УСТРОЙСТВО ПОЖАРОТУШЕНИЯ
FIRE FIGHTING DEVICE

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к тушению пожаров при возгораниях на больших площадях, и может быть использовано для локализации и ликвидации крупных лесных пожаров, а также при подавлении возгораний промышленных и общественных объектов.
Известно устройство для тушения пожаров [US 5894892 (А), МПК А62С 19/00, опубл. 20.04.1999], представляющее собой пожаротушащую бомбу, взрывающуюся после прохождения пламени пожара и включающую герметизированный полый контейнер, содержащий шарики с химическими веществами пожаротушения, например сульфатом аммония, хлоридом аммония и карбонатом натрия.
Взрыв бомбы приводит к разбрызгиванию веществ пожаротушения на горящие объекты, и, как следствие, большая часть жидкости затрачивается на залив предметов горения, не снижая при этом существенно температуру в окрестности горящих предметов.
Известен способ тушения верховых и наземных лесных пожаров [RU 2146544 С1, МПК А62С 3/02, опубл. 20.03.2000], включающий доставку взрывного заряда в зону пожара в авиабомбе и его высвобождение при взаимодействии взрывателя бомбы, например, с кронами деревьев с одновременным высвобождением и распылением огнетушащего вещества. Взрывной заряд в авиабомбе доставляют с помощью платформы, предусмотренной для подвешивания 16 и более авиабомб и выполненной из металлических конструкций с возможностью подсоединения к средствам доставки.
Взрывной заряд в авиабомбе доставляют с помощью платформы из алюминиевых конструкций, подсоединенной к вертолету. Осуществляют прицельное сбрасывание авиабомбы в зону пожара.
Для осуществления такого способа использовано устройство для тушения верховых и наземных лесных пожаров, включающее корпус в виде авиабомбы с огнетушащим веществом. Корпус выполнен из трудносгораемого полиэтилена, а взрывной заряд и огнетушащее вещество (порошок) взяты в соотношении 1:600-1:700. Это устройство выполнено с наружным инициирующим устройством взрывателя для мгновенного приведения в действие при соприкосновении после сбрасывания, например, с кронами деревьев.
Однако такое устройство небезопасно, так как не исключена возможность ложного срабатывания взрывателя при подвешивании бомб к вертолету, а также во время их доставки к месту пожара.
Известно пожароподавляющее устройство [RU 2111032 С1, МПК6 А62С 3/02, B64D 1/16, опубл. 20.05.1998], выбранное в качестве прототипа, содержащее емкость с огнетушащим составом и диспергирующим зарядом взрывчатого вещества, инициатор взрыва которого связан с электрической схемой управляющего сигнала. Электрическая схема содержит датчик выбранного параметра, настроенный на заданную величину параметра и электрически связанный с инициатором взрыва, вызывающим срабатывание диспергирующего заряда взрывного вещества по управляющему сигналу датчика по достижении им указанной заданной величины при сближении пожароподавляющего устройства с зоной горения.
В качестве датчика выбранного параметра может быть использован датчик температуры, предварительно настроенный на заранее выбранную исходя из условия пожара температуру, по достижении которой по управляющему сигналу датчика температуры происходит автоматическое срабатывание диспергирующего заряда взрывчатого вещества.
В случае использования вертолета в качестве средства доставки устройство размещено в контейнере, подвешенном под вертолетом и зафиксировано замком, освобождающим устройство по сигналу сброса.
Датчик высоты представляет собой радиодатчик.
Недостатками известного устройства являются сложность и дороговизна изготовления и последующего использования, так как при тушении пожара требуется набор датчиков выбранных параметров (тепловых, дымовых, датчиков высоты и др.), для каждого из которых необходима настройка, вызывающая немало трудозатрат.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение арсенала средств аналогичного назначения.
Предложенное устройство пожаротушения, также как в прототипе, содержит емкость, наполненную тушащей жидкостью и выполненную с возможностью выброса тушащей жидкости посредством разрушения емкости.
В отличие от прототипа внутри цилиндрического сплошного металлического корпуса выполнена выемка в виде усеченного конуса, в котором закреплена тонкостенная герметичная оболочка из резины, заполненная тушащей жидкостью. Свободный конец оболочки продет в центральное отверстие в верхней части корпуса, где закреплен снаружи держателем. Над держателем на верхней стороне корпуса закреплена ручка, к которой посредством крепежного элемента со встроенным замком прикреплен первый трос, пропущенный через шарообразный металлический стопор и прикрепленный в металлической платформе, подвешенной к вертолету. Внутри корпуса, на его противоположных сторонах, симметрично выполнены две внутренние полости, в каждой из которых расположена пружина, один конец которой прикреплен к корпусу, а второй конец пружины соединен с поршнем, на котором закреплена игла. К поршню прикреплен второй трос, который пропущен через ролик и прикреплен к кольцу, через которое продет первый трос. Внутренний диаметр кольца в два раза меньше внешнего диаметра шарообразного металлического стопора. Крепежный элемент со встроенным замком с помощью кабеля соединен с источником питания, расположенным на средстве доставки.
Оболочка из резины заполнена тушащей жидкостью объемом от 1 до 3 л.
Использование n-устройств пожаротушения, прикрепленных к платформе, подсоединенной к средству доставки, позволяет высвободить на высоте 2-5 м от платформы до поверхности горения очага пожара n-объемов тушащей жидкости в 1-3 л. Эти объемы тушащей жидкости, двигаясь в пламени, сбивают его, постепенно разрушаются, превращаясь в облако мелких капель диаметром 1-6 мм, которое накрывает очаг пожара, создавая буферный паровой слой, ограничивающий доступ в зону горения окислителя с периферии. Таким образом, достигается тушение пожара.
Использование в устройствах пожаротушения объема тушащей жидкости менее 1 л нецелесообразно, так как в связи с маленькой плотностью орошения это приводит к значительному увеличению количества устройств пожаротушения, прикрепленных к платформе.
Использование объемов тушащей жидкости более 3 л приводит к неравномерной плотности орошения очага пожара каждым отдельным объемом тушащей жидкости: на периферии плотность орошения в 2-2,5 раза меньше, чем в центральной области.
Предложенное устройство пожаротушения безопасно для людей, случайно оказавшихся в зоне пожара, и не приводит к загрязнению и разрушению окружающей среды. Устройства пожаротушения после использования оснащают новыми тонкостенными оболочками из резины, наполняют их тушащей жидкостью и используют повторно.
На фиг. 1 изображено устройство пожаротушения перед высвобождением тушащей жидкости.
На фиг. 2 показано средство доставки устройств пожаротушения в зону пожара.
На фиг. 3 изображено устройство пожаротушения после высвобождения тушащей жидкости.
В таблице 1 приведены результаты испытаний устройств пожаротушения.
Устройство пожаротушения (фиг. 1) содержит металлический сплошной цилиндрический корпус 1, внутри которого выполнена выемка в виде усеченного конуса, в котором закреплена тонкостенная герметичная оболочка 2 из резины, заполненная тушащей жидкостью 3 объемом 1-3 л. Свободный конец оболочки 2 продет в центральное отверстие в верхней части корпуса 1, где закреплен снаружи держателем 4. Над держателем 4 на верхней стороне корпуса 1 закреплена ручка 5, к которой посредством крепежного элемента 6 со встроенным замком прикреплен первый трос 7, пропущенный через шарообразный металлический стопор 8.
На противоположных сторонах в корпусе 1 симметрично выполнены две внутренние полости, в каждой из которых расположена пружина 9, один конец которой прикреплен к корпусу 1, а второй конец соединен с поршнем 10, на котором закреплена игла 11.
К поршню 10 прикреплен второй трос 12, который пропущен через ролик 13 и прикреплен кольцу 14, через которое продет первый трос 7. Внутренний диаметр кольца 14 в два раза меньше внешнего диаметра шарообразного металлического стопора 8.
В качестве крепежного элемента 6 со встроенным замком может быть использован замок с принудительным отделением сбрасываемого объекта [RU 2374139 С1, МПК6 B64D 1/02, опубл. 27.11.2009]. Крепежный элемент 6 с помощью кабеля соединен с источником питания, размещенным на средстве доставки.
С помощью первого троса 7 n-устройств пожаротушения прикреплены к платформе, которая подвешена к средству доставки, например к вертолету (фиг. 2).
Предварительно, перед подвешиванием устройств пожаротушения к платформе, каждое устройство наполняют тушащей жидкостью: водой или водными растворами на основе ингибиторов горения (например, тофасил, метафосил, минеральные соли калия и др.). Для этого в отверстие корпуса 1 с внутренней его стороны помещают герметичную тонкостенную оболочку 2, свободный конец которой вставляют в отверстие в верхней части корпуса 1. Оболочку 2 каждого устройства пожаротушения наполняют тушащей жидкостью объемом от 1 до 3 л, после чего свободный конец плотно закупоривают держателем 4.
При получении сигнала о пожаре и его характеристиках (площадь возгорания, высота пожара, средняя температура в зоне горения и др.) к платформе прикрепляют необходимое количество устройств пожаротушения. Платформу с закрепленными устройствами пожаротушения подвешивают к средству доставки, например к вертолету и доставляют в зону пожара.
По команде оператора, находящегося на борту вертолета, на высоте от 2 до 5 м от платформы до поверхности горения очага пожара (высоту определяют установленным на борту воздушного судна высотомером, например радиовысотомером типа А-037) подают сигнал срабатывания замка крепежного элемента 6. Происходит расцепление троса 7 с ручкой 5. Каждое устройство пожаротушения под действием гравитационных сил начинает свое падение вниз до момента совмещения шарообразного металлического стопора 8 с кольцом 14. Происходит движение тросов 12 в пазах роликов 13, их натяжение и последующее растяжение пружин 9, вследствие чего поршни 10 с иглами 11 смещаются в центр устройства пожаротушения, симметрично с двух сторон разрывая тонкостенную герметичную оболочку из резины 2. Высвободившаяся при этом тушащая жидкость 3 продолжает свое движение под действием аэродинамических сил вниз, а устройство пожаротушения с разорванной оболочкой 2 остается подвешенным на платформе (фиг. 3).
Каждый объем тушащей жидкости, двигаясь под действием силы тяжести, начинает деформироваться: сначала приобретает форму «блина», затем начинается процесс его разрушения на отдельные части. После этого происходит полное разрушение объема тушащей жидкости и образование облака мелких капель с диаметром от 1 до 6 мм. Для этого объемы тушащей жидкости высвобождают на высоте 2-5 м от платформы до поверхности горения очага пожара. При этом образовавшееся в результате разрушения всех объемов тушащей жидкости облако капель накрывает очаг пожара, сбивая пламя и интенсивно испаряясь в нем, за счет чего достигается значительное снижение температуры в зоне пожара и его последующее угасание. При неполном угасании пожара последовательность действий способа повторяют до его полной ликвидации.
2
Результаты испытания устройств пожаротушения на полигоне представлены в таблице 1. Были сконструированы модельные очаги пожара типа А1 из брусков сосны 50×50 мм. Площадь пожара составляла ≈1 м. Температура продуктов сгорания и пламени измерялась хромель-алюмелевыми термопарами в комплекте с многоканальным регистратором РМТ-59М и составляла ≈800°C. Над модельным очагом пожара на металлической Г-образной конструкции подвешивали платформу с закрепленными на ней устройствами пожаротушения, резиновые оболочки 2 которых были наполнены водой. По сигналу осуществляли высвобождение различных объемов тушащей жидкости с разной высоты. Измеряли площадь, которую орошает тушащая жидкость, и определяли плотность орошения одним устройством. Факт тушения фиксировали визуально. Тушение считалось достигнутым, если в течение 10 минут не происходило повторного воспламенения.
Тушение модельного очага пожара было достигнуто, например, в следующих случаях:
- при использовании одновременно двух устройств пожаротушения с объемами тушащей жидкости в 1 л, высвобождение которой было произведено с высоты 5 м от платформы до поверхности горения очага пожара;
- при использовании одного устройства пожаротушения с объемом тушащей жидкости в 2 л, высвобождение которой было произведено с высоты 4 м от платформы до поверхности горения очага пожара;
- при использовании одного устройства пожаротушения с объемом тушащей жидкости в 3 л, высвобождение которой было произведено с высоты 2 м от платформы до поверхности горения очага пожара.
2
При больших площадях пожара расстояние между тросами, за которые устройства пожаротушения подвешивают на платформе, определяется площадью и плотностью орошения каждого отдельного устройства с учетом обеспечения плотности орошения 1-2,5 л/м (таблица 1).
Количество используемых устройств пожаротушения определяют исходя из размеров платформы и грузоподъемности средства доставки.