия, диаметр которых соответствовал полученным расчетным данным, а именно 1,37 мм для бензина АИ-92. Испытания проводили в вытяжном шкафу при температуре воздуха в помещении 20-25°С. Бензин наливали в металлический поддон и поджигали. С помощью специального держателя накрывали очаг образцом сетки, при этом стойкое пламенное горение прекращалось мгновенно, выделения дыма не наблюдалось.
Важным преимуществом предлагаемой системы тушения является отсутствие материального ущерба в случае ложного срабатывания датчика или аварийного отключения электроснабжения - базальтовое полотно обладает малой массой и не имеет элементов, способных механически повредить защищаемое имущество.
Ссылка:
1. Патент RU 194307 U1 Российская Федерация, МПК А62С 8/06, А62С 3/06, А62С 3/07. Огнегасительная базальтовая сетка / Ивахнюк Г.К., Головин С.А., Осмонов Ю.Ю., Королева Л.А., Хайдаров А.Г., Иванов Е.А., Краснов П.Е., Бармин А.Э., Нахин А.Н. - заявка №2019108340 от 21.03.2019; опубл. 05.12.2019, Бюл. №34.
Описание чертежа
На фиг. 1 цифрами обозначены: 1 - магнитные держатели; 2 - цепь питания электромагнитов; 3 - базальтовая сетка; 4 - датчик пламени; 5 - автомобиль; ИП - источник питания.
На фиг. 2: 3 - базальтовая сетка; 6 - петли прижимной пластины; 7 - электромагнит; 8 - прокладка; 9 - прижимная пластина.