СПОСОБ МОДУЛЬНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ
METHOD OF MODULAR FIRE EXTINGUISHING

Изобретение относится к противопожарной технике.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ пожаротушения по патенту РФ №2429035, в котором тушение пожара осуществляют посредством сосуда, в котором хранят огнетушащее вещество, и соединяют его с пусковым баллоном с рабочим газом (прототип).
Недостатком известной системы является сравнительно невысокая эффективность пожаротушения.
Технический результат - повышение эффективности пожаротушения за счет использования высокократной пены.
Это достигается тем, что в способе модульного пожаротушения, который осуществляют посредством сосуда, в котором хранят огнетушащее вещество, а сосуд, в котором хранится огнетушащее вещество, крепят кронштейнами к строительной конструкции помещения и оснащают его устройством сброса газовой фазы, совмещенным с мерным щупом для огнетушащего вещества и запорно-пусковым устройством, например электромагнитного типа, которое соединено трубопроводом с трубкой для ввода огнетушащей жидкости в пеногенератор, который содержит распылитель, эжектирующую насадку и рассекатель двухфазного потока, при этом распылитель соединяют с корпусом эжектирующей насадки, выполненным в виде диффузора, установленного осесимметрично относительно распылителя, на корпусе эжектирующей насадки, в части, расположенной ближе к распылителю, выполнены, по крайней мере, три окна для эжектирования воздуха, а на выходе закреплен рассекатель двухфазного потока, выполненный в виде круга из сетки или перфорированного материала, при этом корпус распылителя состоит из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер, жестко закрепленный в ней, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека.
На чертеже представлена схема устройства для реализации способа модульного пожаротушения.
Устройство для реализации способа модульного пожаротушения содержит сосуд 1, в котором хранится огнетушащая жидкость. Он крепится кронштейнами 3 к строительной конструкции 4 помещения и имеет устройство сброса газовой фазы 2, совмещенное с мерным щупом для огнетушащего вещества. Сосуд 1 оснащен запорно-пусковым автоматическим устройством 5 (ЗПУ), например электромагнитного типа, которое соединено трубопроводом 6 с трубкой 13 для ввода огнетушащей жидкости в пеногенератор 14.
Пеногенератор вихревого типа включает в себя распылитель, который соединен с корпусом 11 эжектирующей насадки, выполненным в виде диффузора, установленного осесимметрично относительно распылителя. На корпусе 11 эжектирующей насадки, в части, расположенной ближе к распылителю, выполнены, по крайней мере, три окна 12 для эжектирования воздуха, а на выходе закреплен рассекатель 13 двухфазного потока, выполненный в виде круга из сетки или перфорированного материала.
Распылитель содержит корпус, состоящий из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки 5 большего диаметра и втулки 4 меньшего диаметра. Внутри втулки 4 меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек 1, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее. Внешняя поверхность шнека 1 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. Внутри шнека 1 выполнено отверстие 2 с левой (или правой) винтовой нарезкой. Корпус пеногенератора 15 и диффузор 21 охватывает цилиндрическая обечайка 24, соосная корпусу, и закрепленная на нем посредством круглой пластины 25, расположенной перпендикулярно оси корпуса, и имеющей, по крайней мере, три отверстия 26 для прохода воздуха.
Во втулке 5 большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер 7, жестко закрепленный в ней, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку 6. Внутри штуцера 7 соосно выполнено цилиндрическое отверстие 8, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор 9, который соединен с цилиндрической камерой 10, образованной внутренней поверхностью втулки 4 меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека 1.
Пеногенератор вихревого типа работает следующим образом.
При возникновении пожара насосная установка (на чертеже не показано) подает раствор пенообразователя из бака-дозатора или пожарной машины во входной трубопровод пеногенератора, соединенного с отверстием 8 корпуса распылителя.
Раствор пенообразователя подается по цилиндрическому отверстию 8 штуцера 7 в диффузор 9, а из него в камеру 10, из которой под давлением поступает одновременно по двум направлениям: во-первых, в винтовую внешнюю полость шнека 1, образуя внешний вращающийся поток жидкости, и во-вторых, в отверстие 2 с винтовой нарезкой, образуя внутренний вращающийся поток жидкости.
На выходе из распылителя встречаются два вращающихся потока жидкости, причем один поток, например внутренний, совершает вращение в сторону, противоположную внешнему потоку, идущему по шнеку 1, либо может совершать попутное (одинаковое) вращение, если направление винтовых канавок совпадает. При взаимодействии вращающихся потоков на выходе из распылителя происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения в попутных или противоположно вращающихся потоках жидкости (внешнего и внутреннего). При этом суммарный мелкодисперсный вращающийся поток на выходе может иметь направление вращения, которое определяется гидравлическим сопротивлением соответственно внешней или внутренней винтовых полостей и канавок шнека 1, а может быть стационарным, в случае противоположного направления вращения потоков, и равенства их приведенных массовых скоростей. Шнек 1 может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. При среднем давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 8 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости.
После распылителя поток поступает на вход диффузора 11 эжектирующей насадки, и через окна 12 происходит эжектирование воздуха для образования пены, которая направляется в рассекатель 13 двухфазного потока. В начале факела распыленная струя раствора пенообразователя имеет наибольшую скорость и за счет эжекции воздуха формируется пена с пузырьками как малого размера (2÷3 мм в поперечнике), так и с более крупными пузырьками (4÷12 мм в поперечнике). Таким образом, пеногенератор вырабатывает полидисперсную (разноразмерную по пузырькам) пену, которая обладает свойством быстрого растекания по поверхности. По воздуховоду 8 от турбокомпрессора 7, сигнал на включение которого поступает одновременно с сигналом на включение запорно-пускового автоматического устройства 5 от блока управления 9 системой пожаротушения. Для обеспечения автоматического режима пожаротушения ЗПУ 5 и турбокомпрессор 7 соединены электрически через блок управления 9 с дымовыми извещателями 10, 11, 12. Цилиндрическая втулка 15, выполняющая функцию центробежного завихрителя потока жидкости, выполнена с осевым дросселирующим каналом 16, соединенным с трубкой 13 подачи жидкости, и образованным в ее торцевой стенке. Втулка 15 содержит, по крайней мере, три тангенциально направленных канала 17, образованных в боковой стенке втулки 15.
Устройство для реализации способа модульного пожаротушения работает следующим образом.
При возникновении возгорания в защищаемом помещении (на чертеже не показано) извещатели 10, 11, 12 подают сигнал на блок управления 9, который в свою очередь вырабатывает электрический импульс на открытие ЗПУ 5 и включение турбокомпрессора 7.
Жидкость, вытесняемая из емкости 1 сжатым газом, поступает через открытое запорно-пусковое устройство 5, трубку 13 и осевой дросселирующий канал 16 в цилиндрическую камеру смешения 18 центробежного завихрителя. Кроме того, при включении турбокомпрессора 7 осуществляется подача сжатого воздуха в цилиндрическую полость 22 пеногенератора 14, который образует вихревой воздушный поток, поступающий в камеру смешения 18 по тангенциальным каналам 17. В камере смешения 18 происходит смешение вихревого потока воздуха с жидкостью с образованием пены, которая представляет собой дисперсную систему, где пузырьки воздуха заключены в тонкие оболочки негорючей жидкости (водные растворы солей, кислот, поверхностно-активных веществ). Огнегасящий эффект пены основан на изоляции поверхности горящей жидкости от кислорода воздуха и нагретых горючих паров, выделяющихся с поверхности этой жидкости. Пена не только резко сокращает процесс испарения, но и охлаждает поверхность горящей жидкости. Воздушно-механическая пена образуется при механическом смешении воздуха и поверхностно-активного вещества (пенообразователь ПО-1 или ПО-6). В воздушно-механической пене содержится около 90% (по объему) воздуха и 10% водного раствора пенообразователя. Для тушения пожаров эффективнее применять высокократную воздушно-механическую пену, в которой содержится около 99% (по объему) воздуха, 0,96% воды и около 0,04% пенообразователя. Кратность обычной воздушно-механической пены 8÷12, а высокократной - 100 и более. Стойкость воздушно-механической пены: от 20 до 40 мин.
Пену следует применять при горении хлопкового волокна и других плохо смачивающихся волокнистых материалов. Особенно эффективна пена при тушении пожаров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), а также горючих жидкостей.
Способ модульного пожаротушения осуществляют следующим образом.
Сосуд 1, в котором хранится огнетушащее вещество, крепят кронштейнами к строительной конструкции 4 помещения и оснащают его устройством сброса 2 газовой фазы, совмещенным с мерным щупом для огнетушащего вещества и запорно-пусковым устройством 5. ЗПУ 5 соединяют трубопроводом 6 с трубкой 13 для ввода огнетушащей жидкости в пеногенератор, который выполняют в виде выходного сопла с конической диффузорной камерой и центробежного завихрителя потока сжатого воздуха, выполненный в виде цилиндрической втулки 15, внутри которой коаксиально к внешней поверхности втулки располагают цилиндрическую камеру смешения 18, где образуется воздушно-механическая пена.
Выход камеры смешения 18 соединяют со входом соосно расположенной конической диффузорной камеры 21, а сжатый воздух подают в центробежный завихритель и камеру смешения 18 по воздуховоду 8 от турбокомпрессора 7. Сигнал на включение турбокомпрессора 7 подают одновременно с сигналом на включение запорно-пускового автоматического устройства 5 от блока управления 9 системой пожаротушения. Для обеспечения автоматического режима пожаротушения ЗПУ 5 и турбокомпрессор 7 соединяют электрически через блок управления 6 с дымовыми извещателями 10, 11, 12.