СИСТЕМА ОБЪЕМНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Система объемного пожаротушения относится к противопожарной технике, а именно к системам, обеспечивающим обнаружение и тушение пожара в подвижных транспортных средствах и других замкнутых объемах.
В настоящее время подвижные транспортные средства не обеспечены надежными средствами обнаружения пожара и его тушения на начальной стадии.
Транспортное средство при работе на маршруте имеет токопотребление, а при нахождении в парке транспортное средство обесточено, но пожароопасность объекта сохраняется, что должно быть учтено при выборе режима обнаружения и, тушения пожара: автономный и/или принудительный запуск (срабатывание от внешних источников запуска). Также загорание может иметь месть как в замкнутых объемах (отсеках), так и в объемах (отсеках) с большой степенью негерметичности различных транспортных средств: наземный пассажирский транспорт, железнодорожный транспорт, метро, монорельсовый транспорт, водный транспорт и т.д.
Известна система пожаротушения (патент РФ №2115451, кл. А 62 С 37/00 опубл. 1998 г.), состоящая из нескольких соединенных между собой устройств пожаротушения, каждое из которых содержит пиротехнический состав, электровоспламенитель генератор электрического тока и тепловой датчик, служащий одновременно приспособлением для инициирования средств тушения.
Данная система пожаротушения надежна, но ограничена в своих функциональных возможностях. Она обладает только функцией автономности. В системе отсутствует возможность внешнего принудительного запуска. Система ограничена в применении средств пожаротушения, предлагается только аэрозольное пожаротушение. Как следствие система может использоваться только в
герметичных отсеках, с отсутствием функции управления и контроля ее работы. оператором.
Известна автоматическая система пожарной сигнализации и управление пожаротушением в подвижных транспортных средствах (патент РФ №39832, Кл. А 62 С 37/00, 608 В 25/00, опубл. 2004 г.).
Известная полезная модель включает датчики пожара, устройство сбора информации с центральным блоком управления, соединенным со световым и звуковым сигнализаторами пожара, установки пожаротушения, блок включения и блок памяти и выполнена с возможностью перехода на ручной автономный режим управления установками пожаротушения при включенном двигателе транспортного средства.
К недостаткам, препятствующим использованию данной полезной модели, следует отнести сложность построения, возможность работы данной системы только комплексно, с участием всех блоков, входящих в систему, отсутствие автономного режима работы системы при ее обесточивании.
Известна система объемного пожаротушения (патент РФ №2081640, Кл. А 62 С 13/22, опубл. 1997 г.), включающая устройство для распыления огнетушащего состава в объеме защищаемого объекта, выполненное в виде аэрозольных генераторов, соединенных с устройством инициирования, для запуска системы.
К недостаткам, относящимся к данному изобретению, можно отнести отсутствие функции автономного срабатывания. Свойство системы осуществлять запуск за счет самовоспламенения аэрозолеообразующих составов, можно. рассматривать, как автономное весьма условно, так как прогрев устройств будет не одинаков, синхронность запуска не будет обеспечиваться, создание необходимой огнетушащей концентрации в этом случае весьма затруднительно. Работоспособность системы ограничивается использованием только генераторов огнетушащего аэрозоля.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является система объемного пожаротушения по патенту №2081640, которая принята в качестве прототипа.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание системы противопожарной защиты транспортных средств, обеспечивающих работу как в автономном режиме, так и в режиме срабатывания от внешних систем управления с использованием различных устройств пожаротушения.
На решение этой задачи направлена предлагаемая полезная модель.
При использовании предлагаемого устройства обеспечивается совмещение функций автономного режима и режима срабатывания от внешних систем управления, что обеспечивает выполнение повышенных требований по надежности срабатывания системы пожаротушения на подвижных транспортных средствах. Это определяется тем, что при работе транспорта на линии он имеет токопотребление и система объемного пожаротушения может быть задействована в работу от внешних систем управления, а при нахождении в парке транспортное средство обесточено, но его пожаробезопасность сохраняется.
Предлагаемая система обеспечивает тушение как в замкнутых отсеках, так и в отсеках с большой степенью негерметичности, что актуально для пассажирских транспортных средств.
Техническим результатом при использовании предлагаемой системы объемного пожаротушения является обеспечение интервала безопасности (общее время для ликвидации пожароопасной ситуации), не превышающего 60 секунд. Это суммарный временной показатель, состоящий из инерционности системы и общей продолжительности подачи огнетушащего вещества всеми устройствами.
Одновременно предлагаемая система обладает гибким принципом построения, что позволяет формировать количество необходимых функций в зависимости от требований, предъявляемых к различным видам транспортных средств, но с
обязательным выполнением основной (базовой) функции - ликвидация пожароопасной ситуации за безопасный интервал времени.
В качестве устройств пожаротушения используются модули порошкового, или аэрозольного, или водяного или комбинированного пожаротушения.
При таком подходе достигается возможность работы системы как в автономном, независимо от внешнего питания и управления так и принудительном, зависимом от внешнего питания и управления, режимах работы с гарантированным запуском всех устройств пожаротушения одновременно. Таким образом, повышается надежность работы системы в целом, увеличиваются ее функциональные возможности в плане комбинации ее работы с другими техническими устройствами, обеспечивающими безопасность транспортного средства (двигатель, двери и т.п.), обеспечивается пожаротушение любого отсека транспортного средства независимо от степени герметичности.
Достижение указанного технического результата обеспечивает система объемного пожаротушения, состоящая по крайней мере, из двух устройств пожаротушения для распыления огнетушащего вещества в защищаемом объеме и из средства инициирования запуска системы, отличающаяся тем, что устройства пожаротушения выполнены с возможностью обеспечения продолжительности подачи вещества в интервале 0,3-10,0 секунд полностью или частично размещены в защищаемых объемах, по крайней мере, одно из устройств выполнено с возможностью обнаружения пожара и передачи сигнала для запуска остальных устройств и выполнено с возможностью автономного и принудительного запуска, а остальные устройства с возможностью автономного и/или принудительного запуска.
Расширение технических возможностей системы обеспечивается тем, что в качестве устройств пожаротушения используют модули порошкового, или аэрозольного, или водяного, или комбинированного пожаротушения.
Модули пожаротушения, применительно к транспорту, в зависимости от габаритных размеров защищаемых отсеков, их насыщенности оборудованием, могут размещаться внутри защищаемого объема как полностью, так и частично. Частичное
размещение модуля подразумевает размещение внутри объема, только той части модуля, которая отвечает за подачу и/или распыление огнетушащего вещества, а также той части, которая имеет возможность обнаружения пожара. Такой подход удобен при монтаже и эксплуатации, когда отсутствует возможность установки устройств пожаротушения и систем связи между ними (например, проводная связь) непосредственно в защищаемом объеме. Расширение технических возможностей обеспечивается с помощью оснащения, по крайне мере, одного из устройств пожаротушения устройством обнаружения и передачи сигнала о пожаре.
Такое устройство может передавать в автономном режиме сигнал на запуск как устройств пожаротушения, так и предать сигнал на другие внешние блоки управления.
Подобное построение системы пожаротушения придает ей компактность, повышенную надежность, возможность монтажа в малогабаритных отсеках, где раздельное размещение модулей пожаротушения и устройств обнаружения пожара, технически трудно осуществить.
Такое решение позволяет выполнить автономный запуск модулей. Причем такие устройства могут быть как у всех модулей, размещенных в замкнутом отсеке, так и части модулей. Причем, чем больше модулей оснащено подобными устройствами, тем выше надежность раннего обнаружения загорания, и как следствие, своевременная ликвидация аварийной ситуации. В идеальном случае все модули должны иметь подобные устройства, что позволяет сократить время для ликвидации пожароопасной ситуации не только до 60 секунд, но и достичь еще более короткого интервала для обеспечения безопасности.
Для запуска устройств пожаротушения в автономном режиме используют электрические, и/или термохимические, и/или пиротехнические источники энергии, которые, как правило, являются составной частью встраиваемых устройств обнаружения пожара и передачи сигнала на запуск. Кроме этого, система дополнительно может быть снабжена средствами обнаружения пожара, средствами оповещения о пожаре, средствами дистанционного ручного пуска, средством
задержки пуска средств пожаротушения, которые работают как от внешних систем питания и управления, так и автономно, что обеспечивает надежность срабатывания и оповещения, предъявляемую к транспортным средствам, за счет дополнительного резервирования функций обнаружения и запуска.
Система может быть выполнена с возможностью управления техническими системами, обеспечивающими работоспособность транспортного средства, а также средством контроля цепей пуска средств пожаротушения, средством контроля шлейфов сигнализации, средством контроля адресного пуска средств пожаротушения, что обеспечивает безопасность пассажиров и контроль за работоспособностью всех объектов, входящих в систему.
Предлагаемая система поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена схематично система объемного пожаротушения, где:
1 - Устройства пожаротушения, например генераторы огнетушащего аэрозоля марки «Допинг-2» ТУ 4854-001-17191106-96, водяного, например модули пожаротушения тонкораспыленной водой типа МУПТВ-60 «Тайфун» АО НТК «Пламя» ТУ 4854-004-1176979-00 или, например, порошкового пожаротушения - модули порошкового пожаротушения марки «Буран-0,5» ТУ4854-005-52459334-2000», или «Буран-0,3» ТУ4854-007-52459334-2003).
2 - Встроенное устройство обнаружения и передачи сигнала о пожаре, например «ДЭТА» ТУ 14371-034-07514307-96, или шнур пиротехнический огнепроводный ТУ7275-001-51953776-00, или пускатель марки ТАЭ-1 ТПЭ-1.00.00 РЭ, которые могут совмещаться с устройствами пожаротушения (1). Причем передача сигнала на запуск остальных устройств пожаротушения (1) может осуществляться путем передачи теплового импульса с помощью огнепроводного шнура, или электрического сигнала от гальванического элемента (пускатель марки ТАЭ-1), или электрического сигнала получаемого от термохимического элемента (устройство обнаружения пожара марки «ДЭТА»).
Дополнительно имеется возможность запуска устройств пожаротушения и от внешней системы - 3 например кнопка ручного пуска типа "Урпа" (ТУ 4371-004-52459334-01).
Система работает в автономном режиме и состоит из устройств пожаротушения в количестве не менее 2х и дополнительно имеет принудительный запуск от внешнего сигнала на запуск (3).
На фиг.2 (общая схема) представлена заявляемая система с учетом зависимых пунктов формулы, где:
3 - Кнопка ручного пуска типа: УРПА (ТУ ТУ4371-004-52459334-01), УСП 101-Р (ТУ 4371-005-47011152-2002). Устройство позволяет запустить систему пожаротушения оператором в ручном режиме.
4 - Внешние средства обнаружения пожара тепловые например типа: УПСА (ТУ 4371-003-52459334-01), УСП (ТУ4371-004-21326303-96.), или дымовые например типа - ИП 212-ЗСР, ИП 212-ЗСУ ТУ 4371-001-27456886-97. Наличие в схеме данных средств позволяет выдать сигнал на прибор управления (3), а также на прибор ручного и/или автоматического пуска.
5 - Прибор управления типа: «Игла» (ТУ4371-012-47349922-01) или приемно-контрольный прибор типа ППКОП 019-8-1 (ТУ 4372-010-12215496-00). Приборы позволяют контролировать целостность цепи пуска средств пожаротушения, осуществлять задержку пуска средств пожаротушения на время необходимое для эвакуации людей, управлять техническими средствами, обеспечивающими работоспособность и безопасность транспортного средства (двери, двигатель и т.п.), и имеют возможность запуска средств пожаротушения по определенному заданному алгоритму с контролем адресного пуска, согласно заранее заданному программному обеспечению.
6 - Извещатель звуковой и/или световой типа: «Октава» или «Флейта» (ТУ4372-006-34813789-0). Устройство позволяет оповестить оператора или пассажиров о возникновении опасной ситуации.
7 - Исполнительные механизмы транспортного средства (двигатель, двери и т.п.).
Предлагаемая система строится по гибкому принципу, которая работает следующим образом. В защищаемый отсек устанавливается несколько устройств пожаротушения (1). Одно из них снабжают встроенным устройством обнаружения и передачи сигнала о пожаре (2).
При возникновении загорания устройство (2) обнаруживает пожар и выдает сигнал на запуск всех устройств пожаротушения (1), расположенных в защищаемой отсеке. При этом все это происходит автономно и объект надежно защищен от пожара в любом состоянии транспортного средства - работающее, не работающее, с водителем, без водителя.
Предлагаемая система (фиг.1) выполнена с возможностью принудительного запуска устройств пожаротушения (1) и от внешнего устройства запуска (3), то есть сигнал может поступать одновременно на все устройства пожаротушения (1), (изображено на фиг.1), а может поступать только на устройство пожаротушения (1), выполненное с возможностью обнаружения и передачи сигнала (2), для осуществления последующего запуска остальных устройств пожаротушения (1).
Кроме этого, система может работать и от внешних систем обнаружения пожара (фиг.2) Тогда дополнительно в защищаемый отсек устанавливается средство обнаружения пожара (4). При возникновении пожара сигнал от средства обнаружения пожара (4) поступает на прибор управления (5), а с него на устройства пожаротушения (1) и звуковой извещатель (6). При необходимости возможно комбинированное управление, когда сигнал на запуск системы пожаротушения и звукового оповещения может поступать и с кнопки ручного пуска (3) и с прибора управления (5). То есть имеется возможность запуска, системы пожаротушения водителем принудительно, независимо от поведения внешних систем управления (5).
При этом функционально прибор управления (5) может осуществлять контроль цепей пуска средств пожаротушения, контроль цепей шлейфов
сигнализации, контроль адресного пуска средств пожаротушения. Причем могут выполняться как все эти функции, так и любая из них, в зависимости от необходимости, по определенному алгоритму, согласно программному обеспечению.
Одновременно с этим, при необходимости, сигнал от встроенного устройства обнаружения пожара (2) может быть направлен во внешнюю линию связей поступить в кабину водителя на блок звукового извещателя (6) для предупреждения водителя о возникновении опасной ситуации для принятии им дальнейших мер по устранению опасной ситуации. Также сигнал может поступать на блок управления (5), и тогда дальнейшее управление системами транспортного средства (7) (двигатель, двери и т.п.) может происходить автоматически без участия водителя, что особо важно в аварийных ситуациях.
Таким образом, предлагаемая система имеет гибкую структуру построения и управления с возможностью комбинации в зависимости от сложности защищаемого объекта, с обязательным выполнением своих функций как автономно, так и принудительно.
Проведенные пробеговые испытания предлагаемой системы на подвижном составе в автобусных, трамвайных, троллейбусных парках Москвы с использованием описанных выше схем построения с последующими огневыми испытаниями подтвердили универсальность, надежность и простоту предложенной системы, обеспечивающей работу в двух режимах (автономный и традиционный), с возможностью ее гибкого построения в зависимости от сложности поставленных задач.
Испытания также проводились на автомобиле марки ВАЗ 2105. Объектом противопожарной защиты являлся моторный отсек автомобиля. В качестве горючей загрузки использовалась тканевая ветошь, смоченная бензином, которая размещалась под капотом автомобиля. В качестве устройств пожаротушения применяли генераторы огнетушащего аэрозоля, модули порошкового пожаротушения, их комбинацию, модули водяного пожаротушения.
Устройством обнаружения и передачи сигнала о пожаре служил датчик марки «ДЭТА», для принудительного пуска использовалась кнопка ручного пуска марки «УРПА».
Испытания проводились в двух режимах:
- в статике (автомобиль неподвижен)
- в движении (автомобиль разгонялся до скорости не более 60 км/час).
При этом, как в статике, так и в движении проводились опыты при автономном срабатывании системы пожаротушения и от принудительного пуска оператором.
Результаты экспериментов представлены в таблицах №1 и №2. В процессе опытов фиксировалось время подачи огнетушащего вещества и интервал безопасности. Система считалась выдержавшей испытания, если очаги пожара были потушены, не наблюдалось тление ткани, отсутствовали такие возможные отрицательные стороны работы системы как:
- появление деформации капота или других элементов защищаемого отсека;
- быстрое, за время равное или меньшее времени экстренного торможения, проникновение огнетушащего вещества в салон с потерей видимости, особенно в движении.
Система по прототипу испытывалась в соответствии с описанием к патенту №2081640 только в автономном режиме, при этом согласно описанию устройства пожаротушения срабатывают только при нагреве от очага горения (пример №19).
В процессе огневых испытаний опытным путем было установлено, что для защиты отсеков транспортных средств существует интервал продолжительности подачи огнетушащих веществ от 0,3 до 10,0 секунд, который оптимален для любых средств пожаротушения. При интервале времени меньше 0,3 секунд в отсеке не обеспечивается создание огнетушащей концентрации средств пожаротушения, так как все средства пожаротушения не успевают одновременно сработать, при интервале времени больше 10,0 секунд огнетушащая концентрация не
поддерживается в пределах, обеспечивающих надежность тушения, особенно при движении транспортного средства, наличии внешних ветровых нагрузок и негерметичности защищаемых отсеков. Поэтому при наличии всех этих трех факторов надежность тушения может обеспечиваться только в заданном интервале продолжительности подачи огнетушащего вещества. Техническим результатом при использовании предлагаемого порядка построения системы является обеспечение запуска всех устройств пожаротушения системы практически одновременно.
Данные, представленные в Таблице 1, и сравнительные результаты испытаний представленные в Таблице 2, свидетельствуют о достижении этих показателей.
Результаты испытаний, приведенные в таблице 2 свидетельствуют о достижении указанного технического результата при использовании всей совокупности существенных признаков (примеры №№1, 2, 3, 8, 9, 12, 13, 14, 18). Несоблюдение этих условий не позволяет ликвидировать пожароопасную ситуацию (примеры №№4, 5, 6, 7, 10, 11, 15, 16, 17) а также не обеспечивает достижение рекомендуемого временного интервала безопасности (примеры №6 и №15).
Причем в примерах №6 и №15 обеспечивался только принудительный запуск устройств пожаротушения, а остальные (по 2 устройства с автономным запуском) не сработали, так как согласно этим примерам в системе отсутствовало устройство пожаротушения, выполненное с возможностью обнаружения и передачи сигнала, вследствие этого не было обеспечено тушение очагов горения.
Проведенные испытания подтвердили, что предлагаемая система, направлена на решение поставленной задачи и отвечает всем критериям патентоспособности по действующему законодательству.
Таблица 1Характеристика параметров системы объемного пожаротушения.
Характер параметра
Примеры использования устройств пожаротушения с огнетушащим средством
Порошок
Вода
Аэрозоль
Комбинация
Прототип
(№№ примеров)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Количество устройств пожаротушения (всего), штук
2
2
3
4
4
3
2
2
2
2
2
3
4
4
4
2
2
3
2
Вид размещения устройств:
- полностью, шт
2
3
2
3
2
2
2
2
2
4
2
1
2
2
- частично, шт
2
4
2
2
2
1
4
2
1
1
Из них с возможностью
1
1
2
2
1
-
1
1
1
1
1
1
2
1
-
1
1
1
-
обнаружения и
передачи сигнала,
автономного и
принудительного
запуска, шт.
Остальные устройства с возможностью запуска:
- автономного, шт
1
2
2
1
1
1
1
1
1
2
1
2
- принудительного, шт
1
1
1
1
1
1
- автономного и принудительного, шт
1
2
1
1
1
2
1
1
1
Продолжительность подачи огнетушащего вещества устройством (паспортные данные), с.
0,3
5,0
10,0
0,1
12,0
5,0
13,0
7,0
10,0
0,1
12,0
0,3
5,0
10,0
10,0
0,2
13,0
0,3
10,0
Общая продолжительность подачи всеми устройствами системы, с.
0,5
6,0
10,0
0,2
14,0
5,0
15,0
9,0
12,0
0,3
14,0
0,4
6,0
14,0
14,0
0,3
15,0
0,5
12,0
Таблица 2Сравнительные результаты испытаний.
Характер параметра (№№ примеров)
Примеры использования устройств пожаротушения с огнетушащим средством
Порошок
Вода
Аэрозоль
Комбинация
Прототип
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Общее время (интервал безопасности) для ликвидации пожароопасной ситуации, с
30
20
40
15
40
80
50
38
45
19
25
38
27
43
70
50
55
47
160
Воздействие на очаги горения
движение
+
+
+
-
-
-
-
+
+
-
-
+
+
+
-
-
-
+
-
Статика
+
+
+
+
-
-
-
+
+
+
-
+
+
+
-
+
+
+
-
Наличие повреждении
движение
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
+
+
-
+
+
+
Статика
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Потеря видимости
движение
+
+
+
-
+
+
-
+
+
-
+
+
+
+
-
+
-
+
-
Статика
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
+
-
(+) - означает тушение очагов горения, отсутствие тления, отсутствие видимой деформации конструкций защищаемого отсека, отсутствие потери видимости за время необходимое для остановки транспортного средства. (-) - означает наличие тления или не тушение очага пожара, наличие видимых повреждений конструкций защищаемого отсека, например деформация капота и др., наличие потери видимости до момента остановки транспортного средства.