ИМПУЛЬСНАЯ УСТАНОВКА ПОЖАРОТУШЕНИЯ ТОНКОРАСПЫЛЕННОЙ ВОДОЙ

Полезная модель предназначена для тушения пожаров всех классов (кроме горящих металлов), в том числе для тушения электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В, при минимальных затратах огнетушащей жидкости импульсной тонкораспыленной водой. Установка может быть установлена на автомобильном шасси или прицепе.
Известны передвижные и стационарные установки пожаротушения, реализующие импульсный способ подачи мощной струи огнегасящего вещества на значительные расстояния. В частности, известна установка для тушения пожаров любой мощности водой или пеной [1] (аналог), содержащая стальную прочную емкость для воды, в торцевых частях которой закреплены газогенератор с механизмом его запуска и газоводной трубой, и выходной трубопровод с воронкогасителем и арматурой.
Ее недостатками являются: использование взрывопожароопасных пороховых газогенераторов, цистерн, работающих под большим давлением, образование вредных для дыхания веществ.
Известны ранцевые установки пожаротушения [2], [3], [4] (аналоги). Их недостатками являются использование баллонов с воздухом высокого давления, что понижает безопасность обслуживающего персонала, малый запас огнетушащей жидкости, значительное время перезарядки между импульсами огнетушащей жидкости, небольшое количество жидкости в импульсе, что снижает эффективность пожаротушения.
Наиболее близким по принципу действия и устройству (прототипом) является теплогенератор механический для нагрева воды и отопления зданий [5], содержащий емкость, всасывающий патрубок, циркуляционный насос с внутренним винтом Архимеда, приводной двигатель, теплообменник и водонагреватель.
В основу полезной модели поставлена задача повысить безопасность и эффективность импульсной установки пожаротушения тонкораспыленной водой за счет усовершенствования конструкции путем применения конструктивных элементов прототипа.
Это достигается с помощью того, что на всасывающем патрубке центробежного насоса установлен подпиточный насос, напорный патрубок которого посредством трехходового клапана соединен с всасывающим патрубком центробежного насоса, с возможностью переключения с центробежного насоса на емкость и обратно, причем рабочее колесо главного насоса выполнено в виде инерционного маховика с однозаходным каналом, расширяющимся от центрального отверстия к периферии, при этом выходное отверстие в корпусе насоса составляет около 1/4 части окружности рабочего колеса, равно ширине его выходного канала и соединено с коленообразной трубкой, на конце которой установлен поворотный лафетный ствол с соплом.
Безопасность установки обеспечивается тем, что для вытеснения огнетушащей жидкости не используются взрывопожароопасные пороховые газогенераторы, пороховые заряды, баллоны с воздухом высокого давления, а используется центробежный насос специальной конструкции. Повышенная эффективность установки обеспечена за счет использования последовательного соединения двух насосов небольшой мощности, подпиточного и центробежного, у которого рабочее колесо выполнено в виде инерционного маховика, что позволяет использовать приводной двигатель пониженной мощности при импульсном выбросе огнетушащей жидкости. Специальная конструкция рабочего колеса и выходного патрубка корпуса насоса, позволяющая дросселировать жидкость, использование специального сопла, высокой скорости выходящей струи жидкости, которая распыляется о набегающий поток воздуха, позволяет получить импульсную тонкораспыленную струю. Это позволяет использовать установку в том числе и для тушения горящего электрооборудования, находящегося под напряжением до 1000 В, при минимальных затратах огнетушащей жидкости импульсной тонкораспыленной водой.
Техническая сущность устройства поясняется на фиг. 1, 2. На фиг. 1 показан общий вид установки. На фиг. 2 показан центробежный насос в двух проекциях. Импульсная установка пожаротушения (фиг. 1) состоит из рабочей емкости 1 с огнетушащей жидкостью, подпиточного насоса 2, подающего жидкость из рабочей емкости через запорный клапан 3 и трехходовой клапан 4, либо на всасывающий патрубок 5 центробежного насоса 6, либо через параллельный трубопровод 7 в рабочую емкость. Центробежный насос опирается на подшипниковый узел 16 и приводится во вращение валом 14 через муфту 17 высокооборотным двигателем 15. Напорный патрубок 18 центробежного насоса (фиг. 2), соединен с коленообразной трубкой 11, на конце которой установлен поворотный лафетный ствол 12 с соплом 13, через который осуществляется подача огнетушащей жидкости к очагу пожара. Центробежный насос (фиг. 2) имеет специальную конструкцию. Его рабочее колесо 8 изготовлено в виде массивного инерционного маховика с однозаходным каналом 9, выполненным по спирали Архимеда и расширяющимся от центрального отверстия к периферии. Рабочее колесо сварное, состоящее из массивного основания 19, в котором методом отливки выполнен спиралевидный канал, и массивной крышки 20 с входным отверстием. Выходное отверстие 10 в корпусе насоса 21 составляет около 1/4 части окружности рабочего колеса и равно ширине его выходного канала.
Импульсная установка пожаротушения работает следующим образом. При подготовке к действию (фиг. 1) при закрытом клапане 3 заполняется рабочая емкость 1, например, водой. Приводным двигателем 15 раскручивается центробежный насос 6 до номинальных оборотов. Клапан 4 переводится в положение на питание параллельной обводной трубы 7. Открывается запорный клапан 3 и пускается питательный насос 2. При этом жидкость циркулирует по замкнутому контуру: рабочая емкость 1; насос 2; клапаны 3, 4; трубопровод 7; рабочая емкость 1. Установка готова к действию.
При использовании установки по прямому назначению клапан 4 переводится в положение питания подводящего патрубка 5 центробежного насоса 6. Подпиточный насос 2 подает воду из рабочей емкости 1 к всасывающему патрубку 5 центробежного насоса. Вода в рабочем колесе 8 (фиг. 2) под действием центробежной силы, с большой скоростью и под большим давлением в виде импульсов выходит из канала колеса в напорный патрубок 18. Практика показала, что при диаметре рабочего колеса около 700 мм и частоте вращения 3000 об/мин скорость выбрасываемой жидкости превышает скорость звука в воздухе (около 340 м/с). При выходном отверстии 10 в корпусе насоса 21 равном 1/4 части окружности рабочего колеса и равном ширине его выходного канала и частоте вращения 3000 об/мин длительность подачи импульса составляет 5 мс, а длительность паузы - 15 мс. При прохождении выходного отверстия канала рабочего колеса относительно выходного отверстия 10 корпуса насоса выбрасываемая вода дросселируется, затем дисперсный поток формируется соплом 13, установленном на лафетном стволе 12. Окончательно импульсный дисперсный поток, движущийся с большой скоростью, преобразуется в тонкораспыленный поток за счет набегающего потока воздуха. Поворотным лафетным стволом тонкораспыленная импульсная струя воды направляется к очагу пожара. Для приостановки серии импульсов тонкораспыленной воды оператор переводит клапан 4 в положение питание рабочей емкости через параллельный трубопровод 7. При этом жидкость переходит на циркуляцию по замкнутому контуру.
После окончания тушения очага пожара установка приводится в исходное состояние: останавливается приводной двигатель 15, останавливается подпиточный насос 2, закрывается запорный клапан 3.
Преимуществами предлагаемой импульсной установки пожаротушения по сравнению с существующими аналогами является простота и безопасность, так как для выброса огнетушащей жидкости не используются газы высокого давления. Повышенная эффективность установки обеспечивается за счет использования приводного двигателя пониженной мощности у центробежного насоса, у которого рабочее колесо выполнено в виде инерционного маховика специальной конструкции. Это стало возможным в результате импульсного режима рабочего колеса насоса, работающего на подачу жидкости около четверти времени за один оборот колеса. Эффективность тушения очага пожара повышена за счет уменьшения времени между импульсами выброса огнетушащей жидкости и появления возможности тушения пожара длительными сериями импульсной тонкораспыленной жидкостью. Импульсная струя тонкораспыленной жидкости (то есть имеющая разрывы) существенно уменьшает возможный ток утечки через струю, что повышает безопасность тушения электрооборудования под напряжением. Литература:
1. Патент РФ №2384355, МПК А62С 35/02, установка пожаротушения: авторы: Аверьянов Дмитрий Леонидович (RU), Антонов Владимир Сергеевич (RU), Захаров Юрий Анатольевич (RU), Трапезников Юрий Михайлович (RU), Хрисанов Андрей Валентинович (RU), Хоменко Наталья Ивановна (RU), Барбанель Борис Аронович (RU), Любимов Евгений Васильевич (RU).
2. Установка РУПТ - 1-0,4 «Игла» (000 «Темперо»). Инструкция по эксплуатации.
3. Установка «Хайпресс» (000 «Проджек»). Инструкция по эксплуатации.
4. Установка «ОСА -1» (ЗАО «Пожтехспас»). Инструкция по эксплуатации.
5. Патент РФ 2188366, теплогенератор механический для нагрева воды и отопления зданий, авторы: Назырова Наталья Ивановна (RU); Леонов Михаил Павлович (RU).