МОРОЗОСТОЙКИЙ КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ОГНЕТУШАЩЕЙ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
FROST-RESISTANT CONTAINER FOR FIRE-EXTINGUISHING FLUID MEDIUM

Изобретение относится к запорному устройству для находящихся под давлением цилиндров, предназначенных для хранения огнетушащей текучей среды, с находящимся под давлением цилиндром и переходным элементом, предназначенным для соединения погружной трубы, расположенной в находящемся под давлением цилиндре, с соединительным элементом, расположенным снаружи находящегося под давлением цилиндра.
Запорные устройства для находящихся под давлением цилиндров, в которых хранится огнетушащая текучая среда, известны, например, из ЕР 0138195 А2. Это устройство относится к самосрабатывающему огнетушителю, предназначенному для оборудования, подверженного риску возгорания. На отдельном элементе оборудования устанавливают небольшой находящийся под давлением цилиндр и с помощью воздуходувной трубы огнетушащую текучую среду подают к соответствующему месту. Для предотвращения испарения огнетушащей текучей среды один конец воздуходувной трубы закрыт материалом, который в случае, когда температура превысит определенный предел, растворяется или расплавляется. Это приводит к самосрабатыванию. В нерабочем состоянии воздуходувная труба заполнена огнетушащей текучей средой. Огнетушащая текучая среда присутствует непосредственно в выпускном отверстии. Если огнетушащая текучая среда расширяется, то может произойти разрушение концевой части воздуходувной трубы и непредусмотренный выход огнетушащей текучей среды.
Из ЕР 0650743 В1 известно противопожарное устройство для рельсовых транспортных средств со стационарным контейнером для огнетушащей текучей среды. Так как рельсовые транспортные средства постоянно подвержены воздействию окружающей температуры во время работы, то внутри них могут иметь место сильные температурные колебания. В частности, когда рельсовые транспортные средства стоят на запасных путях и не обогреваются, температура их внутренних частей может быть очень низкой. Если из-за очень низких температур огнетушащая текучая среда в находящихся под давлением цилиндрах замерзнет, то ее расширение может вызвать разрушение как труб, так и запорных клапанов.
Для предотвращения разрушения труб и клапанов в ЕР 0650743 В1 предложено изготавливать трубы и клапаны из материалов с соответствующими свойствами. Применение термоупругой пластмассы исключает повреждение (например, ломкость или образование трещин) материала, вызванное напряжениями при расширении.
Недостатками применения термоупругой пластмассы являются высокие цены, с одной стороны, и недостаточная пожаростойкость этих материалов, с другой стороны. В случае пожара, из-за огромного выделения тепла от огня, трубы могут расплавиться, и удовлетворительное пожаротушение станет невозможным.
Для гарантирования высокой степени защиты противопожарного устройства от мороза в сочетании с высокой эксплуатационной надежностью и низкими ценами в изобретении предложено, чтобы погружная труба и соединительный элемент были выполнены так, чтобы соединительный элемент в нерабочем состоянии был частично заполнен огнетушащей текучей средой, соединительный элемент содержал восходящую трубу, выполненную так, чтобы она была расположена, по меньшей мере частично, выше уровня огнетушащей текучей среды и чтобы восходящая труба содержала запорное средство, выполненное так, что между запорным средством и огнетушащей текучей средой было сформировано занимаемое газом пространство.
Запорное средство может быть выполнено в виде разрывной мембраны или клапана. При использовании клапана он может быть активирован системой пожарной сигнализации и открыт в случае пожара. Это может быть осуществлено электрически или механически. При подаче давления, также регулируемого системой пожарной сигнализации, сжатый воздух или газ нагнетают внутрь находящегося под давлением цилиндра и вытесняют огнетушащую текучую среду. В случае применения запорного средства в виде разрывной мембраны появляется возможность подачей давления вызвать ее разрыв, в результате чего огнетушащая текучая среда может освободиться аналогичным образом.
В частности, в подвижных системах, например тяжелых транспортных средствах или автобусах, не всегда можно гарантировать защиту от замерзания с помощью обогрева. Например, если транспортные средства длительное время простаивают, то невозможно поддерживать обогрев с помощью аккумулятора, так как это может привести к его разрядке. Дополнительный подогрев необходимо отключать при длительной стоянке. Это может привести к замерзанию огнетушащей текучей среды и привести к разрушению обычного запорного средства. С помощью решения, соответствующего изобретению, можно избежать разрушения запорного средства.
Запорное устройство, соответствующее изобретению, особенно удобно для находящихся под давлением цилиндров, расположенных горизонтально. В этом случае погружная труба, расположенная горизонтально в находящемся под давлением цилиндре, погружена в огнетушащую текучую среду. На выпуске погружной трубы расположен соединительный элемент с вертикально расположенной восходящей трубой. Восходящая труба выполнена так, что она, по меньшей мере, частично расположена выше уровня огнетушащей текучей среды.
Запорное средство расположено в восходящей трубе или на ее конце. Согласно изобретению запорное средство расположено выше уровня огнетушащей текучей среды. Занимаемое газом пространство находится между уровнем огнетушащей текучей среды и запорным средством. Если огнетушащая текучая среда замерзает, то сначала это будет происходить в периферийных областях находящегося под давлением цилиндра и соединительных элементов, т.е. у внутренней стенки находящегося под давлением цилиндра, а также в переходном элементе, в частности в погружной трубе, соединительном элементе и восходящей трубе. Восходящая труба будет постоянно замерзать первой, так как она не защищена от воздействия наружной температуры. Если после этого огнетушащая текучая среда замерзнет внутри находящегося под давлением цилиндра и погружной трубе, то среда должна расшириться. Расширение ведет к образованию в восходящей трубе ледяной пробки, давящей в направлении запорного средства. Занимаемое газом пространство между запорным средством и уровнем огнетушащей текучей среды дает возможность расширения и перемещения ледяной пробки в восходящей трубе без повреждения запорного средства. Если бы запорное средство было размещено точно на уровне огнетушащей текучей среды или ниже него, то оно было бы повреждено из-за расширения текучей среды и связанным с ним перемещением ледяной пробки. При таянии огнетушащая текучая среда может беспрепятственно вытечь из находящегося под давлением цилиндра.
Благодаря конструкции восходящей трубы и соединительной трубы по п.1 такое повреждение запорного средства невозможно. Запорное устройство хорошо подходит для защиты сухой системы, в которой трубы, ведущие к противопожарным распылительным соплам, в нерабочем состоянии заполнены воздухом и в которой трубы до возникновения пожара не содержат огнетушащей текучей среды. Также возможно защищать влажные системы с помощью решения, соответствующего изобретению. Например, в трубах можно держать запас солевого раствора, который имеет более низкую точку замерзания.
Возможно также, чтобы восходящая труба имела U-образную форму. Если восходящая труба U-образной формы расположена так, что впускная и выпускная трубы расположены ниже кривого участка, то занимаемое газом пространство может быть расположено в кривом участке. Запорное средство можно было размещено в этом занимаемом газом пространстве.
В случае пожара сжатый воздух вводят внутрь находящегося под давлением цилиндра, при этом используют сжатый воздух или газ. Если в качестве запорного средства используют разрывную мембрану, то это давит на огнетушащую текучую смесь в направлении мембраны до тех пор, пока не будет достигнуто значение давления, при котором мембрана разрывается. Разрывная мембрана разрушается и огнетушащую текучую смесь вытесняют в трубопровод до ее выхода из противопожарных распылительных сопел. При применении клапана в качестве запорного средства его открывают с помощью пожарной сигнализации до подачи давления.
Предпочтительно, чтобы занимаемое газом пространство было спроектировано так, что в случае замерзания огнетушащей текучей среды в соединительном элементе, замерзшая огнетушащая среда может расширяться в направлении запорного средства. При разрывной мембране размеры занимаемого газом пространства могут быть таковы, чтобы при расширении текучей среды не достигалось давления, при котором мембрана разрывается. Расстояние между разрывной мембраной и уровнем огнетушащей текучей среды необходимо выбирать так, чтобы максимальное расширение, вызванное замерзанием огнетушащей текучей среды, не создало давления газа, превышающего давление, при котором мембрана разрывается. Измерения показали, что в случае замерзания расширение огнетушащей текучей среды может достигать 9% объема. Это расширение должно поглощаться занимаемым газом пространством. При применении запорного устройства, соответствующего изобретению, возможно заполнять находящиеся под давлением цилиндры до 90-95% без какого-либо страха повреждения, вызванного замерзанием.
В частности, в случае пожара при горизонтальном расположении находящихся под давлением цилиндров должно быть гарантировано их полное опорожнение. По этой причине предложено наклонное размещение погружной трубы, при этом наклон направлен к внутренней стенке находящегося под давлением цилиндра.
Предпочтительно заполнять находящийся под давлением цилиндр до 90-95%. В этом случае предложено следующее: когда находящийся под давлением цилиндр лежит на одной боковой стороне, погружная труба и соединительный элемент расположены ниже уровня огнетушащей текучей среды так, что погружная труба полностью заполнена огнетушащей текучей средой, а соединительный элемент заполнен огнетушащей текучей средой, по меньшей мере, до восходящей трубы. Предпочтительно, чтобы восходящая труба, по меньшей мере, частично была заполнена огнетушащей текучей средой. Только должно быть гарантировано, что величина занимаемого газом пространства между запорным средством и уровнем огнетушащей текучей среды достаточна для компенсации расширения, вызванного замерзанием огнетушащей текучей среды.
Благодаря использованию запорного устройства, соответствующего настоящему изобретению, противопожарные устройства также могут функционировать в случае, когда есть вероятность, что огнетушащая текучая среда может время от времени замерзать. Предпочтительно, что больше не нужно подмешивать к огнетушащей текучей среде добавку, предохраняющую от замерзания. В частности, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения в качестве огнетушащей текучей среды подходит вода.
Другой задачей изобретения является система тушения пожаров с резервуаром, содержащим огнетушащую текучую среду, с запорным устройством по п.1 формулы изобретения и трубой, расположенной в соединительном элементе, причем труба снабжена, по меньшей мере, одним открытым противопожарным соплом для подачи огнетушащей текучей среды и указанная труба герметически изолирована от погружной трубы запорным средством. Такая система может работать с устройством, соответствующим изобретению, не боясь мороза. Повреждение запорного устройства из-за расширения, вызванного замерзанием, исключено.
Предпочтительно, чтобы для подачи огнетушащих мелких капель были использованы противопожарные распылительные сопла.
Ниже изобретение описано более подробно с помощью чертежа, показывающего вариант осуществления изобретения.
На чертежах:
фиг.1 - вид запорного устройства, соответствующего первому варианту осуществления изобретения;
фиг.2 - вид запорного устройства, соответствующего второму варианту осуществления изобретения.
На фиг.1 показано противопожарное устройство 1 с запорным устройством 2 и находящимся под давлением цилиндром 6. Запорное устройство 2 содержит переходной элемент 8, соединительный элемент 12, восходящую трубу 14 и разрывную мембрану 18а. Погружная труба 10 установлена в находящемся под давлением цилиндре 6 и наклонена в направлении внутренней стенки находящегося под давлением цилиндра 6. Погружная труба 10 расположена ниже уровня огнетушащей текучей среды 4. В случае пожара с помощью системы 22 подачи сжатого воздуха, снабженной клапаном одностороннего действия (не показан), в находящийся под давлением цилиндр 6 подают сжатый воздух и из находящегося под давлением цилиндра 6 вытесняют огнетушащую текучую среду.
Запорное устройство 2 выполнено так, что участки восходящей трубы 14 выходят от соединительного элемента 12 в вертикальном направлении, предпочтительно перпендикулярно. Разрывная мембрана 18а в восходящей трубе 14 установлена выше уровня 16 огнетушащей текучей среды 4. Занимаемое газом пространство 20 расположено между разрывной мембраной 18а и уровнем 16 огнетушащей текучей среды 4.
Если во время работы противопожарного устройства 1 возникают сильные температурные колебания, в частности присутствуют очень низкие температуры, то огнетушащая текучая среда 4 замерзает в находящемся под давлением цилиндре 6. Сначала огнетушащая текучая среда 4 замерзает в области восходящей трубы 14 и соединительного элемента 12. Затем огнетушащая текучая среда 4 замерзает и расширяется в погружной трубе 10 и находящемся под давлением цилиндре 6. Огнетушащая текучая среда, замерзшая в восходящей трубе 14, выдавливается за счет этого расширения в направлении разрывной мембраны 18а. Из-за перемещения ледяной пробки в направлении разрывной мембраны 18а уменьшается занимаемое газом пространство 20. Однако размеры занимаемого газом пространства таковы, что вызванное замерзанием увеличение давления газа всегда остается меньше давления, нужного для разрыва разрывной мембраны 18а. Занимаемое газом пространство 20 компенсирует расширение огнетушащей текучей среды до 10%.
В случае пожара сжатый воздух вдавливают в находящийся под давлением цилиндр 6 благодаря устройству 22 подачи сжатого воздуха. Огнетушащую текучую среду выдавливают через погружную трубу 10, соединительный элемент 12 и восходящую трубу 14 в направлении разрывной мембраны 18а. Далее давление становится больше значения, нужного для разрыва разрывной мембраны 18а, и эта мембрана разрушается. Огнетушащая текучая среда проходит через систему труб (не показана) к противопожарным распылительным соплам (не показаны) и оттуда указанная среда выходит в виде аэрозоля с целью тушения огня.
Другой вариант осуществления изобретения показан на фиг.2. В отличие от фиг.1 в данном случае восходящая труба 14 имеет U-образную форму. Впуск и выпуск восходящей трубы 14 расположены ниже кривого участка восходящей трубы 14. Клапан 18b расположен в занимаемом газом пространстве 20. В случае пожара этот клапан открывают перед тем, как в находящийся под давлением цилиндр 6 подают сжатый воздух или газ.
В варианте, показанном на фиг.2, возможно присутствие текучей среды в трубах по обе стороны восходящей трубы. Занимаемое газом пространство расположено выше уровня 16.
С помощью запорного устройства, соответствующего изобретению, возможно гарантировать экономную морозоустойчивую работу противопожарных систем.