УСТАНОВКА ПОРОШКОВОГО ТУШЕНИЯ

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к пожарной технике, в частности, к установкам порошкового тушения, предназначенным для тушения пожаров на объектах предприятий химической, нефтеперерабатывающей, нефтегазовой промышленности, атомных электростанций, электрических подстанций и в аэропортах.
Уровень техники
В качестве аналогов приняты следующие объекты:
1. Пневматический порошковый пламеподавитель ППП-200, предназначенный для тушения открытых газовых и газо-нефтяных фонтанов. Полезная масса огнетушащего вещества (ОТВ) составляет до 150-200 кг. Тушение пожара осуществляется воздействием на факел пламени энергией сжатого воздуха и распыленного огнетушащего порошка. Накопление и вытеснение всего объема ОТВ в очаг пожара осуществляется с использованием нефтегазовых труб под рабочим давлением 1,5 МПа, при котором происходит разрыв мембраны (Журнал "Пожаровзрывобезопасность", №4 - 2012 г., с. 60-82).
3
2. Автомобиль порошкового тушения АП-5000-40 (53213) ПМ-567, имеющий три отдельных сосуда емкостью по 2,1 м, соединенных системой трубопроводов. Каждый из сосудов представляет собой вертикально установленный цилиндр со сферическими днищами. В верхней части каждого сосуда имеется люк, закрываемый крышкой; в нижней части - расположено аэрационное кольцо. Крышка люка снабжена засыпной горловиной, предохранительным клапаном и сифонной трубкой. В переднем отсеке автомобиля установлены баллоны со сжатым воздухом, рабочее давление в которых составляет 15 МПа. Подвод воздуха из баллонов в сосуды осуществляется через аэрационное кольцо. При этом под действием воздуха, проходящего через толщу порошка вверх, происходит его перемешивание. Одновременно в верхней части сосуда создается давление, которое вытесняет аэрозоль через сифонную трубку к лафетному и ручным стволам (ООО Пожтехника", г. Торжок, Руководство по эксплуатации ПМ - 567.00.00.00 РЭ).
Однако данная система не обеспечивает полного истечения ОТВ (остаток до 500 кг), а специальная форма сосудов удорожает стоимость изделия. Причины неполного опорожнения, из-за которого эффективность применения установки по назначению может быть существенно снижена, заключаются в трудности аэрации большой массы ОТВ, сосредоточенного в одном сосуде, и в несовершенстве системы его транспортировки из сосуда к распределительной арматуре.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является «Порошковая установка пожарного автомобиля порошкового тушения», содержащая не менее двух сосудов для хранения порошка, источник вытесняющего газа, запорно-пусковую и предохранительную арматуру, лафетные и рукавные стволы, а также систему технического диагностирования оборудования и гранулометрического состава порошка, включающую измеритель расхода аэрозоля и фильтр-калибратор частиц порошка (патент на полезную модель RU 140916 U1).
Однако, и ее отличительные признаки (выполнение функций по диагностированию технического состояния оборудования, контролю гранулометрического состава порошка, с одновременным приобретением и совершенствованием навыков практической работы личного состава) также не обеспечивают полноты вытеснения ОТВ.
Таким образом, недостатком конструкции аналогов и прототипа, проявляющимся при эксплуатации, из-за которого эффективность применения порошковой установки по назначению может быть существенно снижена, является неполное опорожнение сосудов от огнетушащего состава.
Раскрытие полезной модели
Предлагаемая конструкция порошковой установки направлена на устранение указанного недостатка за счет вытеснения запаса ОТВ эластичным разделителем и установки регуляторов давления и обратных клапанов в системе аэрации, позволяющих использовать микроскопические каналы, образованные шероховатостями контактирующих внутренней поверхности труб и наружной поверхности разделителей, для дополнительной аэрации порошка.
Конструктивная пара "трубчатый сосуд - эластичный разделитель", используемая в предлагаемой порошковой установке, широко применяется в нефтегазовой промышленности при очистке полости магистральных трубопроводов и разделении нефтепродуктов при их последовательной перекачке (http://www.vniist-podolie.ru/ppm.html, дата последнего посещения 9 июня 2014 г.)
При использовании конструктивной пары "трубчатый сосуд -эластичный разделитель" на трубопроводах нефтегазовой промышленности выявлен существенный недостаток, снижающий эффективность ее практического применения: не обеспечивается полное разделение движущихся сред, в результате чего образуется смесь продуктов, объем которой может достигать до 0,1% от объема трубопровода, а для трубопроводов большой протяженности - нескольких десятков кубических метров (Р.А. Алиев «Трубопроводный транспорт нефти и газа», 2 изд. - М.: Недра, 1988 г., с. 225). Объем перетока транспортируемых сред через разделитель зависит от многих факторов, в том числе от протяженности перемещения по трубопроводу, степени износа разделителя, скорости движения перекачиваемой жидкости и состояния внутренней поверхности трубопровода (Нечваль М.В., Новоселов В.Ф., Тугунов П.И. «Последовательная перекачка нефтей и нефтепродуктов по магистральным трубопроводам» - М.: Недра, 1976 г., с. 186).
При зачистке трубопроводов вытесняющий продукт, как правило, газ, находящийся до разделителя (по направлению его перемещения), просачивается в продукт, следующий впереди него.
В обоих случаях прорыв продукта или газа происходит через микроскопические каналы, образованные контактирующими поверхностями пары деталей "трубчатый сосуд - эластичный разделитель". Первоначальные характеристики этих каналов формируются за счет качества обработки (шероховатостей) внутренней поверхности труб и наружной поверхности эластичных разделителей, которые при движении разделителя видоизменяются под воздействием давления вытесняющего газа.
Отмеченный недостаток применения пары "трубчатый сосуд - эластичный разделитель" в нефтепроводах дает положительный эффект при использовании ее в конструкции порошковой установки. Создается дополнительный поток вытесняющего газа в ОТВ (помимо работы основных форсунок распыления), что способствует рыхлению порошка в сосудах, приведению его в аэрозольное состояние и, в конечном итоге, к уменьшению остатка после применения порошковой установки по назначению.
Достоинствами предлагаемого технического решения являются:
промышленно освоенное и налаженное производство нефтегазовых труб широкого сортамента (по рабочим давлениям, сечениям и длинам), что исключает необходимость индивидуального изготовления сосудов специальной формы, обеспечивает перспективы сокращения сроков изготовления и стоимости сосудов для содержания регламентируемой массы ОТВ;
промышленно освоенное и налаженное производство эластичных разделителей различных форм (дисковые, манжетные, поршневые, сферические, комбинированные и др.), соответствующих по размеру сечениям серийно выпускаемых труб.
В совокупности, предлагаемая полезная модель обеспечивает выполнение новых, не присущих аналогам и прототипу, функций, способствующих уменьшению остатка ОТВ в сосудах:
эффективное рыхление порошка газом, подаваемым не только через форсунки распыления, но и через микроскопические каналы, образованные контактирующими поверхностями пары деталей "трубчатый сосуд - эластичный разделитель";
вытеснение огнетушащего состава за счет перемещения эластичного разделителя давлением сжатого газа.
Применение упомянутых конструктивных пар деталей, регуляторов давления и обратных клапанов в технических устройствах известно давно, однако в рассматриваемом сочетании они придают установке новое свойство, за счет наличия микроскопических каналов, используемых для дополнительной аэрации ОТВ. Таким образом, предлагаемая порошковая установка соответствует критерию полезной модели "новизна".
Краткое описание чертежа
На фигуре представлена пневматическая схема установки порошкового тушения, где: 1 - трубчатый сосуд для хранения и вытеснения ОТВ;
2 - эластичный разделитель; 3 - регулятор давления; 4 - форсунка распылителя;
5 - обратный клапан; 6, 10, 11, 16, 17, 18 - шаровые краны; 7 - фильтр-калибратор частиц порошка (со встроенным сборником отсеянных частиц); 8 - измеритель расхода порошка; 9 - баллоны со сжатым газом; 12 - кран трехходовой;
13 - камера трубчатого сосуда для подачи газа на перемещение разделителя;
14 - камера трубчатого сосуда для накопления и вытеснения ОТВ; 15 - выпускная горловина; 19 - фильтр воздушный.
Осуществление полезной модели
Все функции, выполняемые прототипом, в заявляемой полезной модели сохраняются.
Обязательным условием функционирования полезной модели является наличие регуляторов давления, обратных клапанов и эластичного перемещаемого разделителя в каждом трубчатом сосуде установки.
Максимально полное вытеснение запаса ОТВ перемещаемым эластичным разделителем осуществляется в описываемом далее порядке (при нормально закрытом положении запорной арматуры). Газ из баллонов (9) через регуляторы давления (3), обратные клапаны (5) и форсунки (4) подается в камеру (14) сосуда (1), образуя в нем аэрозоль, который далее проходит через выпускную горловину (15), открытый кран (6), фильтр-калибратор частиц порошка (7), измеритель расхода порошка (8), затем, при открывании кранов (10) и/или (11), поступает в лафетный и/или ручные стволы, соответственно, в зависимости от требуемого расхода огнетушащего порошкового состава. Одновременно с этим, газ через трехходовой кран (12) поступает в камеру (13) сосуда (1) и перемещает разделитель (2), вытесняя запас ОТВ. При этом газ за счет разности давлений до разделителя и после него перетекает через микроскопические каналы, образованные контактирующими поверхностями пары деталей "трубчатый сосуд - эластичный разделитель", в камеру (14) сосуда (1), осуществляя дополнительную аэрацию порошка.
Возвращение разделителя в исходное положение осуществляется при закрытых кранах (10), (11) и (16) путем подачи газа через линию продувки, кран (6) и выпускную горловину (15) в камеру (14) сосуда (1). При этом разделитель (2) перемещается в исходное положение, вытесняя газ из камеры (13) сосуда (1) в атмосферу через трехходовой кран (12) и фильтр воздушный (19).