СПОСОБ МОДУЛЬНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ КОЧЕТОВА
KOCHETOV MODULAR FIRE-EXTINGUISHING METHOD

Изобретение относится к противопожарной технике.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ пожаротушения по патенту РФ №2478409, в котором тушение пожара осуществляют посредством сосуда, в котором хранят огнетушащее вещество, и соединяют его с пусковым баллоном с рабочим газом (прототип).
Недостатком известной системы является сравнительно невысокая эффективность пожаротушения.
Технический результат - повышение эффективности пожаротушения за счет использования высокократной пены.
Это достигается тем, что в способе модульного пожаротушения, который осуществляют посредством сосуда, в котором хранят огнетушащее вещество, а сосуд, в котором хранится огнетушащее вещество, крепят кронштейнами к строительной конструкции помещения и оснащают его устройством сброса газовой фазы, совмещенным с мерным щупом для огнетушащего вещества и запорно-пусковым устройством, например электромагнитного типа, которое соединено трубопроводом с трубкой для ввода огнетушащей жидкости в пеногенератор, который оснащают вводами для одновременной подачи жидкости и газа, при этом подачу жидкости осуществляют по двум направлениям, включающим осевую подачу жидкости через подводящий патрубок и последовательно соединенные и соосные с ним конфузор и цилиндрическое сопло, а тангенциальную подачу жидкости осуществляют через коаксиальный с цилиндрическим соплом корпус в виде цилиндро-конической гильзы, на цилиндрической части которой закреплена вихревая кольцевая камера с патрубком для подачи жидкости, при этом по краям кольцевой камеры выполняют два ряда подводящих жидкость тангенциальных каналов, имеющих, по крайней мере, три тангенциальных канала, соединяющих кольцевую камеру с цилиндрической полостью корпуса, к которой соосно прикрепляют круглую пластину, расположенную перпендикулярно оси вихревой кольцевой камеры, и жестко соединяют ее с цилиндрической полостью корпуса, а в ее концевом сечении перпендикулярно круглой пластине прикрепляют щелевое сопло, состоящее из двух взаимно перпендикулярных прямоугольных параллелепипедов с дроссельными сквозными отверстиями прямоугольного сечения, соединенными с полостью корпуса.
На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации способа модульного пожаротушения, на фиг. 2 - схема пеногенератора вихревого типа, на фиг. 3 - вид А фиг. 2.
Устройство для реализации способа модульного пожаротушения (фиг. 1) содержит сосуд 1, в котором хранится огнетушащая жидкость. Он крепится кронштейнами 3 к строительной конструкции 4 помещения и имеет устройство сброса газовой фазы 2, совмещенное с мерным щупом для огнетушащего вещества. Сосуд 1 оснащен запорно-пусковым автоматическим устройством 5 (ЗПУ), например электромагнитного типа, которое соединено трубопроводом 6 с вводом огнетушащей жидкости в пеногенератор 13.
Пеногенератор 13 вихревого типа (фиг. 1 и 2) содержит систему подачи жидкости по двум направлениям, включающую осевую подачу жидкости через подводящий патрубок 14 и последовательно соединенные и соосные с ним конфузор 16 и цилиндрическое сопло 17. Тангенциальная подача жидкости осуществляется через коаксиальный с цилиндрическим соплом 17 корпус 18 в виде цилиндрической гильзы, на цилиндрической части которой закреплена вихревая кольцевая камера 19 с патрубком 20 для подачи жидкости, при этом по краям кольцевой камеры 19 выполнены два ряда 21 и 22 подводящих жидкость тангенциальных каналов (на чертеже не показано), при этом в каждом ряду имеется, по крайней мере, три тангенциальных канала, соединяющих кольцевую камеру 19 с цилиндрической полостью 23 корпуса 18, к которой соосно прикреплена круглая пластина 24 (фиг. 3), расположенная перпендикулярно оси вихревой кольцевой камеры 19, и жестко соединенной с цилиндрической полостью 23 корпуса 18, в ее концевом сечении, а перпендикулярно круглой пластине 24 прикреплено щелевое сопло 25, которое выполнено комбинированным и состоит из двух взаимно перпендикулярных прямоугольных параллелепипедов 26 и 27 с дроссельными сквозными отверстиями прямоугольного сечения, соединенными с полостью корпуса 18.
Пеногенератор 13 вихревого типа работает следующим образом.
По трубопроводу 6 из сосуда 1, в котором хранится огнетушащая жидкость, осуществляется подача огнетушащей жидкости в пеногенератор 13 через подводящий патрубок 14, а также одновременно по воздуховоду 8 от турбокомпрессора 7 через осевой ввод 15 осуществляется подачи газа (воздуха) в камеру смешения 23 пеногенератора, где происходит образование двухфазного потока.
Вихри жидкости впрыскиваются в камеру смешения 23 через размещенные в ней рядами 21 и 22 тангенциальные каналы, которые смешиваются с набегающим воздушным потоком из осевого ввода 15, в результате чего образуется газокапельный поток. Максимальные значения давления воздуха на входе в пеногенератор 13 и относительной концентрации воды в двухфазном потоке выбираются из условия предельно плотной упаковки частиц воды в воздушном потоке: gP=5,7108 Па, где Р - давление газа на входе в сопло; g - относительная концентрация воды в двухфазном потоке. Для достижения необходимой (свыше 50 м) дальности полета газокапельной струи давление газа (воздуха) на входе в сопло должно превышать Р=5,5105Па;
g=Gввод/Gвоз=4,9,
где Gввод = 26 кг/с - массовый расход воды; ввоз = 5,3 кг/с - массовый расход воздуха; Тсм = 298 К - температура двухфазного потока; L = 1500 мм - длина корпуса 5 цилиндрической гильзы с соплом; D=50 мкм - средний диаметр капель воды в воздушном потоке.
Созданный в камере смешения 23 двухфазный поток при указанных выше параметрах разгоняется в щелевом комбинированном сопле 25 в двух взаимно перпендикулярных направлениях по дроссельным сквозным отверстиям прямоугольного сечения, выполненных прямоугольных параллелепипедов 26 и 27. Использование одновременной комбинированной подачи огнетушащей жидкости и газа (воздуха) позволяет компактировать газокапельную струю при относительно однородном распределении капель воды по сечению струи и расширить зону подачи газокапельной струи.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что двухфазный поток, параметры которого выбираются согласно вышеуказанным условиям, разгоняется в газодинамическом корпусе до скорости, при которой дальность полета газокапельной струи составляет 65 м.
Наиболее эффективно использование предложенного технического решения в противопожарной технике, особенно при тушении пожаров в труднодоступных очагах и объектах.
При среднем давлении подаваемой через камеру смешения 23 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости.
В начале факела распыленная струя раствора пенообразователя имеет наибольшую скорость и за счет эжекции воздуха формируется пена с пузырьками как малого размера (2÷3 мм в поперечнике), так и с более крупными пузырьками (4÷12 мм в поперечнике). Таким образом, пеногенератор 13 вырабатывает полидисперсную (разноразмерную по пузырькам) пену, которая обладает свойством быстрого растекания по поверхности.
По воздуховоду 8 от турбокомпрессора 7 сигнал на включение поступает одновременно с сигналом на включение запорно-пускового автоматического устройства 5 от блока управления 9 системой пожаротушения. Для обеспечения автоматического режима пожаротушения ЗПУ 5 и турбокомпрессор 7 соединены электрически через блок управления 9 с дымовыми извещателями 10, 11, 12.
Устройство для реализации способа модульного пожаротушения работает следующим образом.
При возникновении возгорания в защищаемом помещении (на чертеже не показано) извещатели 10, 11, 12 подают сигнал на блок управления 9, который в свою очередь вырабатывает электрический импульс на открытие ЗПУ 5 и включение турбокомпрессора 7.
Жидкость, вытесняемая из емкости 1 сжатым газом, поступает через открытое запорно-пусковое устройство 5 в пеногенератор вихревого типа 13 и через подводящий патрубок 14 в цилиндрическую камеру смешения 23. Кроме того, вихри жидкости впрыскиваются в камеру смешения 23 через размещенные в ней рядами 21 и 22 тангенциальные каналы для подвода огнетушащей жидкости, при этом одновременно по воздуховоду 8 от турбокомпрессора 7 через осевой ввод 15 осуществляется подача газа (воздуха) в камеру смешения 23 пеногенератора, где происходит образование двухфазного потока. Потоки огнетушащей жидкости смешиваются с набегающим воздушным потоком из осевого ввода 15, в результате чего образуется газокапельный поток. В камере смешения 23 происходит смешение вихревого потока воздуха с жидкостью с образованием пены, которая представляет собой дисперсную систему, где пузырьки воздуха заключены в тонкие оболочки негорючей жидкости (водные растворы солей, кислот, поверхностно-активных веществ). Огнегасящий эффект пены основан на изоляции поверхности горящей жидкости от кислорода воздуха и нагретых горючих паров, выделяющихся с поверхности этой жидкости. Пена не только резко сокращает процесс испарения, но и охлаждает поверхность горящей жидкости. Воздушно-механическая пена образуется при механическом смешении воздуха и поверхностно-активного вещества (пенообразователь ПО-1 или ПО-6). В воздушно-механической пене содержится около 90 % (по объему) воздуха и 10 % водного раствора пенообразователя. Для тушения пожаров эффективнее применять высокократную воздушно-механическую пену, в которой содержится около 99 % (по объему) воздуха, 0,96 % воды и около 0,04 % пенообразователя. Кратность обычной воздушно-механической пены - 8÷12, а высокократной - 100 и более. Стойкость воздушно-механической пены: от 20 до 40 мин.
Пену следует применять при горении хлопкового волокна других плохо смачивающихся волокнистых материалов. Особенно эффективна пена при тушении пожаров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), а также горючих жидкостей.
Способ модульного пожаротушения осуществляют следующим образом.
Сосуд 1, в котором хранится огнетушащее вещество, крепят кронштейнами к строительной конструкции 4 помещения и оснащают его устройством сброса 2 газовой фазы, совмещенным с мерным щупом для огнетушащего вещества и запорно-пусковым устройством (ЗПУ) 5, который соединяют трубопроводом 6 с вводом огнетушащей жидкости пеногенератора 13. Сигнал на включение турбокомпрессора 7 подают одновременно с сигналом на включение запорно-пускового автоматического устройства 5 от блока управления 9 системой пожаротушения. Для обеспечения автоматического режима пожаротушения ЗПУ 5 и турбокомпрессор 7 соединяют электрически через блок управления 9 с дымовыми извещателями 10, 11, 12.