Плавающая автоматическая установка пожаротушения
FLOATING AUTOMATIC FIRE EXTINGUISHING INSTALLATION

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к тушению легковоспламеняющихся веществ (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), находящихся в резервуарах, - наземных и полуподземных, в авто- и железнодорожных цистернах, в танках речных и морских судов.
Известен аэрозолегенерирующий огнетушитель для тушения огня на поверхности горючей жидкости патент РФ №2127620, 1997 г., патентообладатель Демин В.П. и др., содержащий корпус и закрепленные внутри него огнетушащие элементы из твердотопливного аэрозолеобразующего вещества и средство инициирования, при этом корпус выполнен пустотелым и теплоизолированным, огнетушащие элементы размещены в нижней и средней части корпуса, центр тяжести которого расположен ниже его продольной оси симметрии, корпус оснащен двумя камерами дожигания, при этом камеры дожигания размещены по обоим торцам корпуса, а выходные сопла этих камер размещены выше центра тяжести и снабжены заглушками. Установка недостаточно эффективна при тушении пожаров непосредственно на горящих поверхностях жидкости.
Известно устройство для тушения горючих жидкостей в вертикальном резервуаре с плавающей крышей или понтоном, реализующее способ тушения пожара в резервуаре (патент РФ №2258549, А62А 3/06, 20.08.2005). Устройство содержит вертикальный резервуар с плавающей крышей или понтоном, в центре которых размещено огнетушащее устройство, в котором выходной трубопровод с сопловым распылителем размещен в верхней части резервуара над поверхностью плавающей крыши или понтона. Огнетушащее устройство или жестко закреплено на плавающей крыше или на понтоне, или выполнено с положительной плавучестью, что в дежурном режиме обеспечивает возможность указанного размещения соплового распылителя. Недостаток известного устройства заключается в отсутствии возможности подслойного пожаротушения, что снижает эффективность тушения пожара. Это обусловлено тем, что средства тушения пожара размещены в центре плавающей крыши или понтона, при тушении возгорания огнетушащее вещество разбрызгивается над поверхность горючей жидкости. Кроме того, размещение средств пожаротушения в центре при возгорании не позволяет равномерно распределить средство пожаротушения по всей поверхности зеркала, размещенной в нем жидкости. При этом для резервуаров с понтоном при обрушении стационарной крыши резервуара или при взрыве (как для резервуаров с понтоном, так и для резервуаров с плавающей крышей) данное устройство пожаротушения частично или полностью выходит из строя. Все это снижает эффективность пожаротушения.
Наиболее близким, взятым в качестве прототипа, является плавающая установка для пожаротушения в резервуаре с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями, патент РФ №2258549, 2004 г., патентообладатели Селиверстов В.И. (RU) и Стенковой B.H. (RU), содержащая размещенный внутри резервуара корпус с запорно-пусковым устройством, обеспечивающим инжекцию огнетушащего вещества, находящегося в корпусе. Устройство содержит источник газа (газовый баллон и газообразный и/или сжиженный флегматизатор и/или ингибитор) и выпускной трубопровод с мембраной или выпускным клапаном на нижнем конце трубопровода и круговым сопловым распылителем на верхнем торце трубопровода. При этом источник газа (баллон с газовым и/или сжиженным ингибитором и/или флегматизатором) соединен сифонной трубкой или системой сифонных трубок с полостью емкости с дисперсным огнетушащим веществом. К недостаткам известного решения следует отнести низкую надежность работы установки, что обусловлено наличием сосудов под давлением, соединением баллонов сифонными трубками, использованием электрических частей в пожароопасной зоне, электрический, и соответственно небезопасный, способ открытия клапана баллона с вытесняющим газом, а также, невозможность открытия клапана при обрыве или отсутствии электрического контакта. Баллоны, находящиеся под давлением требуют постоянного контроля, что представляется затруднительным. В процессе тушения установка будет всплывать после вытеснения даже небольшой порции ОТВ, за счет повышения давления в основном корпусе, и опрокидываться, что приведет к прекращению процесса тушения. Необходимо отметить также громоздкость конструкции, состоящей из большого количества узлов и деталей, сложность монтажа/демонтажа установки и обслуживания ее в процессе использования. Для увеличения площади покрытия потребуется несколько баллонов, что увеличивает металлоемкость изделия.
Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением является повышение надежности работы установки, эффективности пожаротушения и удобства эксплуатации.
Поставленная техническая проблема решается тем, что в известной плавающей автоматической установке пожаротушения в резервуаре с легковоспламеняющимися жидкостями, содержащей размещенный внутри резервуара корпус с запорно-пусковым устройством, обеспечивающим инжекцию огнетушащего вещества, находящегося в корпусе, корпус установки снабжен поплавковым стабилизатором устойчивости, выполненным в виде герметичной воздухозаполненной трубы, закрепленной вокруг корпуса, в нижней части корпуса выполнены отверстия и установлен балласт, внутри корпуса расположен поршень, состоящий из основания и направляющей трубки с заглушкой и сквозными отверстиями, внутри направляющей трубки установлена подвижная втулка со сквозными отверстиями, заглушкой и, закрепленной на торце втулки, разрушаемой мембраной, втулка в верхней части зафиксирована от перемещения двумя термочувствительными элементами, установленными между мембраной и крышкой направляющей трубки и поджатыми растянутой пружиной, прикрепляемой к крышке направляющей трубки, мембрана имеет две разрушаемые круговые площадки с центрами по осям установки термочувствительных элементов и центральный боек, для выпуска огнетушащего вещества предусмотрено четыре щелевых патрубка, размещенных крестообразно на направляющей трубке, над которыми установлена воздушная камера, соединенная с пневмомагистралью и генератор огнетушащего аэрозоля с пиропатроном. Кроме того, основание поршня выполнено воздухонаполненным, в направляющей трубке выполнены отверстия, соосные соответствующим патрубкам, при этом диаметр отверстий равен диаметру патрубков, а в подвижной втулке выполнены четыре взаимно перпендикулярных отверстия, диаметр которых равен диаметру выпускных патрубков и которые при перемещении втулки в верхнюю точку, совпадают с осями патрубков, в области воздушной камеры в направляющей трубке и в подвижной втулке выполнены соосные отверстия, а в направляющей трубке и в крышке направляющей трубки выполнены соосные заборные отверстия для контроля температуры окружающей среды.
Технический результат, обеспечивающий решение проблемы, достигается за счет использования новой совокупности признаков заявленного устройства. Повышение эффективности пожаротушения достигается за счет обеспечения бесперебойного поступления ОТВ к месту пожара, благодаря исключению опрокидывания устройства по мере вытеснения ОТВ. Огнетушащие смеси подаются из плавающего в центре резервуара устройства, причем выпуск жидкостной композиции осуществляется путем выталкивания ее поршнем через четыре патрубка со щелевыми насадками, на который давит жидкость содержимого резервуара, попадающая в нижнюю часть корпуса через специальные отверстия. Балласт прикрепленный к самой низкой точке корпуса обеспечивает его вертикальное положение и усиливает это давление до необходимой скорости истечения ОТВ. Одновременно с этим происходит запуск генератора огнетушащего аэрозоля расположенного сверху устройства. При этом осуществляется тушение и по площади, и по объему. Использование пожаробезопасного запуска и эксплуатации установки пожаротушения и отсутствие электрических частей, узлов и проводниковой продукции обеспечивает надежность работы установки.
Преимуществами заявленного решения является пожаробезопасный запуск и эксплуатация, за счет использования сжатого воздуха, возможность запуска как в автоматическом, так и в ручном режиме, а также 100% защита от ложного срабатывания. Эксплуатация установки не требует обслуживания и контроля, и возможна при любых температурах и средах с любыми показателями агрессивности. Заявленная конструкция установки пожаротушения обеспечивает быстрый и простой монтаж/демонтаж ее, а также снижение металлоемкости, поскольку диаметр пневмомагистрали значительно меньше диаметра трубопроводной, подающей ОТВ, сети. Обслуживаемая часть установки (компрессорная установка) располагается вне пожароопасной зоны и способна обеспечивать работу установок в нескольких резервуарах одновременно
Заявленное решение поясняется чертежами, где:
На фиг. 1 представлен общий вид установки пожаротушения.
На фиг. 2 - вид А на фиг. 1.
На фиг. 3 – мембрана.
На чертежах позициями показаны: 1 корпус установки, 2 стабилизатор устойчивости, 3 нефтепродукты, 4 огнетушащее вещество (ОТВ), 5 основание поршня, 6 отверстия в корпусе, 7 балласт, 8 направляющая трубка, 9 уплотнительные манжеты, 10 подвижная втулка, 11 вспомогательная пружина, 12 термочувствительный элемент, 13 воздушная камера, 14 генератор огнетушащего аэрозоля (ГОА), 15 шаровой кран, 16 пневмомагистраль, 17 щелевые патрубки, 18 мембрана, 19 резьбовая крышка, 20 капсюль пиропатрона ГОА, 21 взаимно перпендикулярные отверстия втулки 10, 22 отверстия в направляющей трубке 8, соосные патрубкам 17, 23 отверстия в направляющей трубке в области воздушной камеры 13, 24 заглушка направляющей трубки, 25 заглушка втулки, 26 сквозное отверстие в направляющей трубке 8, 27 разрушаемые площадки мембраны 18, 28 центральный боек, 29 отверстия во втулке 10 в области воздушной камеры 13, 30 отверстия в резьбовой крышке 19.
Корпус 1 установки находится в вертикальном положении в среде нефтепродуктов 3 в заглубленном состоянии при помощи балласта 7, и наличия отверстий 6 в нижней части корпуса 1, через которые нефтепродукты 3 заполняют нижнюю часть корпуса 1, ограниченную основанием 5. Поддержание установки в вертикальном положении осуществляется поплавковым стабилизатором устойчивости 2 выполненным в виде герметичных воздухозаполненных труб, закрепленных секторами вокруг верхней части корпуса 1 установки. Внутри корпуса 1 установки расположен поршень, состоящий из направляющей трубки 8 с заглушкой 24 и сквозным отверстием 26, по которой перемещается заполненное воздухом основание 5, с герметизацией плоскостей скольжения манжетами 9. Все внутреннее пространство корпуса 1 установки, от поверхности основания 5 до верхней части корпуса 1, занято огнетушащим веществом 4. Внутри направляющей трубки 8 установлена подвижная втулка 10 с взаимно перпендикулярными отверстиями 21, заглушкой 25 и закрепленной на торце разрушаемой мембраной 18. Подвижная втулка 10 в верхней части зафиксирована от перемещения двумя термочувствительными элементами 12, установленными между мембраной 18 и резьбовой крышкой 19 направляющей трубки 8 и поджатыми вспомогательной предварительно растянутой пружиной 11, прикрепляемой к резьбовой крышке 19. В нижней части резьбовой крышки 19 выполнены отверстия 30 для контроля температуры окружающей среды. Мембрана 18 имеет две разрушаемые круговые площадки 27 с центрами по осям установки термочувствительных элементов 12 и центральный боек 28, который в случае срабатывания установки, ударяет по расположенному напротив его, капсюлю пиропатрона 20 генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА) 14. Для выпуска ОТВ предусмотрено четыре щелевых патрубка 17, размещенных на направляющей трубке 8 крестообразно относительно оси корпуса установки. В направляющей трубке 8 в месте крепления патрубков выполнены отверстия 22, соосные соответствующим патрубкам, при этом диаметр отверстий 22 равен диаметру патрубков 17. В подвижной втулке 10 выполнены четыре взаимно перпендикулярных отверстия 21, диаметр которых равен диаметру выпускных патрубков 17 и которые при перемещении втулки 10 в верхнюю точку, совпадают с осями патрубков 17. Выше закреплена воздушная камера 13 соединенная с пневмомагистралью 16 через шаровые краны 15. Элементы 10, 11, 12, 13, 18, 19 и 20 образуют запорно-пусковое устройство (ЗПУ). Описание работы установки:
В дежурном режиме установка находится в равновесии, давление в пневмомагистрали 16 отсутствует, термочувствительные элементы 12 удерживают подвижную втулку 10 в закрытом состоянии, при котором оси отверстий-21 не совпадают с осями патрубков-22. Запуск установки на тушение может происходить двумя способами: - путем повышения давления в пневмомагистрали, на которой установлен электропневмоклапан, управляемый извещателями пламени автоматической установки пожарной сигнализации, соединенной с воздушной камерой установки и подключенной к ресиверу, наполненному воздухом с избыточным давлением и компрессором, которые установлены снаружи резервуара (на схеме не показаны);
- превышение расчетной температуры термочувствительных элементов 12, приводящее к их разрушению.
В автоматической режиме, запуск установки может быть осуществлен по следующим алгоритмам:
1. Электропневмоклапан электрическим импульсом от автоматической установки пожарной сигнализации (АУПС), извещатели пламени которой, установлены в верхней части по периметру внутри резервуара, открывается, и воздух из ресивера заполняет пневмомагистраль 16 и воздушную камеру 13 установки, создавая определенное избыточное давление, но недостаточное для разрушения круговых площадок 27 мембраны 18. Срабатывание установки на выпуск ОТВ не происходит пока через отверстия 30 в крышке 19, воздух с температурой зоны горения попадая на поверхность термочувствительных элементов 12, их не разрушит, и, под действием повышенного давления в воздушной камере 13 и вспомогательной пружины 11 происходит резкое перемещение подвижной втулки 10 вверх по оси направляющей трубки 8 до упора и бойком 28, установленным на мембране 18, ударяет по капсюлю пиропатрона 20 генератора аэрозоля, приводя последний в действие. Вспомогательная вертикально растянутая пружина 11 служит для увеличения силы удара. Стравливание избыточного давления, с целью недопущения движения подвижной втулки 10 в обратном направлении, осуществляется через впускные отверстия 30 в крышке 19. Подвижная втулка 10 имеет четыре взаимно перпендикулярных отверстия 21, диаметр которых равен диаметру выпускных патрубков 17, и которые при перемещении втулки 10 в верхнюю точку, совпадают с их осями и ОТВ под действием поршня выталкивается через патрубки 17 наружу.
Выталкивающей силой воздуха в полости основания 5 поршня и разницей плотностей ОТВ и нефтепродуктов, заполняющих корпус 1 установки через отверстия 6 в нижней части корпуса 1, создается давление, за счет которого основание 5 поршня начинает двигаться по оси направляющей трубки 8 вверх, выталкивая ОТВ через щелевые патрубки 17 непосредственно на горящую поверхность.
При вытеснении ОТВ, свободный объем корпуса 1, через отверстия 6 в нижней части корпуса 1, заполняется нефтепродуктами, тем самым компенсируя всплытие корпуса, а скользящий поплавковый стабилизатор 2, в свою очередь, не допускает полного погружения и опрокидывания его после вытеснения всего объема ОТВ, сохраняя его вертикальное положение.
2. Ручное включение компрессора создает в воздушной камере 13 давление воздуха, способное разрушить по периметру круговые площадки 27 мембраны 18 и переместить подвижную втулку 10 вверх, без разрушения термочувствительных элементов 12. Данный алгоритм обеспечивает ручной (принудительный) запуск установки на тушение.
Защита от ложного срабатывания установки выполнена за счет невозможности запуска только давлением воздуха в пневмомагистрали (в автоматическом режиме от сигнала АПС) без разрушения термочувствительных элементов 12. Т.е. при ложном срабатывании АПС и открытии пневмоклапана, запуск установки не произойдет до момента достижения критической температуры термочувствительных элементов 12 и их разрушения.
Заявленная плавающая автоматическая установка пожаротушения может применяться в составе стационарных мобильных установок.