УНИВЕРСАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к пожарной технике, в частности, к установкам пожаротушения (УПТ), предназначенным для тушения пожаров на объектах предприятий химической, нефтеперерабатывающей, нефтегазовой промышленности, атомных электростанций, электрических подстанций, в аэропортах и на других пожароопасных объектах.
Уровень техники
В качестве аналогов приняты следующие объекты:
1. Автоцистерна пожарная (АЦ), где накопление запаса огнетушащих веществ (ОТВ) осуществлено в емкостях специальной формы (соответственно для воды и пенообразователя) и вытеснение их в очаг пожара происходит центробежным насосом (М.Д. Безбородько и др. Пожарная и аварийно-спасательная техника: учебник: в 2 ч - М.: Академия ГПС МЧС России, 2013.-353 с).
Недостаток АЦ в том, что они предназначены для работы только на жидких ОТВ, не могут работать на порошковых огнетушащих составах (ОПС) и на огнетушащем газе из-за недостаточной прочности цистерн (рассчитаны на избыточное давление до 0,07 МПа) и конструктивной неприспособленности центробежного насоса для вытеснения аэрозолей и газа.
2. Автомобиль порошкового тушения пожарный (АЛ), имеющий две, вертикально установленных по продольной оси шасси, цистерны с ОТВ и оснащен вакуумной установкой для механической загрузки ОТВ. Конструкция АП обеспечивает возможность работы на одном из видов ОТВ (вода, порошок, раствор пенообразователя) или их парного сочетания, вытеснение в очаг пожара происходит сжатым воздухом (патент RU №2158154, 2000 г.).
Недостаток этого аналога заключен в индивидуальности форм и размеров сосудов, работающих под высоким давлением (до 0,5 МПа), что удорожает конструкцию АП. Для перехода с применения одного вида ОТВ на другой необходимо выполнение операций по зачистке сосудов с применением ручного труда внутри них.
Кроме того, соотношение между видами применяемых ОТВ предопределено существующей вместимостью сосудов и не подлежит изменению в иных пропорциях в условиях эксплуатации, поэтому такие средства не могут быть оперативно переналажены (без направления на переоборудование) под конкретные изменяемые нужды пожарной части.
3. Автомобиль комбинированного тушения (АКТ), представляющий собой гибрид оборудования АЦ (для воды и пены) и АП (для порошка), имеет, как правило, две-три, независимые (самостоятельные) системы, состоящие из сосудов специальных форм и размеров для содержания каждого вида ОТВ и соответствующих устройств их подачи в очаг пожара (М.Д. Безбородько и др. Пожарная и аварийно-спасательная техника: учебник: в 2 ч - М.: Академия ГПС МЧС России, 2013. - 353 с).
Этому аналогу присущи все недостатки АЦ и АП, отмеченные ранее. Кроме того, соотношение между запасами воды, пенообразователя и порошка в условиях эксплуатации также всегда неизменно (как правило, по массе составляет 5:3:1), поэтому такие средства не могут быть оперативно переналажены в условиях эксплуатации под нужды конкретной пожарной части.
4. Автомобиль газового тушения (АГТ), представляющий собой установку газового тушения со специальными баллонами с огнетушащим газом, находящимся под высоким давлением (М.Д. Безбородько и др. Пожарная и аварийно-спасательная техника: учебник: в 2 ч - М.: Академия ГПС МЧС России, 2013. - 353 с).
Недостаток этого аналога заключен в невозможности применения всех видов ОТВ, поскольку установка газового тушения не приспособлена для работы с жидкими и твердыми ОТВ.
5. Установка порошкового тушения (патент на полезную модель RU 150430 U1, 2015 г.), в которой сосуды для хранения и выдачи ОТВ выполнены из стандартных нефтегазовых труб, имеют эластичные разделители сред (далее разделители), расположенные внутри них, регуляторы давления и обратные клапаны в системе аэрации, обеспечивающие вытеснение огнетушащего вещества и его дополнительную аэрацию за счет использования микроскопических каналов, образованных шероховатостями внутренней поверхности труб и наружной поверхности разделителей.
Этому аналогу свойственны недостатки:
технологическая обвязка сосудов не позволяет применять порошковые составы после воды или пенообразователя ввиду остатка влаги в общей линии выдачи ОТВ, находящихся в разных фазовых состояниях, в условиях пожара, что приводит к увлажнению и комкованию ОПС в трубопроводах и возможному закупориванию устройств выдачи;
не исключено заклинивание разделителя в сосудах, приводящее к потере работоспособности установки;
необходимо осуществлять зачистку сосудов от налипших частиц порошка вручную.
Кроме того, возможно нарушение устойчивости автомобиля при его перемещении из-за неравномерности выработки огнетушащего состава из сосудов и связанным с этим смещением центра тяжести.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является универсальная установка пожаротушения (патент на полезную модель RU 158632 U1, 2016 г. ), в которой имеются:
сосуды в количестве не менее индивидуально применяемых ОТВ, обеспечивающих их хранение и вытеснение;
несколько параллельных трубопроводов, предназначенных для загрузки и выдачи ОТВ, находящихся в разных фазовых состояниях, (по числу применяемых ОТВ) для разделения потоков твердых и жидких ОТВ, что исключает потребность в промежуточной операции просушки трубопроводов на пожаре и обеспечивает возможность последовательной подачи ОПС, воды и растворов на ее основе;
дублирующий привод эластичных разделителей сред для перемещения в исходное положение, в случае заклинивания их в трубах, который может быть осуществлен любым известным способом (например, лебедкой или телескопическим цилиндром), что повышает надежность функционирования установки;
дополнительные чистящие элементы (например, щеточных дисков) на эластичных разделителях сред для удаления налипших частиц порошка с внутренней поверхности сосудов при замене ОТВ (Богданов Е.А. Основы технической диагностики нефтегазового оборудования - М.: Высшая школа, 2006 - 279 с).
Прототипу, кроме некоторых недостатков аналогов, свойственны и собственные недостатки:
конструктивное исполнение установки не позволяет применять в качестве ОТВ огнетушащие газы;
исключена возможность автономной работы установки по заправке сосудов ОТВ из-за отсутствия собственного двигателя внутреннего сгорания;
отсутствует универсальность применения установки на различных видах транспорта, кроме автомобильного.
Перечисленные конструктивные недостатки аналогов и прототипа существенно сужают сферу их применения, в целом снижая эффективность использования пожарной техники в конкретных условиях их эксплуатации, особенно в части неравномерности расходования их ресурса. Раскрытие полезной модели
Предлагаемая конструкция универсальной установки пожаротушения (далее - установка) направлена на устранение недостатков аналогов и прототипа за счет наличия:
системы газового тушения, предназначенной непосредственно для тушения пожаров огнетушащим газом и для перемещения эластичных разделителей давлением этого газа, состоящей из модулей газового тушения, задвижек с электроприводом и устройством для дозаправки огнетушащим газом;
двигателя внутреннего сгорания, предназначенного для обеспечения автономной работы всех систем, приведения в действие имеющегося в составе установки центробежного насоса для забора воды с водоисточника, подачи ОТВ в очаг пожара и заправки сосудов;
универсальной транспортной оболочки, предназначенной для транспортирования наземным, железнодорожным, морским и воздушным транспортом.
Параметры установки на этапах ее жизненного цикла определяют по требованиям нормативных документов в области пожарно-технической продукции.
Модули газового тушения выбирают из параметрического ряда баллонов стальных бесшовных малого, среднего или большого объема для газов (ГОСТ 949-73*, ГОСТ 9731-79 и ГОСТ 12247-80), отвечающие требованиям ГОСТ Р 53281-2009.
Двигатель внутреннего сгорания поршневой, работающий на дизельном топливе, соединен приводом с центробежным пожарным насосом, который выбирают из параметрического ряда насосов нормального и высокого давления (например, ГОСТ Р 52283-2004).
Универсальную оболочку выбирают из параметрического ряда контейнеров согласно ГОСТ Р 53350-2009 (ИСО 668:1995).
В совокупности, предлагаемая полезная модель обеспечивает выполнение новых, не присущих аналогам и прототипу, функций по переводу установки в различных условиях ее применения на работу с огнетушащими веществами любого вида (вода, пенообразователь, ОПС, огнетушащий газ) без выполнения предварительных конструктивных доработок. Это обеспечивает экономию бюджетных средств на приобретаемую и эксплуатируемую пожарную технику, оптимизацию использования пожарной техники и ее адаптивность к изменяющейся ситуации.
Таким образом, предлагаемая установка соответствует условию патентоспособности "новизна".
Краткое описание чертежа
Заявляемая полезная модель реализована в устройстве, сущность которого пояснена на фигуре, где: 1, 2, 4, 10, 17, 21, 22, 23, 29, 33, 34, 49, 52, 65 - задвижка с электроприводом; 3, 18 - модули газового тушения; 5 -полости сосудов для подачи газа на перемещение разделителей; 6 - сосуды в форме труб для хранения и вытеснения ОТВ (условно показаны только четыре сосуда по количеству видов ОТВ); 7 - задвижка с электроприводом и обратным клапаном системы аэрации порошка; 8 - полости сосудов для хранения и вытеснения запаса ОТВ; 9 - эластичные разделители сред; 11 - трубопровод выдачи твердых ОТВ (порошок); 12 - тройник соединения трубопроводов твердых и жидких ОТВ; 13 - фильтр-калибратор частиц порошка (со встроенным сборником отсеянных частиц); 14 - измеритель расхода аэрозоля; 15, 43, 57, 58 - краны шаровые; 16 - ручные стволы; 19, 38, 44, 47, 66, 67 - задвижка с электроприводом и обратным клапаном; 20 - трубопровод выдачи жидких ОТВ (вода); 24 - трубопровод выдачи ОТВ (огнетушащего газа); 25 - двигатель внутреннего сгорания (дизельный); 26 - самовсасывающий центробежный насос; 27, 32, 61 - напорные патрубки; 28 -трубопровод выдачи воды из самовсасывающего центробежного насоса; 30 - трубопровод выдачи жидких ОТВ (пенообразователь); 31 - пеносмеситель; 34, 59, 60 - трубопровод подачи огнетушащего газа; 35 - фильтры воздушные дренажа; 37 - трубопровод дренажа; 39 - датчики наполнения сосудов ОТВ; 40 - компрессор воздушный; 41 - лебедка; 42 - гидравлический цилиндр; 43 - трубопровод загрузки твердых ОТВ (порошок); 45, 48, 51, 54 - задвижка с электроприводом системы наполнения сосудов ОТВ; 46 - трубопровод заправки огнетушащего газа; 50 -трубопровод загрузки жидких ОТВ (пенообразователь); 53 - трубопровод загрузки жидких ОТВ (вода); 55 - трубопровод забора жидких ОТВ; 56 - трубопровод заправки баллонов сжатым воздухом; 62 - тройник соединения трубопроводов твердых и жидких ОТВ; 63 - фильтры системы наполнения сосудов ОТВ; 64 - задвижка с электроприводом и обратным клапаном системы контроля давления в сосуде с ОТВ (имеет режимы: «контроль давления» с автоматическим срабатывание, «открыто», «закрыто»; 68 - кран трехходовой с электроприводом; 69 - трубопровод заправки баллонов огнетушащим газом.
Осуществление полезной модели
Все функции прототипа «Установка порошкового тушения» (патент на полезную модель RU 158632 U1, 2016 г.) сохранены.
Выполнение заявляемых функций осуществляют в описываемом далее порядке (при нормально закрытом положении запорной арматуры).
1 ВЫПОЛНЕНИЕ ФУНКЦИЙ НАЛАДКИ УСТАНОВКИ ПОД ПОТРЕБНОСТИ
При поступлении новой установки выполняют ее наладку, включающую в себя процедуру заполнения сосудов ОТВ, в соответствии с потребностями в их количестве и видах. По известным требуемым величинам запасов каждого ОТВ определяют количество сосудов из общего числа возможных, необходимых для того, чтобы осуществить операцию по их заполнению, предварительно переместив разделители (9) в исходное (крайнее левое) положение. Перемещение разделителя (9) может быть осуществлено несколькими способами: давлением огнетушащего газа (на примере верхнего сосуда), лебедки (41) (в случае проблем с передвижением разделителя под давлением огнетушащего газа) и с помощью цилиндра (42) (на примере нижнего сосуда).
Перемещение разделителя (9) давлением огнетушащего газа. Огнетушащий газ подают из модулей газового тушения (3) и/или (18) через задвижку с электроприводом (1) и (2) по трубопроводу подачи ОГ (59), крестовину (12), задвижку с электроприводом (33) по трубопроводу подачи огнетушащего газа (34) в трубопровод выдачи ОТВ (огнетушащего газа) (24) из сосудов (6). Затем, огнетушащий газ попадает в полость (8) сосуда (6) через задвижку с электроприводом (23). При этом, кран (43), задвижки с электроприводом и обратным клапаном (7), а также краны (15) трубопровода выдачи ОТВ (огнетушащего газа) (24) должны быть закрыты. Одновременно огнетушащий газ из полости (5) сосуда (6) выйдет через фильтр (35) и задвижку с электроприводом (36) в трубопровод дренажа (37), затем через задвижку с электроприводом и обратным клапаном (38) в атмосферу. Разделитель (9) займет исходное положение. После полного выхода огнетушащего газа задвижку с электроприводом (33) и (36), а также задвижку с электроприводом и обратным клапаном (38), закрывают.
Заполнение сосудов огнетушащим газом осуществляется под давлением через трубопровод заправки (46), задвижку с электроприводом и обратным клапаном (47), фильтр (63) и задвижку с электроприводом (48). Во время заполнения сосудов кран трехходовой с электроприводом (68) находится в положении «закрыто для всех трубопроводов». По заполнении сосудов срабатывают датчики наполнения (39) и автоматически перекрывает задвижки с электроприводом (47) и (48).
Заполнение баллонов (3) и (18) огнетушащим газом осуществляется под давлением через трубопровод заправки (46), задвижку с электроприводом и обратным клапаном (47), фильтр (63), кран трехходовой с электроприводом (68), задвижку с электроприводом (67) и (68). Во время заполнения баллонов, задвижка с электроприводом (48) находится в положении «закрыто», а кран трехходовой с электроприводом находится в положении «закрыто для трубопровода (56)». По заполнении баллонов срабатывают датчики наполнения (39) и автоматически перекрывает задвижки с электроприводом (47), (67) и (68), а также кран трехходовой с электроприводом (68) переводит в положение «закрыто для всех трубопроводов».
2 РАБОТА УСТАНОВКИ В РЕЖИМЕ ВЫДАЧИ ОГНЕТУШАЩИХ ВЕЩЕСТВ
Выдача огнетушащего газа
Огнетушащий газ, находясь под давлением в сосуде (6), проходит через задвижку с электроприводом (23) по трубопроводу (24), тройник (12), ручной кран (15) в ручной ствол (16).