УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА Российский патент 1997 года по МПК A62C31/05 E21B35/00 

Изобретение относится к физико-техническим процессам ликвидации очагов возгораний в закрытых пространствах шахт, штолен, производственных помещений, складах хранения материалов и касается конструкций устройств для осуществления этого процесса.

В настоящее время известны направления развития таких технических средств, наиболее представительным из которых можно считать устройство для тушения пожара, содержащее корпус с камерой, заполненной водой, насос вытеснения воды и средство подачи корпуса к очагу возгорания.

Существенными и очевидными недостатками этого устройства являются неготовность его к использованию экспрессно в момент начала возгорания, длительность процесса подачи к очагу возгорания, а также высокий расход воды для гашения пожара, что сводит устройство технологически и экономически к неэффективному средству для этой цели.

Наиболее близким по технической сущности и принципу использования является устройство для тушения пожара, содержащее контейнер с камерой, заполненной огнегасящей смесью парообразующим составом и соединенный с камерой сопловой насадок для распыления смеси в очаг возгорания.

При очевидной прогрессивности и высокой эффективности это устройство обладает и рядом недостатков, которые не позволяют далее повышать его эффективность и эффективно использовать в условиях ограниченного пространства: помещениях, складах, шахтах и т.п. т.к. его рабочий сопловой насадок приближен непосредственно к месту ожидаемого возгорания (наиболее эмпирически уязвимому к огню) вместе с корпусом, что не позволяет распределять огнеподавляющую распыляемую смесь в других местах закрытого объема, которые первоначально считались "менее" уязвимыми к возгоранию. Т.о. это устройство способно тушить только единый сконцентрированный огневой очаг, в то время как площадное возгорание и возгорание по пространственному объему с его помощью тушить невозможно. Кроме того, высокие удельные расходы пара делают устройство нерентабельным и трудоемким в обслуживании и при техническом уходе за его состоянием готовности.

Предлагаемое устройство направлено на снижение удельного расхода огнеподавляющей смеси, упрощение его обслуживания и использования, повышенную готовность к оперативному использованию для тушения очага в любой точке охраняемого объема помещения (пространства), т.е. высокую степень защищенности охраняемого объекта за счет надежности использования устройства.

Это достигается за счет того, что в устройстве для тушения пожара, содержащем контейнер с камерой, огнеподавляющим составом и сопловым насадком для распыления смеси, этот насадок снабжен разводящими магистралями в виде трубок, оснащенных соплами с диаметром сечения на срезе не более 5 мм при расстоянии между осями сопел от 5 до 10 диаметров их среза.

При этом входное сечение разводящей трубки оснащено разрывной мембраной, а трубки выполнены коаксиальными с термоизоляционной рубашкой в виде сосуда Дьюара.

Такое выполнение устройства позволяет существенно повысить его готовность к мгновенному подавлению очага возгорания в любой точке охраняемого пространства; высокая надежность устройства повышает безопасность хранения материалов, охраны объектов.

Уровень изобретательского инженерного решения данной технической задачи исследован на этот критерий соответствия изобретению. При этом во внимание были приняты источники публикации в данной и родственных областях техники, а также то фактическое условие, что все признаки устройства находятся в единой связи и направлены при этом на достижение единого технико-экономического эффекта при своем совокупном использовании.

Так, в известных источниках выявлены отдельные порознь используемые в технике и технологиях признаки, как:
использование магистралей для раздачи смеси;
использование нескольких сопел для распыления смеси;
использование коаксиального цилиндра в виде сосуда Дьюара.

При формальной технической схожести этих отдельных признаков сопоставительный детальный анализ показал, что они существенно отличаются и по конструктивному техническому исполнению и принципу работы (использования) при пожароподавлении, и по проявляемому эффекту.

Действительно, нет публикации и указаний на конкретное размерное расположение сопел на разводящих магистралях, как нет указаний на конкретное сечение среза сопла, а также известности такой совокупности признаков.

Это позволяет сделать вывод, что предлагаемое устройство соответствует требованиям изобретения и нуждается в защите приоритета.

Устройство для тушения пожара раскрывается далее при описании чертежей, где на фиг.1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 детали конструкции по фиг. 1; на фиг. 3 детали отдельных узлов устройства.

Устройство состоит из контейнера 1, размещенного в зоне 2 возможного очага возгорания (у охраняемого объектива), имеющего камеру 3 с парообразующим составом на основе воды; камера имеет термоэлемент 4 электрического или химического типа (в зависимости от условий объекта: наличие электроэнергии или удаленность от электроисточников), соединенного с термочувствительным пусковым датчиком 5 включения этого элемента 4.

Устройство имеет сопловый насадок 6 для распыления пароогнегасящей смеси из камеры 3 в пространство охраняемого объекта 2. Этот насадок выполнен в виде разводящих трубчатых магистралей 7 радиального и кольцевого разводов вокруг контейнера или на некотором расстоянии от него так, что представляет собой по виду "паутину", на ветвях которой имеются сопла 3, причем диаметр среза 9 этих сопел не более 5 мм (от 2-х до 5-ти мм), а обязательное расстояние между осями этих сопел выбрано экспериментально с шагом от 5 до 10 диаметров их среза 9. Такая конструкция каждого сопла и их взаиморасположение выбраны из условий наиболее эффективного заполнения паром объема объекта 2, исключая при этом холостые пространства между истекающими струями пара и исключая одновременно коагуляцию частиц пара при истечении струи, т.е. все направлено на поддержание паровой атмосферы (среды) в охраняемом объеме объекте 2, т.к. известно, что теплота парообразования и поддержания пара в объеме значительны и требуют отбора большей части тепла от объекта возгорания.

Выходные сечения 10 разводящих трубок 7 имеют разрывные (от давления в камере 3 мембраны 11, которые срабатывают при расчетном давлении пара.

Для сохранения температуры пара при его разводе по трубкам на расстояние от камеры 3 эти трубки 7 выполнены коаксиальными 7 -12 в виде сосуда (удлиненного) Дьюара, обладающего высокими термоизоляционными свойствами в обе стороны. Для усиления пароподдержания в объекте 2 размещают излучатели 13 света ультрафиолетового диапазона волн.

В качестве термоэлемента 4 может быть также использован пиротехнический термитный состав, обладающий высокой тепловой энергией.

Такое выполнение устройства позволяет вести эффективный контроль всего объема охраняемого объекта и оперативное, практически мгновенное его заполнение огнеподавляющей смесью.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Устройство - "паутину" закрепляют в объеме охраняемого объекта 2, трубки 7 разводят по заданным направлениям, они по конструкции и материалу могут быть гибкими, выполненными или из тонкостенного металла, или из термостойкого пластика (коаксиальные труба в трубе). Датчик 5 или несколько таких датчиков закрепляют в наиболее уязвимых к возгоранию материалах или возле них, которые подают сигнал в случае повышения температуры на включение термоэлемента 4, отдающего тепло на парообразование в камере 3 контейнера. При достижении расчетного давления (через 3-10 сек в камере около 20 кгс/ см²) мембраны 11 прорываются и огнеподавляющие пары вводят через систему согласованных в работе сопел 3 в объем объекта, ликвидируя условия для дальнейшего горения материала.

Эффективность огнеподавления использованием именно паров воды (возможно с добавлением антипиренов) проверена заявителем в условиях опытного полигона ЦНИИТрансмаш пос. Елизаветинка. Эффект тушения очагов возгорания паром значительно превосходит такой же процесс, но с использованием воды, т.к. пар, вводимый в объем пожара, мгновенно заполняет все пространство и легко проникает в пары материалов, не обладая вязкостью, подобно воде. К тому же тушение углеводородных материалов вообще не эффективно водой, в то время как использование для этой цели пара, требующего на поддержание своего фазового (парового) состояния значительную тепловую энергию, которую он отбирает от очага возгорания и поддерживает фазы за счет ультрафиолетового излучения, является более прогрессивным и эффективным направлением в этой области ошибок человеческой деятельности.

В устройстве детально не расписано конкретное или вариантное выполнение контейнера и камеры, т.к. это прямо не входит в предмет притязаний, однако обязательным условием является выполнение камеры более прочной из металла, в то время как контейнер защитный и термоизоляционный корпус возможно выполнить из термостойкого армированного стекловолокном пластика.

При необходимости разработчик представит более полное описание, более полные данные по сущности технологического процесса и эффективности данного устройства.

Использование: в области противопожарной техники. Сущность изобретения: нагревают теплом очага пожара емкости с жидкостью до парообразования и мгновенно освобождают емкости от паров, создавая ударную волну. Устройство представляет собой контейнер с камерой, заполненной парообразующим составом, например водой с антипиреном и другими эффективными при борьбе с огнем веществами. Устройство имеет теплоприемную поверхность и разветвленные сопловые насадки. Камера парообразования оборудована термическим составом, например, навеской термита с пороховым воспламенителем. 3 ил.

Устройство для тушения пожара, содержащее контейнер с камерой, заполненной парообразующим составом, и сопловой насадок для распыления смеси, отличающееся тем, что сопловой насадок снабжен разводящими магистралями в виде радиально и концентрично расположенных трубок, оснащенных соплами с диаметром сечения на срезе не более 5 мм при расстоянии между осями сопл от 5 до 10 диаметров их среза, при этом выходное сечение разводящих магистралей оснащено разрывной мембраной, а все трубки магистралей имеют установленные снаружи коаксиально дополнительные трубки для образования термоизоляционной рубашки в виде сосуда Дьюара.