УСТРОЙСТВО ПОЖАРОТУШЕНИЯ
FIRE-EXTINGUISHING DEVICE

Изобретение относится к области противопожарной техники, а более конкретно к средствам пожаротушения, принцип действия которых основан на генерации газожидкостных струй и туманообразных завес с возможностью управления газокапельным потоком, и может быть использована для обеспечения пожаробезопасности подводных лодок и других герметичных обитаемых объектов.
Известна «Установка для пожаротушения» (см. патент RU №2121390, МПК: А62С 31/02, опубликован 10.11.1998).
Установка для пожаротушения снабжена емкостью с веществом, предназначенным для пожаротушения, по меньшей мере один баллон со сжатым газом, приспособления для создания направленного потока тушащего вещества, смешанного с рабочим газом, гибкие шланги, соединяющие емкость и баллон между собой и с приспособлением, и регулятор давления рабочего газа. Приспособление снабжено камерой смешения тушащего вещества с газом, на выходе которой установлено газодинамическое сопло. Емкость и баллон размещены на заплечном ранце.
Известное устройство не обеспечивает требуемый уровень электробезопасности, как для человека, так и для оборудования, при тушении тонкораспыленной водой очагов возгорания электрооборудования, находящихся под высоким напряжением - до 6000 В, без отключения электропитания.
Недостатком является автономность данного устройства, так как отсутствует возможность перезаправки устройства без дополнительного оборудования, следовательно, после опорожнения емкости для хранения огнетушащей жидкости, устройство пожаротушения нельзя использовать повторно, например, в условиях долгих и дальних походов, подводная лодка остается без одного из основных средств пожаротушения, тем самым значительно снижается пожарозащищенность подводной лодки.
Наиболее близким техническим решением является взятое за прототип «Устройство пожаротушения» (патент RU №2316369, МПК: А62С 31/02, В05В 7/04, опубл. 10.02.2008), в состав которого входит по крайней мере, одна емкость для хранения огнетушащей жидкости, система подачи жидкости, приспособление для создания направленного газокапельного потока, в состав которого входит выходное сопло, выполненное в виде насадки.
Данное устройство не обеспечивает требуемый уровень электробезопасности, как для человека, так и для оборудования, при тушении тонкораспыленной водой очагов возгорания электрооборудования, находящихся под высоким напряжением - до 6000 В, без отключения электропитания.
Недостатком устройства является возможность эскалации аварии, в связи с тем, что для генерации газокапельного потока с помощью устройства пожаротушения сначала открывают управляемый клапан подачи газа, а затем с задержкой открывают клапан подачи жидкости. Сжатый газ (воздух) попадает на очаг возгорания, подпитывая его кислородом, содержащимся в сжатом воздухе, тем самым распространяя или усугубляя аварию, что небезопасно для людей при тушении в герметичных объемах.
Недостатком является отсутствие автоматизации пуска, необходима строгая последовательность действий при открытии клапанов, что увеличивает время начала тушения, авария разрастается, эффективность устройства пожаротушения снижается.
Также недостатком является автономность данного устройства, так как отсутствует возможность перезаправки устройства без дополнительного оборудования, следовательно, после израсходования емкости для хранения огнетушащей жидкости, устройство пожаротушения нельзя использовать повторно, например, в условиях долгих и дальних походов, подводная лодка остается без одного из основных средств пожаротушения, тем самым значительно снижается пожарозащищенность подводной лодки.
Задачей предлагаемого технического решения является создание устройства пожаротушения, позволяющего:
- обеспечить создание двухфазного, однородного, мелкодисперсного, газокапельного потока в форме конуса или цилиндра, и получить равномерное пространственное распределение мелкодисперсных капель жидкости по сечению генерируемого потока для обеспечения электробезопасности, как для человека, так и для оборудования, при тушении очагов возгорания электрооборудования, находящихся под высоким напряжением - до 6000 В, без отключения электропитания.
- исключить подачу сжатого газа (воздуха) на очаг возгорания;
- обеспечить автоматизацию и быстрый пуск в действие устройства пожаротушения, исключить действия, которые могут привести к неправильному пуску, в связи с нарушением последовательности действий при пуске;
- обеспечить автономность устройства, путем обеспечения перезарядки устройства пожаротушения без дополнительного оборудования.
Технический результат, достигаемый при решении поставленных технических задач, заключается в обеспечении требуемого уровня электробезопасности, как для человека, так и для оборудования, при тушении тонкораспыленной водой очагов возгорания электрооборудования, находящихся под высоким напряжением - до 6000 В, без отключения электропитания. При пожаротушении исключено негативное воздействие предлагаемого технического решения на материальное имущество защищаемого объекта, в том числе, электрооборудования.
Увеличивается пожарозащищенность герметичных объектов, благодаря локализации и отсутствию распространения аварии и ее быстрой ликвидации, за счет автоматизации пуска и исключения первоначальной подачи сжатого газа (воздуха) на очаг возгорания.
Автономность устройства пожаротушения позволяет многократное использование без дополнительного оборудования, путем перезарядки устройства пожаротушения, позволяя сохранить уровень пожарозащищенности на все время эксплуатации защищаемого объекта.
Поставленные задачи достигаются за счет устройства пожаротушения, включающего в свой состав по крайней мере, один баллон со сжатым газом соединенный с клапаном подачи газа, приспособление для создания направленного газокапельного потока, в состав которого входит выходное сопло, выполненного в виде насадки, газовый редуктор, по крайней мере, одну емкость для хранения огнетушащей жидкости соединенную механической связью с камерой смешения жидкости и газа, а также клапан подачи жидкости, а механическая связь выполнена в виде трубопроводов.
Также устройство пожаротушения снабжено устройством подачи жидкости, гидравлическим аккумулятором, клапаном автоматического включения и отключения подачи сжатого газа, клапаном автоматического отключения подачи сжатого газа, клапаном автоматического включения подачи сжатого газа, невозвратно-управляемыми клапанами подачи жидкости, и дополнительно снабжено газовыми редукторами.
Устройство подачи жидкости, посредством трубопроводов через невозвратно-управляемые клапаны подачи жидкости связано с емкостью для хранения огнетушащей жидкости, снабженное устройством автоматического отключения и с камерой смешения жидкости и газа, а также через клапан подачи жидкости с гидравлическим аккумулятором.
Гидравлический аккумулятор посредством трубопроводов через газовый редуктор и клапан подачи газа связан с баллоном со сжатым газом, а также через невозвратно-управляемый клапан подачи жидкости связан с выходом камеры смешения жидкости и газа.
Камера смешения жидкости и газа посредством трубопровода через невозвратно-управляемый клапан подачи жидкости связана с приспособлением для создания направленного газокапельного потока, а также через газовый редуктор связана с клапаном автоматического включения и отключения подачи сжатого газа.
Клапан автоматического включения и отключения подачи сжатого газа посредством импульсного трубопровода связан со входом камеры смешения жидкости и газа, и посредством трубопровода через клапан подачи газа связан с баллоном со сжатым газом, а также с клапаном автоматического отключения подачи сжатого газа.
Клапан автоматического отключения подачи сжатого газа посредством трубопровода через газовый редуктор связан с емкостью для хранения огнетушащей жидкости, и импульсным трубопроводом связан со входом камеры смешения жидкости и газа, а также связан трубопроводом с клапаном автоматического включения подачи сжатого газа.
Клапан автоматического включения подачи сжатого газа посредством трубопровода через клапан подачи газа связан с баллоном со сжатым газом, а импульсным трубопроводом связан с выходом из гидравлического аккумулятора.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана структурная схема устройства.
Устройство пожаротушения, содержащее по крайней мере, один баллон со сжатым газом 1 посредством трубопровода 2, клапана подачи газа 3 и газового редуктора 4 соединен с гидравлическим аккумулятором 5, посредством трубопровода 6 и клапана подачи газа 7 соединен с клапаном автоматического включения подачи сжатого газа 8, и с клапаном автоматического включения и отключения подачи сжатого газа 9.
Клапан автоматического включения подачи сжатого газа 8 посредством импульсного трубопровода 10 соединен с трубопроводом 11, посредством трубопровода 12 соединен с клапаном автоматического отключения подачи сжатого газа 13.
Клапан автоматического включения и отключения подачи сжатого газа 9 посредством импульсного трубопровода 14 соединен с трубопроводом 15, посредством трубопроводов 16, 17 соединен через газовый редуктор 18 с емкостью для хранения огнетушащей жидкостью 19, снабженное устройством автоматического отключения 20, и соединен посредством трубопровода 21 через газовый редуктор 22 с камерой смешения жидкости и газа 23.
Клапан автоматического отключения подачи сжатого газа 13 посредством импульсного трубопровода 24 соединен с трубопроводом 15, а также посредством трубопровода 17 соединен через газовый редуктор 18 с емкостью для хранения огнетушащей жидкостью 19.
Емкость для хранения огнетушащей жидкости 19 посредством трубопровода 15 через невозвратно-управляемый клапан подачи жидкости 25 соединена с камерой смешения жидкости и газа 23, а также через невозвратно-управляемый клапан подачи жидкости 26 посредством трубопровода 27 соединена с устройством подачи жидкости 28.
Устройство подачи жидкости 28 посредством трубопроводов 27 и 29 через клапан подачи жидкости 30 соединено с гидравлическим аккумулятором 5, а также посредством трубопроводов 27, 29 и 11, через клапан подачи жидкости 30 и невозвратно-управляемый клапан подачи жидкости 31 соединено с трубопроводом 32.
Камера смешения жидкости и газа 23 посредством трубопровода 32 через невозвратно-управляемый клапан подачи жидкости 33 соединена с приспособлением для создания направленного газокапельного потока 34, в состав которого входит выходное сопло, выполненного в виде насадки 35.
Устройство пожаротушения работает следующим образом. Механические связи выполнены с помощью трубопроводов, а также включают предохранительную, перепускную и регулирующую арматуру, (не показаны на фиг. 1). Также не показаны средства контроля, например, манометры.
Устройство пожаротушения включает в себя 3 режима:
1) режим зарядки/перезарядки;
2) дежурный режим (режим ожидания);
3) рабочий режим.
Режим зарядки/перезарядки.
Данный режим необходим для подготовки устройства пожаротушения к дежурному режиму.
В исходном состоянии открыты невозвратно-управляемые клапаны подачи жидкости 25, 31, 33, клапан подачи газа 7, клапан автоматического отключения подачи сжатого газа 13, остальные клапаны находятся в закрытом положении.
Баллон со сжатым газом 1 заполнен газом (воздух или инертный газ, например, азот) и находится под давлением, например, 20 МПа.
Емкость для хранения огнетушащей жидкости 19, снабженное устройством автоматического отключения 20, заполняют огнетушащей жидкостью с помощью устройства подачи жидкости 28 посредством трубопровода 27 через невозвратно-управляемый клапан подачи жидкости 26, давление атмосферное. После заполнения, невозвратно-управляемый клапан 26 закрывают.
В качестве огнетушащей жидкости могут применяться:
- вода;
- вода с пенообразователем;
- перегретая вода;
- вода с добавлением различных поверхностно-активных веществ.
Трубопроводы 11, 29, 32 и гидравлический аккумулятор 5 заполняют огнетушащей жидкостью с помощью трубопровода 27, устройства подачи жидкости 28, клапана подачи жидкости 30 и невозвратно-управляемого клапана жидкости 31, для этого открывают клапан подачи жидкости 30. После заполнения трубопроводов 11, 29, 32 и гидравлического аккумулятора 5, клапан подачи жидкости 30 закрывают.
В трубопроводах 11, 29, 32 и гидравлическом аккумуляторе 5 устанавливают давление дежурного режима, например, 2,5 МПа. Для этого сжатый газ под давлением, например, 20 МПа, от баллона со сжатым газом 1, с помощью трубопровода 2, клапана подачи газа 3, газового редуктора 4 редуцируют до давления, например, 2,5 МПа, и подают в гидравлический аккумулятор 5, вследствие чего, давление огнетушащей жидкости в трубопроводах 11, 29, 32 и гидравлическом аккумуляторе 5 устанавливают, например, 2,5 МПа, после установления давления клапан подачи газа 3 закрывают.
Сжатый газ от баллона со сжатым газом 1, через трубопровод 6 и клапан подачи газа 7 подходит к клапану автоматического включения подачи сжатого газа 8, и к клапану автоматического включения и отключения подачи сжатого газа 9.
Устройство пожаротушения перешло в дежурный режим и готово к работе.
Дежурный режим.
В исходном состоянии открыты невозвратно-управляемые клапаны подачи жидкости 25, 31, 33, клапан подачи газа 7, клапан автоматического отключения подачи сжатого газа 13, остальные клапаны находятся в закрытом положении.
В дежурном режиме поддерживают установленное давление на трубопроводе 32, например, 2,5 МПа, с помощью гидравлического аккумулятора 5.
Перевод устройства пожаротушения из дежурного режима в рабочий режим происходит автоматически при открытии клапана на приспособлении для создания направленного газокапельного потока 34 с выходном соплом 35, выполненным в виде насадки.
Рабочий режим.
При открытии клапана на приспособлении для создания направленного газокапельного потока 34 с выходным соплом 35, выполненным в виде насадки, в трубопроводах 11, 29, 32 появляется поток огнетушащей жидкости. Из гидравлического аккумулятора 5 и трубопроводов 11, 29, 32 выходит огнетушащая жидкость, вследствие чего, происходит падение давления в данных трубопроводах и гидравлическом аккумуляторе 5.
При падении давления в трубопроводах 11, 29, 32 и гидравлическом аккумуляторе 5, например, от 2,5 до 1,4 МПа, импульсный трубопровод 10 подает сигнал на клапан автоматического включения подачи сжатого газа 8, после чего он открывается.
Сжатый газ от баллона со сжатым газом 1 по трубопроводу 12 транзитом проходит через клапан автоматического отключения подачи сжатого газа 13, и далее по трубопроводу 17 попадает в газовый редуктор 18, где редуцируется до давления, например, 10 МПа, и попадает в емкость для хранения огнетушащей жидкости 19, снабженную устройством автоматического отключения 20.
Сжатый газ вытесняет огнетушащую жидкость из емкости для хранения огнетушащей жидкости 19. Огнетушащая жидкость далее по трубопроводу 15 через невозвратно-управляемый клапан подачи жидкости 25 попадает в камеру смешения жидкости и газа 23.
Одновременно с этим, происходит повышение давление огнетушащей жидкости в трубопроводе 15 и при достижении значения давления, например, 4 МПа, импульсный трубопровод 14 передает сигнал на клапан автоматического включения и отключения подачи сжатого газа 9, после чего он открывается, и сжатый газ от баллона со сжатым газом 1 посредством трубопровода 21 попадает в газовый редуктор 22, где редуцируется до давления, например, 10 МПа, и попадает в камеру смешения жидкости и газа 23 и посредством трубопроводов 16, 17 сжатый газ редуцируется в газовом редукторе 18 до давления, например, 10 МПа, и попадает в емкость для хранения огнетушащей жидкости.
Одновременно с этим, происходит повышение давление огнетушащей жидкости в трубопроводе 15 и при достижении значения давления, например, 5 МПа, импульсный трубопровод 24 передает сигнал на клапан автоматического отключения подачи сжатого газа 13, после чего он закрывается, тем самым перекрывая поток сжатого газа по этой линии трубопровода 12.
В камере смешения жидкости и газа 23 происходит процесс аэрации и готовая водовоздушная смесь поступает через трубопровод 32 и невозвратно-управляемый клапан подачи жидкости 33 на приспособление для создания направленного газокапельного потока 34 с выходным соплом 35, выполненным в виде насадки.
Благодаря данному устройству пожаротушения обеспечивается эффективное тушение возгораний малым количеством воды, в том числе электрооборудования, находящихся под высоким напряжением - до 6000 В, без отключения электропитания. Размер капель в водовоздушном потоке на выходе из сопла 6 составляет от 20 до 120 мкм.
Вывод устройства пожаротушения из рабочего режима.
Вывод устройства пожаротушения из рабочего режима происходит двумя способами:
1) При закрытии клапана на приспособлении для создания направленного газокапельного потока 34 с выходным соплом 35, выполненным в виде насадки, подача огнетушащей жидкости из емкости для хранения огнетушащей жидкости 19, прекращается.
Для вывода из действия устройства пожаротушения необходимо закрыть клапан подачи газа 7 и перейти к режиму зарядки/перезарядки.
2) При израсходовании огнетушащей жидкости в емкости для хранения огнетушащей жидкости 19, происходит срабатывание устройства автоматического отключения 20, что приводит к падению давления огнетушащей жидкости в трубопроводе 15. Посредством импульсного трубопровода 14 передается сигнал на клапан автоматического включения и отключения подачи сжатого газа 9, после чего он закрывается, перекрывая проход сжатого газа к емкости для хранения огнетушащей жидкости 19 и камере смешения жидкости и газа 23. Подача огнетушащей жидкости прекращается.
Для вывода из действия устройства пожаротушения необходимо закрыть клапан подачи газа 7 и перейти к режиму зарядки/перезарядки.
Таким образом, предлагаемое устройство пожаротушение при использовании изобретения обеспечивает требуемый уровень электробезопасности, как для человека, так и для оборудования, при тушении тонкораспыленной водой очагов возгорания электрооборудования, находящихся под высоким напряжением - до 6000 В, без отключения электропитания.
При пожаротушении исключено негативное воздействие на материальное имущество защищаемого объекта, в том числе, электрооборудования.
Благодаря невозможности распространении аварии и ее быстрой ликвидации увеличивается пожарозащищенность герметичных объектов.
Автономность устройства пожаротушения позволяет многократное использование без дополнительного оборудования, путем перезарядки устройства пожаротушения, позволяя сохранить уровень пожарозащищенности на все время эксплуатации защищаемого объекта.