СПОСОБ НАПОРНОГО ДОЗИРОВАНИЯ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ УСТАНОВОК АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF FOAMING AGENT PRESSURE DISPENSING FOR AUTOMATIC FIRE EXTINGUISHING INSTALLATIONS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Способ предназначен для дозирования пенообразователя в воде в автоматических установках пенного пожаротушения.
Известно устройство дозирования пенообразователя (патент RU 129003), выполненное в виде шарового крана, причем шаровой кран снабжен шкалой с делениями, связанной со штоком поворотного крана, при этом устройство встроено в корпус, который имеет входное отверстие для подвода воды и выходное отверстие для отвода раствора пенообразователя и имеет патрубок, снабженный обратным клапаном, для подвода пенообразователя.
Известное устройство не способно обеспечивать автоматический контроль расходов воды и пенообразователя, не способно автоматически смешивать в нужных пропорциях воду и пенообразователь, что ограничивает его применение в автоматических установках пенного пожаротушения.
Известно устройство (патент на ПМ RU 40911), предназначенное для хранения пенообразователя и его пропорционального смешивания с водой при пожаротушении, содержащее бак для пенообразователя с расположенной в ней мембраной для отделения пенообразователя от воды, подаваемой в бак при пожаротушении; смеситель в виде емкости с входным отверстием для водного раствора пенообразователя и с установленным внутри дозатором воды, линию подачи воды в бак, присоединенную к смесителю дозатора воды, линию вытесненного водой из бака пенообразователя, присоединенную к смесителю после дозатора воды, при этом линия подачи воды в бак снабжена расходомером.
Известное изобретение не располагает в полной мере средствами автоматического контроля и регулирования расходом воды и пенообразователя, что ограничивает его применение в автоматических установках пенного пожаротушения.
Известен бак с дозатором (патент RU 102513), включающий металлический резервуар, находящийся под давлением, внутри которого находится резиновая мембрана, образующая дополнительный внутренний резервуар, с внешней стороны к корпусу резервуара подсоединен дозатор, который подсоединен к основному трубопроводу подачи воды, который снабжен клапаном для снижения давления, на входе входной трубопровод, прикрепленный к корпусу резервуара, соединяет дозатор с входным трубопроводом в резервуар для воды, на выходе выходной трубопровод, прикрепленный к корпусу резервуара, соединяет дозатор с всасывающим пену трубопроводом для пенообразователя, для определения объема израсходованного пенообразователя на трубопроводе подачи пенообразователя предусмотрен расходомер с вторичным прибором для возможности передачи сигнала на персональный компьютер, на трубопроводе подачи пенного раствора установлен клапан, управляемый соленоидом.
Наличие в баке-дозаторе средств локальной автоматики, в том числе связанной с вторичным прибором, передающим сигналы на персональный компьютер, позволяют использовать бак-дозатор в установках автоматического пожаротушения.
Однако согласно требованиям п. 5.9.21 свода правил «СП 5.13130.2009 Системы противопожарной защиты», который распространяется на проектирование автоматических установок пожаротушения и пожарной сигнализации для зданий и сооружений, необходимо предусматривать (кроме расчетного) 100% резерв пенообразователя, который должен автоматически включаться при отсутствии подачи пенообразователя основного устройства дозирования, от самостоятельного устройства дозирования.
Известная полезная модель не располагает самостоятельным резервным устройствам дозирования.
Известно устройство для хранения пенообразователя и его пропорционально смешивания с водой при пожаротушении (патент RU 71264), которое содержит, по меньшей мере, два бака, в каждом из которых расположена мембрана, делящая внутреннюю полость каждого бака на отсек пенообразователя и отсек для воды, подаваемой в бак при пожаротушении, смеситель в виде емкости с входным отверстием для подачи воды, с выходным отверстием для водного раствора пенообразователя и с установленным внутри дозатором воды, линию подачи воды в баки, присоединенную одним концом к смесителю до дозатора воды по ходу движения потока в смесителе, с другим концом, выполненным в виде развалины, части которой по одной присоединены к отсеку для воды каждого бака и снабжены запорной арматурой, линию вытесненного водой из баков пенообразователя, один конец которой с установленной в нем калибровочной диафрагмой пенообразователя присоединен к смесителю после дозатора воды по ходу движения потока в смесителе, а другой конец выполнен в виде развалины, части которой присоединены по одной к отсеку пенообразователя каждого бака и снабжены запорной арматурой, причем части развалины линии подачи воды, также как и части развалины линии вытесненного водой из бака пенообразователя выполнены в виде зеркально равных друг другу тел.
Известное устройство для хранения пенообразователя и его пропорционального смешивания с водой при пожаротушении, способно обеспечивать работу одновременно обоих баков, так и по отдельности при одной и той же калибровочной диафрагме пенообразователя с одним и тем же диаметром дозирующего отверстия.
Теоретически это устройство позволяет при определенной доработке конструкции устройства обеспечивать выполнение требований п. 5.9.21 СП5 13130.2009, но оно не может гибко и оперативно менять процентное содержание пенообразователя в растворе, т.к. жестко обеспечивает заданную один раз и навсегда концентрацию пенообразователя в полученном рабочем водном растворе.
Задачей изобретения является разработка способа напорного дозирования пенообразователя для установок автоматического пожаротушения, выполняющего требования п. 5.9.21 свода правил «СП 5.13130-2009» (должен быть предусмотрен резерв пенообразователя, который должен автоматически включаться при отсутствии подачи пенообразователя от основного устройства дозирования) и обеспечивающего возможность: автоматического регулирования концентрации пенообразователя в зависимости от тактики пожаротушения, оптимизировать, в случае необходимости, концентрацию в рабочем растворе пенообразователя на заданном уровне вне зависимости от изменения исходного давления воды. При этом реализация способа должна быть обеспечена техническим средством высокой степени заводской сборки.
Технический результат должен заключаться в обеспечении стабильной надежной подаче рабочего раствора пенообразователя требуемой концентрации, вне зависимости от изменений гидравлических параметров воды, при 100% обеспечении резерва подачи рабочего раствора, в случае отказа основного канала дозирования, в выполнении сборки конструкции технического средства реализации способа, выполненного в виде готового к эксплуатации заводского модуля.
Способ напорного дозирования пенообразователя для установок автоматического пожаротушения характеризуется тем, что используют два отдельно выполненные полностью идентичные каналы дозирования пенообразователя, причем один канал используют в качестве основного (рабочего) канала, а второй - в качестве резервного, при этом оба канала подключают к общему для них коллектору, который далее подключают к источнику пенообразователя посредством двух отдельных входов (основного и дублирующего), кроме того, предусматривают исключение холостых ходов работы каналов и исключение явлений контрдавления в них, дополнительно обеспечивают контроль расхода и давления воды, поступающей для смешивания с пенообразователем, при одновременном обеспечении регулируемой подачи расчетного расхода пенообразователя, поступающего от постоянно и равномерно работающего насоса основного канала, (или работающего насоса резервного канала, в случае аварии в рабочем канале), путем перемещения управляющего органа крана с поворотным электроприводом, установленным в канале, в положение, соответствующее управляющему сигналу, который формируется в зависимости от объема воды, поступающей для смешивания.
Дополнительно способ характеризуется тем, что осуществляют предварительный этап монтажа и наладки, установки автоматического пожаротушения путем применения в ней модульной конструкции технического средства реализации способа с высокой степенью заводской готовности, которая после подключения к источнику воды, к источнику пенообразователя и к направлению пожаротушения не требует дополнительной наладки.
Кроме того, способ характеризуется тем, что определяют во время работы основного канала момент перевода подачи пенообразователя с основного канала на резервный по снижению объема (расхода) пенообразователя ниже минимального нормируемого уровня.
Поставленная задача по созданию готового к эксплуатации технического средства высокой степени заводской сборки, обеспечивающего реализацию заявленного способа, решается тем, что выполнен автоматический дозатор напорный для автоматических установок пенного пожаротушения в виде модуля на единой раме с установленным на ней корпусом смесителя с входным отверстием для подвода воды, и с выходным отверстием для отвода раствора пенообразователя, и с патрубком для приема пенообразователя, при этом на входном вводе смесителя для воды последовательно установлены первый расходомер и датчик давления воды, с возможностью его соединения к выходу источника воды, к входу патрубка для подачи пенообразователя подключен второй расходомер, ко входу которого посредством тройника подключены два полностью идентичные каналы дозирования основной (рабочий) и резервный, каждый канал выполнен в виде последовательной гидравлической цепи, состоящей из: регулирующего двухходового крана шарового с контролем и регулированием положения запорного органа, обратного клапана, гидравлического насоса, затвора поворотного дискового с контролем положения диска («открыто», «закрыто»), устройством контроля уровня жидкости, причем каналы выполнены с возможностью подключения посредством коллектора и двух отдельно выполненных входов (основного и дублирующего) к источнику пенообразователя, причем электрические измерительные цепи обоих расходомеров, электрические измерительные цепи датчика давления воды и обоих устройств контроля уровня жидкости, электрические силовые цепи и цепи контроля положений запорных органов кранов шаровых, электрические цепи контроля запорных дисков, электрические силовые и сигнальные цепи гидронасосов подключены к шкафу управления, содержащему микропроцессор.
Более подробно принцип работы и устройство для осуществления напорного дозирования пенообразователя поясняются при помощи чертежей, показанных на фиг. 1, 2, 3, 4.
Фиг. 1 - комбинированная схема автоматического дозатора напорного для установок пенного пожаротушения;
Фиг. 2 - вид спереди модуля автоматического дозатора; Фиг. 3 - вид сверху модуля автоматического дозатора; Фиг. 4 - вид сбоку модуля автоматического дозатора.
Конструкция модуля 1 базируется на раме 2 с установленными на ней корпусом смесителя 3 с фланцевым входом 4 и с фланцевым выходом 5 и с патрубком 6 для приема пенообразователя, при этом на входном вводе, предназначенном для воды, установлен датчик давления 7 и первый расходомер 8, предназначенный для подключения к источнику воды 9, к входу патрубка подсоединен второй расходомер 10, который посредством тройника 11, соединен с рабочим и резервным каналами, выполненными полностью идентичными, причем каждый канал содержит последовательную цепь, состоящую из: регулирующего двухходового с поворотным электроприводом крана шарового 12 с контролем и регулированием положения запорного органа, обратного клапана 13, гидронасоса 14, затвора поворотного дискового 15 с контролем положения диска («Закрыто», «Открыто»), устройством контроля уровня жидкости 16, причем оба канала посредством коллектора 17 и двух отдельных фланцевых входов 18 выполнены с возможностью подключения к источнику пенообразователя 19, при этом шкаф управления 20 посредством двух стоек 21 установлен на передней части рамы вертикально, содержит переднюю панель управления 22 с органами управления и нижнюю стенку с гермовводами 23 для подсоединения электрических проводов цепей контроля и регулирования (на чертежах условно не показаны).
Для исключения холостых сухих ходов насосов 14, приводящих к аварии насосов, выполнены устройства контроля уровня жидкости 16, подключенные к шкафу управления 20, для исключения контрдавления в неработающем канале, в нем установлен обратный клапан 13.
При работе автоматического дозатора оба затвора поворотные дисковые 15 полностью открыты, открытое состояние контролируется шкафом управления, при этом в рабочем канале гидронасос постоянно включен, а кран 12 включается до требуемого положения, регулируя проход, согласно управляющему сигналу, сформированного пропорционально поступающему объему воды, поступающей на смешение с пенообразователем, наличие воды и ее расход контролируется посредством датчика 7 и расходомера 8. В случае выхода из строя рабочего канала, который контролируется расходомером этого канала 14, происходит автоматический перевод работы дозатора на резервный канал, при этом насос рабочего канала отключается, резервный канал начинает работать аналогично рабочему.
На основе вышеизложенного можно утверждать, что предлагаемые способ дозирования и устройство для его осуществления позволяют обеспечивать автоматическую подачу в установку пожаротушения раствора нужной концентрации пенообразователя как по основному каналу, так и по резервному каналу, в случае выхода из строя основного канала.