Автоматическое устройство пожаротушения

Полезная модель относится к автоматическим устройствам пожаротушения (УПТА) с использованием огнегасящего элемента, оболочка которого заполнена термоактивируемым огнетушащим веществом, и предназначена для локализации и ликвидации пожаров в замкнутых объемах, в том числе в небольших объемах и отсеках с высокой степенью герметичности, например - моторных отсеках двигателей, аппаратных отсеках, трансформаторных отсеках, электрошкафах, шкафах управления, при горении электрооборудования и веществ, реагирующих с водой.
Существуют различные модели автоматических устройств пожаротушения. К ним относятся огнетушащие элементы, представляющие собой герметичную оболочку, заполненную термоактивируемым огнетушащим веществом. Материал, форма и размеры герметичной оболочки выбираются из условия обеспечения выхода огнетушащего вещества (жидкости, аэрозоля или газа) в течение малого, в пределах нескольких секунд, времени после начала нагрева оболочки пламенем пожара.
Известные способы автоматического контроля пожарной опасности и автономное пожарное сигнально-пусковые устройства предназначены для обнаружения теплового фактора пожара и для последующего пуска автоматического средства пожаротушения.
В различных моделях автоматических устройств пожаротушения срабатывание пожаротушения происходит по разному: при прямом воздействии пламени на оболочку УПТА или при повышении среднеобъемной температуры в замкнутом пространстве до опасного значения, после чего оболочка разрушается и освобожденное огнетушащее вещество подавляет возгорание на ранних этапах его развития, не требующих применения автоматизации и участия человека.
Известно изобретение по патенту RU2401674, в котором огнетушащий элемент представляет собой герметичную капсулу, заполненную огнетушащей жидкостью. Форма и размеры капсулы выбираются из условия обеспечения парового взрыва огнетушащей жидкости в течение малого, в пределах нескольких секунд, времени после начала нагрева оболочки пламенем пожара. Капсула дополнена полым хвостовиком, причем объем полости хвостовика образует единый объем с объемом капсулы, заполненным огнетушащей жидкостью, а длина хвостовика выбрана из условия возможности его герметизации. Огнетушащий элемент изготавливают из стеклянной трубки с заданными диаметром и толщиной стенки путем нагрева участка трубки до размягчения стекла и вытягивания трубки в области размягчения с образованием хвостовика. В области окончания хвостовика заготовку обрезают и формируют с противоположной хвостовику стороны дно капсулы путем нагрева заготовки, затем заполняют капсулу через открытый хвостовик огнетушащей жидкостью и герметизируют капсулу путем запаивания окончания хвостовика.
Не смотря на то, что технология получения работоспособного огнетушащего элемента проста в изготовлении, но имеет известный недостаток, заключающийся в хрупкости стеклянной оболочки.
Из уровня техники известно устройство, защищенное патентом RU2656819.
Огнетушитель автоматический от возгорания содержимого мусоросборника состоит из баллона с кронштейном для его крепления к стенке помещения; жидкого огнетушащего агента, находящегося в баллоне под давлением и переходящего в газовую фазу при истечении из баллона; зарядной трубки, герметично соединенной с баллоном и герметично закрытой после зарядки баллона; по меньшей мере, одной разрядной трубки, один конец которой герметично соединен со стенкой баллона, являющейся дном для жидкого огнетушащего агента, а другой конец имеет внутри пробку, торец которой контактирует с жидким огнетушащим агентом, соединенную с разрядной трубкой легкоплавким припоем, при этом пробка выполнена из металла или сплава с высокой теплопроводностью и имеет участок, выступающий из разрядной трубки. Пробка имеет уплотнительный элемент, а перед ней установлено дозирующее устройство.
Известно автономное устройство пожаротушения по заявке на изобретение RU2016136363, содержащее герметично закрытую с одного торца основную полимерную трубку, заполненную под давлением огнетушащим веществом. Устройство снабжено герметично закрытой с одного торца дополнительной полимерной трубкой меньшего диаметра, другой торец которой посредством соединительного элемента соединен с основной полимерной трубкой, величина давления огнетушащего вещества в которой составляет 0,2÷2,0 МПа, дополнительная полимерная трубка выполнена из материала, температура размягчения которого составляет 80÷300°C. Диаметр основной полимерной трубки выбран в пределах 20÷50 мм, а диаметр дополнительной полимерной трубки выбран в пределах 5÷10 мм. В качестве материала основной полимерной трубки использован полиэтилен, или полипропилен, или полиамид, или полиуретан, или нейлон, или полистирол, или полиэтилентерефталат. Основная полимерная трубка является многослойной, один из слоев которой выполнен из алюминия. В качестве материала дополнительной полимерной трубки использован полиэтилен, или полипропилен, или полиамид, или полиуретан, или нейлон, или полистирол, или полиэтилентерефталат. В качестве огнетушащего вещества используется перфторциклобутан, или 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропан, или 1,1,1,3,3,3-гексафторпропан. Дополнительная полимерная трубка заполнена гелем на водной или органической основе.
-1
Известна автономная установка пожаротушения ООО «ПироХимика» RU210431. Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности к автономным устройствам газового объемного тушения, и может быть использована для тушения возгораний и пожаров в замкнутых объемах со степенью негерметичности до 0,5 м к объему. Автоматическая установка пожаротушения содержит герметично закрытую с обоих торцов полимерную трубку, заполненную газовым огнетушащим веществом в жидкой фазе, при этом трубка дополнительно покрыта снаружи тонкой полимерной защитной пленкой, торцы полимерной трубки плоско запаяны.
Недостатком перечисленных устройств является то, что ОТВ в устройствах находится под давлением. При хранении происходит утечка ОТВ. и требуется постоянная проверка давления и регулярное техническое обслуживание.
Запуск автоматических устройств пожаротушения возможен с помощью пускового устройства, расположенного на герметичной оболочке с огнетушащим веществом. Сигнал для пускового устройства может быть получен от извещателя пожарного ручного (ИПР) или от системы пожарной сигнализации и пожаротушения, а также от сторонних систем (например, от системы диспетчеризации здания).
Известно автономное огнегасящее изделие с возможностью получения характеристик объекта в удаленном режиме по патенту RU2722416. Изобретение относится к средству тушения пожаров в объеме, а именно к автономному огнегасящему изделию, изготовленному по технологии термоактивируемых огнетушащих веществ, и содержит микрокапсулированный и/или гранулированный огнегасящий агент. Изделие выполнено в виде пластины, с одной стороны которой нанесены клеевой слой и защитная пленка, а с другой - радиометка и связанная с ней внешняя антенна и/или датчик, поверх которых расположен слой компаунда, содержащий микрокапсулированный огнегасящий агент. Или в виде шнура, заполненного гранулированным огнегасящим агентом, в котором размещена радиометка. В качестве радиометки встроены транспондеры RFID (Radio Frequency Identification - Радиочастотной Идентификации) активного и/или пассивного принципа действия. Огнегасящее изделие обладает возможностью радиочастотной идентификации, фиксации и передачи информации о состоянии объекта и воздействиях на изделие.
Недостатком технического решения является увеличение времени срабатывания за счет дистанционного получения команды на тушение пожара.
За прототип выбрано автоматическое устройство пожаротушения ЗАО «ПИРОХИМИКА» полезная модель RU141401. Устройство содержит герметично закрытую с обоих торцов полимерную трубку, заполненную под давлением огнетушащим вещество, внутри полимерной трубки установлен ниппель с резиновым уплотнителем, зафиксированным на ее внутренней поверхности, при этом торцы полимерной трубки запаяны и выполнены в виде полусферы. В качестве материала трубки используют полиэфир, и/или полиуретан, и/или полиэтилен, и/или полиамид, и/или полипропилен, и/или полистирол, и/или полиэтилентерефталат. В качестве огнетушащего вещества используются галогенуглероды или их смеси, или смесь перфторциклобутана и 1,1,1,2,2,3,3-гептафторпропана. При этом на внешнюю поверхность полимерной трубки установлено средство для принудительного срабатывания устройства, соединенное проводным или беспроводным каналом связи с датчиком температуры защищаемого объекта. Устройство принудительного срабатывания представляет собой электрический или пиротехнический нагревательный элемент, способный проплавить полимерную трубку.
Недостатком прототипа является то, что ОТВ в устройстве находится под давлением. Происходит утечка ОТВ. и требуется постоянная проверка давления и регулярное техническое обслуживание. Кроме того, наличие ниппеля предполагает сложность исполнения, повышенную себестоимость, а наличие резинового уплотнения снижает надежность изделия вследствие невозможности рассчитать срок его службы.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности работы устройства за счёт увеличения массы пожаротушащего вещества и надежности без утечек хранения огнетушащего вещества.
Технический результат полезной модели достигается благодаря конструктивному решению автоматического устройства пожаротушения, содержащего герметично закрытую с обоих торцов полимерную оболочку в виде трубки, заполненную огнетушащим веществом, при этом на внешнюю поверхность полимерной трубки установлено средство для принудительного срабатывания устройства, выполненное с возможностью соединения с проводным или беспроводным каналом связи. Согласно полезной модели, полимерная трубка выполнена в виде гантели, с трубчатой центральной частью, запаянной с обоих концов термопрессованием стенок трубки при заданной температуре от 240°C до 280°С. Данный технический результат достигается благодаря содержанию огнетушащего вещества в устройстве в жидком состоянии без давления в оболочке, что резко повышает надежность устройства и срок его службы, при этом трубка состоит из внутреннего слоя из легкоплавкого полимера и внешнего слоя из полимера, препятствующего проникновению кислорода внутрь устройства, причем внутренний объем заполнен без избыточного давления сжиженным огнетушащим веществом (ГОТВ) - сжиженной смесью на основе фторорганических веществ, имеющим температуру кипения от 50°С до 60°С, например состоящей из перфторкетона, или циклофторпентана, или фрионов R 114В2, или фторкетона. В качестве материала внешнего слоя трубки используют полиэтилтерефталат или сшитый полиэтилен, или полипропилен.
Автоматическое устройство пожаротушения (УПТА) выполнено в виде полимерной трубки, содержащей огнетушащее вещество в сжиженном состоянии.
В стандартном исполнении изделие представляет собой герметичную трубку, выполненную в виде гантели из специальных полимерных материаловполиэтилтирофтолат (ПЭТФ), сшитый полиэтилен, полипропилен, заполненную жидким огнетушащим веществом (ГОТВ) - сжиженной смесью на основе фторорганических веществ, запаянную с обоих концов термопрессованием стенок трубки при определенной температуре от 240°C до 280°C. Форма трубки в виде гантели обусловлена технологией ее изготовления и специально разработанным оборудованием, обеспечивающим необходимую герметичность оболочки методом термопрессования стенок трубки. Автоматическое устройство пожаротушения не имеет избыточного давления внутри корпуса трубки, что позволяет избежать утечки жидкого огнетушащего вещества на протяжении всего срока службы. Полимерный материал обеспечивает надежное хранение огнетушащего вещества и выпуск его при строго определенных условиях – разрушение оболочки при значениях температуры 120-150°C. Корпус изделия выполнен из внутреннего и внешнего полимерных слоев. Внутренний слой трубки выполнены из легкоплавкого полимера и этим обеспечивается надежная запайка термопрессованием стенок трубки. Внешний слой выполнен из полимера ПЭТФ, препятствующего проникновению кислорода внутрь трубки и запайка концов трубки производится термопрессованием стенок трубки при заданной температуре от 240 градусов до 280 градусов с помощью специально сконструированного оборудования. Применение этого оборудования позволяет добиться стабильного качества запайки для исключения испарения пожаротушащего агента в атмосферу.
В качестве пожаротушащего агента используют смесь веществ, подавляющих горение жидким огнетушащим веществом (ГОТВ) - сжиженной смесью на основе фторорганических веществ, и имеющих температуру кипения от 50°С до 60°С, состоящей из перфторкетона, циклофторпентана, фрионов R 114В2, фторкетона.
Автоматическое устройство пожаротушения работает следующим образом.
При обычной температуре окружающей среды вокруг автоматического устройства пожаротушения, огнетушащее вещество внутри трубки находится в сжиженном состоянии и давление внутри трубки практически отсутствует. При возникновении пожара и увеличении температуры окружающей среды, огнетушащее вещество внутри трубки начинает газифицировать, давление внутри трубки резко возрастает и происходит разрушение оболочки трубки. Срабатывание автоматического устройства происходит при прямом воздействии пламени или при повышении среднеобъёмной температуры до опасного значения 120-150°C, после чего оболочка разрушается, и огнетушащее вещество из жидкого состояния переходит в газообразное состояние. После термического перехода огнетушащего вещества из жидкого состояния в газообразное, тушение производится уже не жидкостью, а газом, что резко увеличивает эффективность огнетушащего вещества за счет увеличения его объема. При этом происходит не только тушение очага возгорания, но и заполнение защищаемого объема газовым огнетушащим веществом, что позволяет прекратить процесс тления и исключить возможность повторного возгорания.
Запуск автоматического устройства пожаротушения (УПТА) возможен с помощью пускового устройства (принудительного), выполненное с возможностью соединения с проводным или беспроводным каналом связи. Сигнал для пускового устройства может быть получен от извещателя пожарного ручного (ИПР) или от системы пожарной сигнализации и пожаротушения, а также от сторонних систем (например, от системы диспетчеризации здания). Устройство принудительного срабатывания может быть любым известным электрическим или пиротехническим нагревательным элементом, способным проплавить полимерную трубку.
Устройство может применяться как в качестве автономного устройства, так и в качестве исполнительного устройства в составе системы пожарной сигнализации и пожаротушения (при использовании совместно с системой принудительного и автоматического запуска).
Изобретение направлено на повышение эффективности, надежности и уменьшения затрат при тушении пожаров. Данный технический результат достигается благодаря содержанию огнетушащего вещества в устройстве в жидком состоянии без давления в оболочке, что резко повышает надежность устройства и срок его службы. С другой стороны, при переходе вещества из жидкого в газообразное состояние, резко повышается эффективность устройства за счет увеличения массы пожаротушащего вещества.
Кроме того, разработанный способ запайки корпуса на специально разработанном оборудовании для термопрессования стенок трубки, обеспечивает необходимую герметичность оболочки и ее надежность.