МОДУЛЬ ПОЖАРОТУШЕНИЯ
FIRE-EXTINGUISHING MODULE

Изобретение относится к противопожарной технике, а более конкретно к стационарным автоматизированным устройствам объемного тушения посредством огнегасительного вещества находящегося в резервуаре под постоянным давлением, и может быть использовано для объемного тушения пожаров класса А, В и электрооборудования.
Из уровня техники известен модуль пожаротушения тонкораспыленной огнетушащей жидкостью, включающий снаряженный жидким огнетушащим веществом герметичный корпус округлой формы, в верхней части которого имеется кронштейн для монтажа модуля над защищаемой площадью, а в нижней части оснащен горловиной со, средством орошения, см., патент на изобретение, RU, кл. А62С 35/00, №2607967, опубликован 11.01.2017. Недостатком известного модуля пожаротушения является утяжеленная толстостенная конструкция корпуса с двумя полюсными фланцами и газогенерирующим устройством которое создает повышенное давление в момент запуска.
Известен модуль пожаротушения, включающий двухгорловой баллон, работающий под давлением, в каждую горловину которого установлено запорно-пусковое устройство, входные отверстия которых соединены соответственно с газовой и жидкой фазой двухгорлового баллона посредством сифонной трубки, см., патент на полезную модель, RU, кл. А62С 35/00, №108982, опубликован 10.10.2011, или патент на изобретение RU, кл. А62С 35/00, №2461402, опубликован 20.09.2012, Недостатком известных устройств является двухгорловая конструкция баллона, что делает невозможным их использования в вертикально ориентированном положении с подвеской к потолку (вертикальное и потолочное) даже при наличии двух сифонных трубок.
Известен модуль газового пожаротушения, включающий заполненный огнетушащим веществом корпус с узлом крепления в верхней части, расположенное в нижней части корпуса запорно-пусковое устройство содержащее датчик давления в корпусе, разрушаемую стеклянную колбу и предохранительный клапаном с разрывной мембраной, при этом в предохранительном клапане выполнен перепускной канал для сообщения полости корпуса с атмосферой, см., патент на полезную модель RU, кл. А62С 35/02, №166375, опубликован 20.11.2016. Данное известное устройство принято в качестве прототипа, как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату аналог. Модуль пожаротушения согласно прототипу характеризуется простотой монтажа/демонтажа модуля на объекте, удобством его обслуживания и эксплуатации.
Недостатком прототипа является невозможность использования в нем в качестве огнетушащего вещества сжиженного газа, находящегося в резервуаре под избыточным давлением собственных паров или газа-вытеснителя, или жидкости (вода, вода с добавками), находящейся под избыточным давлением газа-вытеснителя. Причиной такого ограничения служат положения нормативных документов не допускающих, из соображений безопасности, расположения в жидкостной зоне огнетушащего вещества входных элементов мембранного предохранительного устройства и средства контроля давления. Кроме того, форма корпуса модуля газового пожаротушения согласно прототипу не является оптимальной с точки зрения массово-габаритных характеристик, что снижает эффективность модуля. Вышеуказанные недостатки прототипа ставят под сомнение возможность гарантировано надежного достижения функционального результата при его использовании на ряде объектов, что существенно ограничивает область применения модуля.
Изобретение направлено на достижение технического результата, который выражается в обеспечении возможность использования в модуле пожаротушения различных огнетушащих веществ включая сжиженный газ и жидкость. Кроме того, модуль пожаротушения характеризуется оптимальным соотношением массы резервуара и содержащегося в нем огнетушащего вещества. В конечном итоге указанный технический результат позволяет существенно расширить область применения модуля, повысить эффективность его использования. В изобретении максимально сохранены все положительные свойства прототипа, наиболее важными из которых являются надежность и удобство эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что модуль пожаротушения, включающий заполненный, находящимся под избыточным давлением, огнетушащим веществом корпус с узлом крепления в верхней части, расположенное в нижней части корпуса запорно-пусковое устройство, выполненное в виде вертикально ориентированного штуцера с отводами для предохранительного клапана и датчика давления в корпусе, отличается от прототипа тем, что он снабжен двумя сифонными трубками вертикально установленными внутри корпуса. Сам корпус имеет сферическую форму, а огнетушащее вещество находится в корпусе в жидком состоянии с образованием над ним газовой зоны. Каждый отвод выполнены в виде канала в стенке штуцера, входной участок которого расположен со стороны верхнего торца штуцера, при этом во входном участке каждого отвода установлена сифонная трубка. Верхние концевые участки сифонных трубок расположены в газовой зоне. Оптимальным с точки зрения достижения указанного технического результата является установка сифонных трубок посредством резьбового соединения во входном участке каждого отвода, со стороны верхнего торца штуцера диаметрально противоположно, а их изготовление - из меди, высотой 0,9÷0,95 внутреннего диаметра корпуса.
Целесообразно выполнение каналов отводов L-образной формы. Предпочтительно использование хладона в качестве огнетушащего вещества. Во всех случаях реализации модуля в газовой зоне может содержаться азот.
Автономные огнетушители, в которых огнетушащие вещества находятся под избыточным давлением собственных паров или газа-вытеснителя, являются приборами постоянной готовности, а также многократного использования, чем и обусловлена необходимость постоянного контроля их состояния.
В основу изобретения положен принцип универсальности модуля пожаротушения при выборе защищаемого объекта и взаимозаменяемости при подборе используемого в нем огнетушащего вещества. В зависимости от типа защищаемого объекта, климатических и прочих условий выбор средства пожаротушения подбирается по массе, типу и виду огнетушащего вещества. Возможность применения в подвешиваемом к потолку модуле пожаротушения жидкого огнетушащего вещества накладывает ряд конструктивных ограничений и требований. Необходимо обеспечение максимальной полноты и скорости вытеснения жидкого огнетушащего вещества из резервуара, а также доступность при осуществлении инспекционной проверки готовности модуля. Обе эти задачи решаются путем расположение запорно-пускового устройства с предохранительным клапаном и датчиком давления в самой нижней точке корпуса.
Корпус модуля составляет основную часть его пассивного веса. Снижение веса корпуса улучшает эксплуатационные и экономические характеристики модуля пожаротушения. Сферическая форма корпуса обладает двумя (уникальными) замечательными свойствами: сфера является равнопрочной формой при нагрузке внутренним давлением, а следовательно толщина стенки корпуса сферической формы будет везде одинаковой и минимально необходимой; сфера, в сравнении с другими формами, характеризуется минимальным соотношением площади ее поверхности к внутреннему объему, что обеспечивает максимальный объем огнетушащего вещества при минимальном весе корпуса. Кроме того однофланцевая конструкция (в корпусе только одна горловина) также снижает пассивный вес корпуса.
Огнетушащее вещество 2 заполняет практически весь объем и находится в корпусе 1 в жидкой фазе под избыточным по отношении к окружающей среде давлением. Уровень давления является величиной не постоянной и зависит от многих факторов, включая температуру в помещении. Перепады давления жидкой и газовой среды по-разному воспринимаются чувствительными элементами предохранительного клапана и датчика давления, так при размещении последних в жидкой среде вероятно их несанкционированное срабатывание и преждевременная потеря работоспособности, а также перекрытие каналов доступа твердыми частицами осадка. Наличие сифонных трубок, верхние концевые участки которых расположены в газовой зоне, исключает контакт чувствительных элементов предохранительного клапана и датчика давления с жидкой средой.
Расположение входных участков отводов со стороны верхнего торца штуцера, а L-образных каналов - в стенке штуцера (вне сливной горловины) уменьшает гидросопротивление при истечении огнетушащего вещества из корпуса и увеличивает быстродействие модуля. Установка медных сифонных трубок во входных участках отводов посредством резьбового соединения диаметрально противоположно т.е. на максимальном удалении друг от друга существенно упрощает монтаж самих трубок, а также доступ к предохранительному клапана и датчику давления при осуществлении инспекций и перезарядке модуля. Выполнение высоты сифонных трубок в интервале 0,9÷0,95 внутреннего диаметра корпуса гарантировано обеспечивает постоянное нахождение верхних концевых участков сифонных трубок расположенными в газовой зоне, что предотвращает попадание жидкого хладона в предохранительный клапан и датчик давления при наклоне или перемещении модуля.
Конструктивная схема модуля пожаротушения согласно изобретению максимально расширяет область его применения в условиях многократного и длительного использования. Таким образом, все отличительные от прототипа признаки модуля пожаротушения направлены на получение и является достаточными для достижения технического результата, а именно, использования в модуле в качестве огнетушащего вещества сжиженного газа или жидкости, при обеспечении оптимальных массово-габаритных характеристик. Модуль пожаротушения, характеризующийся описанной совокупностью существенных признаков, является новым, промышленно применимым и обладает изобретательским уровнем.
Техническое решение иллюстрировано чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид модуля пожаротушения; фиг. 2 - запорно-пусковое устройство с предохранительным клапаном и датчиком давления.
Модуль пожаротушения содержит корпус 1 в форме правильной сферы (на фигуре 1 внутренний диаметр корпуса обозначен значком ∅), заполненный огнетушащим веществом 2, находящимся под избыточным по отношении к окружающей среде давлением. Огнетушащее вещество 2 находится в корпусе 1 в жидкой фазе и заполняет практически весь объем. В качестве огнетушащего вещества использован хладон 125 (HFC-125) или хладон 227 (HFC-227ea, FM-200). В верхней части корпуса 1, не заполненной огнетушащим веществом в жидкой фазе, образована газовая зона 3, заполненная насыщенными парами огнетушащего вещества и газом-вытеснителем, в качестве которого используют азот.
В нижней части корпуса 1 имеется полюсное отверстие образованное фланцем, в котором посредством резьбового соединения смонтировано запорно-пусковое устройство 4, выполненное в виде вертикально ориентированного штуцера, продольная ось которого совмещена с вертикальной осью сферы. В стенке штуцера выполнены отводы 5 и 6 каждый из которых представляет собой перепускной канал L-образной формы. Выходной участок (короткое плечо L-образных каналов) отвода 5 сообщен с предохранительным клапаном 7, а выходной участок отвода 6 сообщен с датчиком давления 8. Входные участки (длинное плечо L-образных каналов) отводов 5 и 6 расположены со стороны верхнего торца 9 штуцера.
В корпусе 1 установлены две одинаковые по форме, вертикально ориентированные медные сифонные трубки 10 и 11. Сифонные трубки 10 и 11 расположены таким образом, что их нижние концевые участки установлены посредством резьбового соединения во входных участках отводов 5 и 6, а верхние концевые участки сифонных трубок 10 и 11 выполнены открытыми и расположены в газовой зоне 3. Сифонная трубка 10 установлена во входном участке отвода 5, а сифонная трубка 11 установлена во входном участке отвода 6. Таким образом, сифонная трубка 10 сообщает газовую зону 3 с предохранительным клапаном 7, а сифонная трубка 11 сообщает газовую зону 3 с датчиком давления 8. При этом сифонные трубки 10 и 11 ориентированы относительно центра верхнего торца 9 штуцера диаметрально противоположно, т.е. удалены друг от друга на максимально возможное расстояние. Высота каждой сифонной трубки 10,11 от верхнего торца 9 штуцера до верхнего концевого участка в газовой зоне 3 составляет 0,9÷0,95 внутреннего диаметра (∅) корпуса 1.
Запорно-пусковое устройство 4 модуля пожаротушения оснащено запорным тарельчатым клапаном 12, опирающимся на разрушаемую стеклянную колбу 13, распылителем 14, пиротолкателем 15. В предохранительном клапане 7, сообщающем внутреннюю полость корпуса 1 с атмосферой, установлена разрывная мембрана 16, выполненная из алюминиевой фольги и герметично перекрывающая проходное сечение предохранительного клапана 7. Датчик давления 8 предназначен для постоянного измерения уровня давления в корпусе 1 и представляет собой стрелочный или электронный сигнализирующий манометр, оснащенный электроконтактным разъемом для передачи показаний по проводной или беспроводной на удаленный пункт контроля.
В верхней части корпуса 1, на его наружной поверхности, установлен узел крепления 17, предназначенный для подвешивания модуля пожаротушения к потолочной поверхности защищаемого объекта.
Модуль пожаротушения функционирует следующим образом.
Снаряженный модуль стационарно монтируется посредством узла крепления 17 на объекте подлежащем защите, преимущественно на потолке, над местом наиболее вероятного возникновения возгорания. Электроконтактный разъем пиротолкателя 15 подсоединяют к цепи электрического запуска, после чего модуль пожаротушения вступает в эксплуатацию.
Огнетушащее вещество 2 заполняет практически весь объем и находится в корпусе 1 в жидкой фазе под давлением 1,6 МПа. Уровень давления является величиной не постоянной и зависит от многих факторов, включая температуру в помещении. В течение всего процесса нахождения на объекте подлежащем защите, датчик давления 8 производит через сифонную трубку 11 и отвод 6 замер уровня давления в газовой зоне 3 корпуса 1. При повышении давления в газовой зоне 3 корпуса 1 выше допустимой величины, определяемой требованиями безопасности и эксплуатации изделия, происходит разрушение разрывной мембраны 16 предохранительного клапана 7 и газ выходит по сифонной трубке 10 и отводу 5 в атмосферу, тем самым осуществляя сброс критического давления и предотвращая разрыва корпуса 1.
При возникновении первичных признаков очага пожара осуществляется запуск модуля газового пожаротушения. На пиротолкатель 15 через электроконтактный разъем подается с пульта управления оператором или от автоматической системы электрический импульс силой тока от 0,1 до 1А. При срабатывании пиротолкатель 16 воздействует на разрушаемую стеклянную колбу 13, которая при разрыве, освобождает запорный тарельчатый клапан 12 запорно-пускового устройства 4. Стеклянная колба 13 заполнена термочувствительной жидкостью с большим коэффициентом линейного расширения и саморазрушается под воздействием определенной температуры, осуществляя запуск модуля в автономном режиме. После разрушения колбы 13, тарельчатый клапан 12 перемещается под действием избыточного давления внутри корпуса 1 и освобождает проход жидкости через распылитель 14, происходит истечение огнетушащего вещества 2 на очаг возгорания.
Снаряжение/переснаряжение модуля осуществляют более 10 раз по специальному регламенту со строгим соблюдением норм и режимом заполнения корпуса 1 огнетушащим веществом 2. Огнетушащее вещество хладон безопасно и неэлектропроводно, не оказывает вредного коррозийного и химического воздействия на металлы, пластмассы и электрическое оборудование, а также не представляет опасности для людей.
Достоинством модуля пожаротушения согласно изобретению является его надежность и эффективность. Эксплуатация такого модуля экономически и технически не сопряжена с существенными затратами. Модуль рекомендован к применению в любых помещениях, его работоспособность подтверждена испытаниями.
Нашедшие отражение в описании и чертежах примеры осуществления модуля пожаротушения не являются исчерпывающими, приведены с целью подтверждения его промышленной применимости.