ПРОТИВОПОЖАРНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1999 года по МПК A62C31/00 A62C35/02 A62C35/62 

Изобретение относится к противопожарному оборудованию, содержащему источник жидкости, насос, соединенный с источником жидкости и, предпочтительно, обладающий высоким давлением жидкости и сравнительно небольшим потоком, и источник газа, соединенный посредством трубопровода с выходной линией насоса для смешивания газа с выходящей пожаротушащей жидкостью, подводимой к распылительным головкам.

Некоторые очаги горения бензина, например, очаг горения керосина в самолетном реактивном двигателе, подвергаемом тяговым испытаниям в ангаре, практически не удается потушить даже средством подачи мощных туманообразных струй жидкости, как это предлагается, например, в международной заявке PCT/FI 92/00155. Такой очаг горения в реактивном двигателе гасится только тогда, когда весь ангар, объем которого обычно может составлять примерно 3000 см³, подвергнут "полному затоплению", т.е. он практически полностью оказывается заполненным туманом из частиц жидкости очень малого размера.

Жидкостной туман может быть в принципе получен посредством устройства, такого, как описан в WO 93/10859. В этой заявке выходящая напорная труба гидравлического аккумулятора имеет стеновые отверстия, в результате чего выдавливающий газ аккумулятора первоначально вытесняет только жидкость, и после понижения уровня жидкости до уровня расположения самого верхнего стенового отверстия постепенно начинает происходить перемешивание выдавливающего газа в выходящей жидкости, прогрессирующее с дальнейшим опусканием уровня жидкости и возрастанием числа открывающихся стеновых отверстий. На конечном этапе опорожнения аккумулятора можно получить жидкостной туман с достаточно мелкими капельками, пригодный для рассматриваемой цели, но при этом напрасно расходуется слишком большая доля жидкости, содержащейся в гидравлическом аккумуляторе.

Целью настоящего изобретения является создание устройства, позволяющего с самого начала эффективно подавать жидкость при немедленном эффективном перемешивании газа в жидкости.

Данная задача решается посредством противопожарного устройства, содержащего источник жидкости, насос, соединенный с источником жидкости и, предпочтительно, имеющий высокое давление жидкости и поток меньше возможной пропускной способности распылительных головок при максимальном рабочем давлении, и источник газа, соединенный посредством трубопровода с выходной линией насоса для перемешивания газа с проходящей пожаротушащей жидкостью, подводимой к распылительным головкам, в котором, согласно изобретению, источник газа соединен с выходной линией насоса для получения мелкодисперсного жидкостного тумана, начальное давление заряженного источника газа является белее высоким, чем рабочее давление насоса, по меньшей мере, одна емкость с жидкостью соединена с источником газа и выходной линией насоса, и расположена между ними, причем емкость выполнена с возможностью втекания жидкости из емкости в выходную линию посредством выдавливающего газа из источника газа, а начальное давление заряженного источника газа и объем емкости с жидкостью выбраны по отношению друг к другу таким образом, что при опорожнении емкости с жидкостью давление источника газа, по крайней мере, по существу такое же, что и рабочее давление насоса.

Газ является необходимым для тонкого диспергирования капелек жидкости, которые обеспечивают получение тонкодисперсного жидкостного тумана. При повышении давления в линии, идущей к соплам, жидкостной туман становится еще более мелкодисперсным.

Предпочтительно, чтобы источник газа был выполнен с возможностью перемешивания газа в выходной линии насоса при давлении, по меньшей мере, по существу таком же высоком, что и давление насоса.

Преимущественно, источник газа может представлять собой множество баллонов со сжатым газом, соединенных параллельно. Этим газом может быть азот, аргон, воздух и т.д. В принципе может быть использован любой подходящий газ. Содержимое баллонов со сжатым газом может частично находиться в жидком виде, в зависимости от типа взятого газа. Давление заряженных газовых баллонов, так же, как и рабочее давление насоса, может составлять примерно 50-200 бар (5-20 МПа), хотя при этом приемлемыми являются как меньшие, так и большие давления.

Термин "сравнительно небольшой поток через насос" означает, что поток меньше возможной пропускной способности распылительных головок при максимальном рабочем давлении. Поток через насос может составлять 10-80%, предпочтительно 20-50%, от полного потока пожаротушащей текучей среды при максимальном рабочем давлении.

Таким образом, можно обойтись небольшим насосом, который не является дорогим и который расходует немного электрической энергии.

Целесообразно, чтобы в линии между баллонами со сжатым газом и выходной линией насоса имелся дроссель.

Желательно, чтобы начальное давление заряженного источника газа составляло 100-300 бар (10-30 МПа), а поток насоса составлял примерно 10-80% от полного потока пожаротушащей текучей среды при максимальном рабочем давлении.

В случае так называемых чисто нефтяных пожаров часто оказывается целесообразным примешивать пенный концентрат к пожаротушащей жидкости для получения огнесглаживающей пены, чем предотвращается повторное возгорание. Используемые для этой цели известные устройства обычно оказывались неэффективными, поскольку дым, возникающий при горении, разрушает пену, т.е. он препятствует превращению пенного концентрата в пену.

Возможно, чтобы устройство содержало узел примешивания пены с источником примешиваемой пены и устройство примешивания пены, причем в линии, идущей от источника газа к выходной линии насоса, было установлено реле давления, выполненное с возможностью подачи сигнала при падении давления до заданного уровня, например, до 30 бар (3 МПа), для управления клапаном, воздействующим на операцию примешивания пены к тушащей жидкости.

Полезно, чтобы реле давления было выполнено с возможностью закрытия клапана при заданном уровне давления для примешивания концентрата пены к пожаротушащей жидкости, причем клапан был выполнен с возможностью при его нахождении в открытом состоянии предотвращать примешивание концентрата пены к пожаротушащей жидкости.

Устройство, согласно настоящему изобретению, обеспечивает эффективное образование пены, обусловленное подачей сравнительно большого количества чистого газа, например, азота, введенного противотоком, который ограждает дым от прямого контакта с введенным пенным концентратом.

При пожаре, например, на автомобильной палубе автомобильного парома будет также гореть и другой материал, отличный от нефти, такой как древесина, картон и т. д. Для обеспечения также возможности тушения и таких пожаров в предпочтительном варианте осуществления изобретения источник газа, предпочтительно состоящий из множества газовых баллонов, устроен так, что он может на первом этапе опорожнить одну или несколько емкостей с жидкостью, чтобы, по меньшей мере, сбить пламя, причем давление газа выбрано таким, что, когда емкости с жидкостью оказываются пустыми, давление газа остается, по меньшей мере, по существу столь же высоким, что и рабочее давление насоса.

Изобретение будет далее описано со ссылкой на приложенные чертежи, изображающие два предпочтительных варианта осуществления устройства, согласно изобретению, где
на фиг. 1 показан вариант осуществления изобретения с немедленным получением мелкодисперсного жидкостного тумана;
на фиг. 2 - вариант осуществления изобретения с начальным распылением жидкости и последующим получением мелкодисперсного жидкостного тумана и пены.

Вариант осуществления изобретения, показанный на фиг. 1, включает насос 1 с выходной линией 2, ведущей к множеству распылительных головок 3. Насос 1 может представлять собой насос высокого давления с рабочим давлением в области 50-200 бар (5-20 МПа). Множество баллонов 4 со сжатым газом, соединенных параллельно, соединены с выходной линией 2 насоса через обратный клапан 5, препятствующий проникновению жидкости в баллоны 4 со сжатым газом. Обратный клапан 6, установленный на выходной линии 2, насоса также служит для того, чтобы обеспечивалась правильная подача газа. Баллоны 4 со сжатым воздухом могут быть также наполнены азотом. Приемлемое давление газа в баллонах со сжатым газом может находиться в области 100-300 бар (10-30 МПа).

В линии 30 между баллонами со сжатым газом и выходной линией 2 насоса установлен дроссель 31. Дроссель 31 предназначен для обеспечения возможности регулирования отношения смешения жидкости с газом пожаротушащей текучей среды, проходящей по выходной линии 2. Наличие дросселя 31 не является обязательным. Можно полагать, что отношение смешения может регулироваться изменением размера линии 30.

На фиг. 2 ссылочным номером 11 обозначен насосный агрегат, который может, например, содержать два насоса по 11 кВт, каждый из которых обладает производительностью порядка 50 л/мин и давлением примерно 120 бар (12 МПа). Выходная линия 12 ведет к множеству зон горения А-Е, содержащих соответствующие распылительные головки, или спринклеры 13А-13Е. Каждый насос имеет множество баллонов 14 со сжатым газом и множество емкостей 15 с жидкостью с суммарным объемом, например, 400 л. Сжатый газ с начальным давлением, например, 200 бар (20 МПа) сначала выдавливает жидкость из емкостей 15 в соответствующую зону горения с расходом, например, 1000 л/мин, после чего устройство в принципе действует так же, как и в случае фиг. 1. После опорожнения баллонов от жидкости давление в баллонах со сжатым газом 14 падает до 120 бар (12 МПа), т.е. до величины давления насоса 11. Затем давление насоса 11 саморегулируется для совпадения с давлением в баллонах 14 со сжатым газом, в результате чего поток через насос оказывается равным 20-100 % от уменьшающегося полного потока тушащей текучей среды. При отсутствии газа в баллонах 14 со сжатым газом и падении давления газа до нуля поток через насос составляет 100% от полного потока тушащей текучей среды.

Емкость для пенного концентрата обозначена ссылочным номером 16, а устройство для примешивания пены - ссылочным номером 17. Емкость со свежей водой объемом, например, 3000 л, обозначена ссылочным номером 18; и линия подачи морской или озерной воды - ссылочным номером 19.

На первом этапе после освобождения емкостей 15 от жидкости эффективность действия насосного агрегата 11 является незначительной. На упомянутом первом этапе должен быть открыт клапан 20, в результате чего вода не будет поступать в устройство примешивания пены 17, посредством чего это устройство остается незадействованным, поскольку примешивание пены к пожаротушащей текучей среде должно исключаться на начальном этапе пожаротушения. Обусловлено это тем, что пена оказывает отрицательный эффект, делая капельки, выходящие из сопел, более крупными, чем предотвращается образование мелкодисперсного жидкостного тумана. На начальном этапе пожаротушения особенно желательным является мелкодисперсный жидкостной туман. Таким образом, пена не является полезной на начальном этапе пожаротушения.

После опорожнения емкостей 15 эффективность образования мелкодисперсного жидкостного тумана может поддерживаться при примерных значениях, приведенных выше, в течение примерно получаса при использовании емкости со свежей водой 18, после чего, если необходимо, может быть использована морская или озерная вода.

После подавления огня водяным туманом клапан 20 может предпочтительно быть закрыт, чтобы пена стала поступать в пожаротушащую текучую среду, образуя толстое пленное покрывалом, которое будет препятствовать повторному возгоранию. Следует заметить, что устройство согласно фиг. 2 может вообще не содержать устройство для примешивания пены. На практике, клапан 20 закрывают тогда, когда реле давления 140, установленное в линии 130, сигнализирует о падении давления ниже заданной величины, например, ниже 30 бар (3 МПа). Этим сигналом управляется клапан 20.

Альтернативно, баллоны 14 с газом могут естественно быть присоединены к выходной линии 12, минуя емкости с жидкостью 15.

Изобретение было описано посредством рассмотрения примеров, и по этой причине следует заметить, что изобретение может меняться в деталях самым различным образом в рамках приложенной формулы изобретения. Так, например, может изменяться вид источника сжатого газа. Не обязательно источник газа составляется из баллонов со сжатым газом.

Цель изобретения состоит в создании нового устройства пожаротушения, позволяющего с самого начала эффективно подавать жидкость при немедленном эффективном давлении и перемешивании газа в жидкости. Это достигается соединением выходной линии насоса высокого давления, имеющего сравнительно небольшой поток, с множеством баллонов со сжатым газом с таким же давлением, что и у насоса. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Противопожарное устройство, содержащее источник жидкости, насос, соединенный с источником жидкости и, предпочтительно, имеющий высокое давление жидкости и поток меньше возможной пропускной способности распылительных головок при максимальном рабочем давлении, и источник газа, соединенный посредством трубопровода с выходной линией насоса для перемешивания газа с проходящей пожаротушащей жидкостью, подводимой к распылительным головкам, отличающееся тем, что источник газа соединен с выходной линией насоса для получения мелкодисперсного жидкостного тумана, начальное давление заряженного источника газа является более высоким, чем рабочее давление насоса, по меньшей мере одна емкость с жидкостью соединена с источником газа и выходной линией насоса и расположена между ними, причем емкость выполнена с возможностью втекания жидкости из емкости в выходную линию посредством выдавливающего газа из источника газа, а начальное давление заряженного источника газа и объем емкости с жидкостью выбраны по отношению друг к другу таким образом, что при опорожнении емкости с жидкостью давление источника газа, по крайней мере по существу такое же, что и рабочее давление насоса. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник газа выполнен с возможностью перемешивания газа в выходной линии насоса при давлении по меньшей мере по существу таком же высоком, что и давление насоса. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник газа содержит множество баллонов со сжатым газом, соединенных параллельно. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в линии между баллонами со сжатым газом и выходной линией насоса имеется дроссель. 5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что начальное давление заряженного источника газа составляет 100 - 300 бар (10 - 30 МПа), а поток насоса составляет примерно 10 - 80% от полного потока пожаротушащей текучей среды при максимальном рабочем давлении. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит узел примешивания пены с источником примешиваемой пены и устройство примешивания пены, причем в линии, идущей от источника газа к выходной линии насоса, установлено реле давления, выполненное с возможностью подачи сигнала при падении давления до заданного уровня, например, до 30 бар (3 МПа), для управления клапаном, воздействующим на операцию примешивания пены к тушащей жидкости. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что реле давления выполнено с возможностью закрытия клапана при заданном уровне давления для примешивания концентрата пены к пожаротушащей жидкости, причем клапан выполнен с возможностью при его нахождении в открытом состоянии предотвращать примешивание концентрата пены к пожаротушащей жидкости.

Приоритет по пунктам:
14.04.94 - по пп.1 - 3;
13.04.95 - по пп.4 и 5;
28.04.94 - по пп.6 и 7.