Модуль газового пожаротушения (Варианты)
GAS FIRE EXTINGUISHING MODULE (OPTIONS)

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к модулям газового пожаротушения (далее - МГП), использующим в качестве огнетушащего вещества сжиженные газы, находящиеся под избыточным давлением собственных паров или газа-вытеснителя. Известны МГП, содержащие баллон (баллоны) с газовым огнетушащим веществом (ГОТВ), например, хладоном, опционально газ-вытеснитель, создающий дополнительное давление в баллоне, и запорно-пусковое устройство, включающее управляемый клапан для выпуска ГОТВ по сигналу датчиков возгорания [1]. Требования, предъявляемые к таким МГП, включают большой срок автономной работы в состоянии готовности, до 15 лет [2]. Для исключения утечки ГОТВ через разъемные соединения баллона и клапана и неплотностей клапана необходим контроль количества ГОТВ в баллоне. В случае наличия газа-вытеснителя обычно применяется манометрический контроль его давления [3]. При хранении ГОТВ в жидкой фазе в отсутствие газа-вытеснителя давление в баллоне не зависит от количества ГОТВ, и применяется либо измерение уровня ГОТВ встроенным в баллон датчиком уровня, например, емкостным [4], либо взвешивание баллона, непрерывное или периодическое [5].
Манометрический контроль или контроль уровня требуют внесения дополнительных элементов в конструкцию баллона, находящихся под давлением (манометра, электродов емкостного датчика и т.п.) и дополнительных уплотнений и гермовводов, что понижает надежность хранения ГОТВ. Взвешивание требует введения в конструкцию МГП дополнительных подвижных узов крепления баллона и датчиков массы (например, тензометрических, динамометрических), либо обеспечения возможности периодического отсоединения баллона с ГОТВ и его взвешивания. Дополнительные сложности возникают при использовании подвижных креплений баллона в условиях ограниченного пространства компактных встраиваемых МГП [6]. При использовании системы на движущихся транспортных средствах затруднено и взвешивание, и измерение уровня жидкости. Периодическое обслуживание также повышает эксплуатационные расходы.
Предложенное решение (фиг. 1) обеспечивает непрерывный независимый контроль утечки огнетушащего вещества, что позволит повысить надежность системы и/или увеличить межрегламентный период. При этом не требуется какие-либо усложнения элементов, находящихся под давлением ГОТВ. Для обеспечения контроля герметичности баллон с ГОТВ 1, управляемый клапан 2 и выпускной патрубок 3 дополняется конформной диафрагмой 4, полностью или частично отграничивающей их от защищаемого объема. Внутри диафрагмы также размещено не менее одного датчика концентрации паров ГОТВ 5 (например, полупроводниковых или инфракрасных), выходной сигнал которых подается на электронную схему 6, обеспечивающую сигнализацию об утечке при превышении измеренной датчиком концентрации ГОТВ установленного порога.
Диафрагма 4 может быть выполнена как негерметичной, обеспечивающей выход ГОТВ при срабатывании системы через предусмотренные в ней отверстия, так и герметичной или близкой к герметичной, например, выполненной из полимерной пленки, и деформируемой или разрушаемой давлением паров выходящего ГОТВ при срабатывании МГП. Роль негерметичной диафрагмы может выполнять также корпус МГП. Функция диафрагмы заключается в повышении локальной концентрации паров ГОТВ при малых его утечках в месте установки датчика. Установка диафрагмы позволит определить аварийную утечку вне зависимости от внешних условий, например, при установке МГП в шкафах с электронным оборудованием и принудительной вентиляцией.
Датчик 5, установленный внутри объема, ограниченного диафрагмой 4, измеряет концентрацию паров ГОТВ. При превышении заранее установленного порогового значения схема обработки сигнала 6 вызывает появление индикации аварии на соответствующем выходе. Режим работы датчика может быть непрерывным или (например, с целью продления срока службы) повторно-периодическим, определяемым схемой 6.
Рассмотрим типичный пример автономного МГП, размещенного в шкафу габарита 600×600×2100 мм. Нормативные требования предусматривают установку в нем баллона, содержащего до m=1.5 кг хладона 227еа [7], при этом в процессе эксплуатации не допускается утечка более Р=5% вещества [2]. Следовательно, при межрегламентном интервале t=10 лет =87600 ч недопустимой является утечка, превышающая S=m*P/t=0.85 мг/ч.
-3
Конструктивный объем, занимаемый оборудованием МГП (узлами 1, 2, 3, 5 на фиг. 1), может составить V=5 л, и масса содержащегося в нем воздуха m≈V * 1,3 г/л≈6.5 г. Распространенные полупроводниковые датчики газов (хладонов), как правило, надежно определяют концентрацию порядка R=10 в рабочем диапазоне температур течение всего срока службы [8]. Следовательно, кратность обмена воздуха в объеме, ограниченном диафрагмой, не должна превышать: L=S/m * R=0.13/4.
В зависимости от скорости внешних конвективных потоков в месте установки системы выполнение этого условия может быть достигнуто либо установкой негерметичной диафрагмы с отверстиями для выхода ГОТВ, роль которой может также выполнять корпус устройства, либо деформируемой или разрушаемой диафрагмы без специально предусмотренных отверстий.
Литература
1. ГОСТ 50969-96. Установки газового пожаротушения автоматические. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 1996.
2. СП 5.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2009.
3. Н.Ф. Бубырь, Р.П. Воробьев, Ю.В. Быстров. Эксплуатация установок пожарной автоматики. -М., 1988.-С.195-197.
4. Пат.RU 2476760 С2, Устройство для пожаротушения / Пустынников С.С.; заявл. 05.05.2011, опубл. 27.02.2013.
5. Пат. RU 79972 U1, Устройство для взвешивания модуля газового пожаротушения / Глухов В.И.; заявл. 24.09.2008, опубл. 20.01.2009.
6. Пат.RU 2603755 С1, Автономное устройство газового шкафного пожаротушения / Хазова Н.В.; заявл. 21.10.2015, опубл. 27.11.2016.
7. Рекомендации по противопожарной защите приборных шкафов в помещениях АЭС автономной установкой газового пожаротушения. М.: Концерн Росэнергоатом, 2006.
8. IREF-P 32 mm DS4411 Rev.O / N.E.T. Sri. - Milano, Italy: 2018.