МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПОЖАРОТУШЕНИЯ В ВАГОНАХ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ И ТЯГОВОМ ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ
MULTI-CHANNEL SYSTEM FOR FIRE EXTINGUISHING IN CARS AND TRACTION ROLLING STOCK

Изобретение относится к противопожарной технике, а более конкретно, к стационарному оборудованию, представляющему собой управляемую систему обнаружения и подавления пожаров посредством генерируемого аэрозоля, предназначенной для защиты от пожара вагонов электропоездов и локомотивов.
Уровень данной области техники характеризует система объемного пожаротушения по патенту RU 54794 Ul, А62С 13/22, А62С 37/00, 2006 г., которая содержит распределенные в защищаемом помещении генераторы огнетушащего аэрозоля, узлы воспламенения пиротехнической шашки которых электрически связаны через внешний коммутатор с пусковым устройством, при этом генераторы резерва к пусковому устройству подсоединены параллельно основным генераторам посредством автономных коммутаторов.
Блок индикации (мнемосхема) установлена в кабине машиниста и электрически связана с распределенными в вагонах и секциях локомотива пожарными извещателями, как задымленности, так и превышения уровня температуры в охраняемом объеме.
Пульт дистанционного включения генераторов огнетушащего аэрозоля каждого канала, смонтированный снаружи, содержит коммутатор, связывающий воспламенитель генераторов с источником питания, и дополнительный коммутатор подключения резервных генераторов, которые могут быть активированы машинистом вручную последовательно или одновременно, в зависимости от пожарной обстановки в помещении
Это система обеспечивает расширение технологических и функциональных возможностей за счет гибкого варьирования числом и последовательностью запуска в работу генераторов адекватно аварийной ситуации, сохраняя при этом резервные генераторы в сохранности, субъективно включая в работу только потребное их дополнительное количество для гарантированного подавления пожара.
Недостатком описанной системы пожаротушения является то, что запускается она только вручную машинистом при остановке состава с пульта, смонтированного снаружи вагона, где возник пожар.
Это долго, субъективно (так называемый человеческий фактор), не гарантирует своевременного обнаружения пожара и его подавления, отрицательно сказывается на эффективности пожаротушения и может привести к большим материальным потерям.
Более совершенным является система пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения для подвижного состава, описанная в заявке №2013147348 А, А62С 37/00, 2015, которая по технической сущности и числу совпадающих признаков выбрана в качестве наиболее близкого аналога предложенной системе.
Известная многоканальная система пожаротушения содержит блоки контроля, индикации и управления, размещенные в каждой секции локомотива, объединенные через блок коммутации, с тепловым и дымовым извещателями, звуковым и световым оповещателями, генераторы огнетушащего аэрозоля, оснащенные тепловым пускателями, блоком питания и пультами дистанционного управления.
Эта система функционирует в трех режимах: ручном, автоматическом и ручном с временной задержкой, при этом блок управления перед запуском генераторов пожаротушения отключает технологическое оборудование локомотива от электропитания.
Особенностью конструкции является то, что через адаптер радиосвязи возможно оповестить дежурного по депо об обнаружении пожара и по радиоканалу с помощью поездной радиостанции в автоматическом режиме сообщить номер локомотива, в котором произошла аварийная ситуация.
Недостатком известной системы является невозможность пожаротушения обесточенных вагонов электропоездов, находящихся на отстое, что приводит к большим материальным потерям от пожаров.
В блоке управления не предусмотрена идентификация сигнала запуска генератора пожаротушения по принадлежности канала вагону или секции локомотива, где возник пожар, который в результате не тушится, так как аэрозоль выбрасывается в другом месте.
Кроме того, в известной системе возможно ложное срабатывание запуска генераторов от наводок в силовой сети или случайного (нештатного) нажатия кнопки дистанционного включения.
Указанные негативные явления и технологическое прохождение импульсов и команд не регистрируются и не архивируются в записывающем устройстве для послеаварийного анализа причин аварии и технологической последовательности, режимов тушения пожара, что необходимо для их совершенствования в последующем.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение технологических возможностей системы пожаротушения и ее функциональной надежности, во-первых, обеспечить управление и автономный запуск генераторов в обесточенных вагонах при отстое, во-вторых, идентифицировать сигналы извещателей по установленному уровню и принадлежности каналу, исключив ложные срабатывания, при автоматической записи всех коммутаций в системе.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известной многоканальной системе пожаротушения в вагонах электропоездов и тяговом подвижном составе, содержащей источник питания, блоки контроля, индикации и управления, размещенные в каждом канале, оснащенном тепловым и дымовым извещателями, пультом дистанционного включения и генератором огнетушащего аэрозоля, пиротехническая шашка которого инициируется электровоспламенителем, связанным с тепловым пускателем, согласно изобретению блок управления выполнен в виде центрального процессора с логическими элементами «И» на входе, к которым подключены извещатели каналов, соответственно дымовой через устройство сравнения, а посредством автономного источника питания, преимущественно пиротехнической батареи, тепловой пускатель и пульт дистанционного управления, при этом электровоспламенитель каждого генератора огнетушащего аэрозоля с центральным процессором связан посредством идентификатора кодового сигнала, а центральный процессор дополнительно связан с записывающим устройством - черным ящиком.
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили автономное функционирование каждого канала в секциях локомотива и вагонах электропоезда под управлением общего процессора в автоматическом режиме и при ручном запуске генерирования огнетушащего аэрозоля, причем дополнительно от автономного энергосодержащего источника питания, надежно автоматически запускаемого в любых климатических условиях при отстое составов, без использования центрального электроснабжения, автоматически от теплового пускателя и вручную с пульта дистанционного включения.
Другой особенностью системы является электронная запись всей информации, поступившей по каналам в центральный процессор, выданных им команд управления и запуска генераторов огнетушащего аэрозоля по идентифицируемым каналам, где возникла опасность по задымленности объема и превышению заданного уровня температуры.
Выполнение блока управления в виде центрального процессора направлено на повышение функциональной надежности многоканальной системы пожаротушения, ее направленного быстродействия с кратным контролем достоверности тревожного события, при этом возможно гибко изменять алгоритм работы системы путем перепрограммирования процессора.
Логический элемент «И» каждого канала системы пропускает на вход центрального процессора совокупность сигналов от устройства сравнения, где анализируется импульс пожарного извещателя, и напряжение с пиротехнической батареи, инициируемой тепловым пускателем или от нажатия кнопки дистанционного включения, разрешающие пуск генераторов, исключив тем самым ложные срабатывания.
Связь теплового пускателя и пульта дистанционного управления с логическим элементом в каждом канале системы через автономный источник питания обеспечивает автоматический запуск генераторов огнетушащего аэрозоля от превышения уровня температуры в охраняемых объемах и ручное включение пиротехнической батареи, вырабатывающей рабочий импульс запуска, что возможно осуществлять во время отстоя составов, когда они отключены от центральной линии энергопитания.
Связь электровоспламенителя генераторов с центральным процессором посредством идентификатора кодированных сигналов обеспечивает целевой запуск генерирования огнетушащего аэрозоля непосредственно в отсеке локомотива или вагоне состава, где возник очаг пожара, исключив неадресное срабатывание, что повышает оперативность и эффективность подавления очага возгорания, а также исключает возможность проникновения паразитных токов наводки в шлейфах узлов запуска генераторов в отсутствии сигналов о пожароопасной ситуации.
Идентификатор кодированного сигнала, принимая команду от процессора, отфильтровывает ложные сигналы, связанные с несанкционированными действиями поездных бригад или вандальными действиями третьих лиц, направленными на уничтожение генераторов, что повышает функциональную надежность системы в целом.
Протоколирование и архивирование всех сигналов включения, контролирующих операций и управляющих команд в записывающем устройстве служит документом для анализа чрезвычайной ситуации и технологической последовательности действий по устранению очагов возгорания, что способствует выявлению и устранению причин пожара, позволяет объективно оценить качество борьбы с огнем и дымом в электропоездах и секциях локомотивов.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена 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 не являются очевидными для специалиста по противопожарной технике, которые прямо не следуют из постановки технической задачи.
Изготовление предложенной многоканальной системы пожаротушения возможно осуществлять на действующем производстве.
Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.
Предложенное техническое решение поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы.
На чертеже изображена блок-схема многоканальной системы пожаротушения.
Система пожаротушения в вагонах электропоездов и отсеках тягового подвижного состава состоит из нескольких каналов, в каждом из которых имеется блок 1 контроля и генератор 2 огнетушащего аэрозоля, функциональная пиротехническая шашка 3 которого инициируется от электровоспламенителя 4, оснащенного идентификатором 5 кодированного сигнала запуска в работу.
Блок 1 контроля содержит дымовой извещатель 6, тепловой извещатель 7 превышения заданного уровня температуры в охраняемом объеме и пульт 8 (кнопка) дистанционного ручного включения системы пожаротушения.
Извещатель 6 подключен к устройству 9 сравнения с опорным сигналом, которое сообщается с первым входом логического элемента 10 «И».
Извещатель 7 и пульт 8 параллельно подсоединены к автономному источнику 11 питания, выполненному предпочтительно в форме энергосодержащей пиротехнической батареи, которая соединена со вторым входом логического элемента 10 «И».
Выход логического элемента «И», то есть блока 1 контроля в целом, подсоединен к центральному процессору 12 (общему блоку управления для всех каналов системы), к выходу которого подключены блок 13 индикации и записывающее устройство 14 - черный ящик.
Блок 13 индикации визуализирует функциональную готовность всех каналов системы, включение записывающего устройства 14, задымление и/или пожар в охраняемом каналом объеме, включение автономного источника 11 питания и срабатывание электровоспламенителя 4 генератора 2, установленного в помещении, где возник пожар или задымление.
Функционирует система следующим образом.
При возникновении задымленности в охраняемом объеме извещатель 6 подает сигналы на устройство 9 сравнения, в котором происходит их сопоставление с заданным уровнем опорного сигнала. Когда эти сигналы сравняются, на выходе устройства 8 выдается импульс, поступающий в логический элемент 10 «И», который анализирует его по амплитуде и длительности, после чего передает сигнал в центральный процессор 12.
Когда от повышения температуры в охраняемом помещении автоматически срабатывает тепловой пускатель 7, электрический импульс с которого запускает пиротехническую батарею 11, вырабатывающую тарированное электрическое напряжение, которое в форме сигнала передается в логический элемент 10 «И».
Машинист, обнаружив по сигналу блока 13 индикации задымление или пожар в одном из охраняемых объемов, визуально удостоверяется на месте в наличии очага возгорания, вручную с пульта 8 дистанционного включения, смонтированного вне вагона и локомотива, запускает пиротехническую батарею 11, вырабатывающую при горении электрическое напряжение, передаваемое в форме сигнала в логический элемент 10 «И».
Если ручной запуск не осуществлялся, то от превышения температуры в охраняемом помещении автоматически срабатывает тепловой пускатель 7, электрический импульс с которого запускает пиротехническую батарею 11.
Выработанный электрический импульс с автономного источника 11 питания поступает в логический элемент 10 «И», в котором происходит его идентификация по амплитуде и длительности, в результате чего вырабатывается сигнал, свидетельствующий о возгорании в охраняемом объеме, который подается в центральный процессор 12.
В центральном процессоре 12 импульсы с логического элемента 10 «И» и автономного источника 11 питания кодируются в управляющую команду, которая подается на блоки 5 идентификации, в одном из которых по принадлежности он декодируется и передается в форме электрического импульса на электровоспламенитель 4 генератора 2, смонтированного в объеме, где возник пожар.
От сработавшего электровоспламенителя 4 огневым факелом поджигается пиротехническая шашка 3, при горении которой генерируется функциональный аэрозоль, содержащий ингибиторы горения, который заполняет охраняемый объем.
При достижении необходимой концентрации ингибиторов горения, которые прерывают цепные реакции окисления, прекращая горение, в результате чего очаг воспламенения подавляется.
Центральный процессор 12 передает текущую информацию в блок 9 индикации, где зажигаются соответствующие лампочки, визуализируя включение системы, адресное возникновение пожара, срабатывание батареи 11 и электровоспламенителя 4, запускающего генератор 2, и в записывающее устройство 14, в котором регистрируется прохождение всех сигналов извещения и контроля, команд управления и исполнительных переключений структурных элементов и функциональных блоков системы с привязкой к каналам.
Предложенное техническое решение обеспечило:
- автоматический и ручной запуск многоканальной системы пожаротушения в обесточенных при отстое вагонах электропоездов и секциях локомотивов, которые осуществляются при любых климатических условиях от автономных энергосодержащих пиротехнических батарей;
- предотвращение несанкционированных запусков генераторов огнетушащего аэрозоля от случайных электрических наводок, фонового уровня напряжения в сетях, от случайно нажатой кнопки дистанционного включения;
- записывание и сохранение в электронном виде всех операций технологического процесса с идентификацией каналов.
Макетные образцы блоков индикации, контроля и управления многоканальной системы пожаротушения были опробованы на функционирование и взаимодействие в общей электрической схеме и показали устойчивую работу в требуемой последовательности прохождения сигналов и действия структурных элементов, что позволяет рекомендовать ее для серийного изготовления и поставки заказчикам.