ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ ПОДАЧИ ВОДНОЙ ЖИДКОСТИ К ОБЪЕКТУ И УСТАНОВКА ПОЖАРОТУШЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК A62C35/64 

Изобретение относится к источнику питания для подачи водной жидкости к объекту по трубопроводной системе, которая заполнена антифризом так, что в трубопроводной системе существует давление дежурного режима, в котором контейнер для водной жидкости, дополнительный контейнер, который наполнен антифризом, и средство для подачи водной жидкости из контейнера в трубопроводную систему в жидкой фазе, если давление в трубопроводной системе падает ниже давления дежурного режима на первую величину давления, вызывающую немедленное повышение до первого уровня давления в трубопроводной системе, связаны с трубопроводной системой.

В настоящей заявке термин “водная жидкость” означает чистую воду или в зависимости от использования жидкости различные водосодержащие огнегасящие среды.

В патенте США №4326589 описан подобный источник питания, используемый для тушения пожара.

Источники питания для подачи воды к различным объектам, источник питания, содержащий контейнер для воды и насосную установку для подачи воды из контейнера к объекту по трубопроводной системе, которая заполнена водой, весьма широко используются, например, в зданиях для подачи воды из источника свежей воды, а также в трубопроводную систему здания. Другое применение такие источники питания находят в установках пожаротушения.

Кроме того, настоящее изобретение относится к установке пожаротушения, содержащей распылительную головку и источник питания для подачи водной жидкости по трубопроводной системе, которая заполнена антифризом, к объекту, который должен быть защищен от пожара, контейнер для водной жидкости, дополнительный контейнер, который наполнен антифризом, и средство для подачи водной жидкости, которая имеет склонность замерзать в трубопроводной системе и вне ее, в жидкой фазе, если давление в трубопроводной системе падает ниже определенного уровня, находящиеся в соединении с трубопроводной системой.

Существуют определенные окружающие условия, в которых вода или водная жидкость, подлежащая подаче, подвергается опасности замерзания. Эта проблема является обычной при различных ситуациях в странах, в которых температура опускается ниже температуры замерзания воды. Некоторые области применения относятся к системам без рециркуляции, т.е. к системам, в которых количество жидкости уменьшается по мере ее использования для конкретной цели. Примером является последняя из упомянутых установка пожаротушения, в которой в качестве огнегасящей среды используется вода. В этом случае особенно важно, чтобы огнегасящая среда не замерзала, поскольку в этом случае установка не сможет действовать.

В некоторых областях применения проблему замерзания решают путем добавления к воде вещества, которое предотвращает замерзание. Однако вещества, которые предотвращают замерзание, или антифризы, являются дорогими; фактически намного дороже воды или водных жидкостей. Чем крупнее объект и больше объем жидкости, тем более дорогостоящей будет добавка антифриза. Вследствие этого использование антифризов в источниках питания с большими контейнерами связано с проблемой высокой стоимости.

Примером использований, в которых возникают такие проблемы, является установка пожаротушения, размеры которой рассчитаны на большие пожары, и в которой потребляется большее количество огнегасящей среды. Кроме того, если антифриз смешивается с водой или с водной жидкостью в установке пожаротушения, в которой используется водная жидкость, получающаяся в результате огнегасящая среда имеет худшую способность к гашению пожара, чем жидкость, в которую антифриз не примешан. Поэтому использование антифризов приводит к возникновению дополнительной проблемы, связанной с ухудшением эффективности действия.

Чтобы избежать больших затрат, вещества, которые предотвращают опасность замерзания, иногда исключают из водной жидкости, что может иметь серьезные последствия, например, для установок пожаротушения. Водную жидкость также заменяют жидкостью, которая опасна для окружающей среды. Кроме того, в некоторых случаях количество воды можно уменьшить, но, например, для установок пожаротушения это, естественно, связано с риском.

В патенте США №4326589 описана установка пожаротушения с использованием в начальной стадии антифриза в трубопроводной системе, после которой к разбрызгивателям подается вода.

Задача настоящего изобретения заключается в создании источника питания для подачи водной жидкости, который обеспечивает возможность автоматической подачи водной жидкости к объекту без опасности замерзания и при использовании только небольшого количества дорогостоящих веществ, которые предотвращают замерзание воды.

Для решения этой задачи источник питания отличается тем, что средство для подачи водной жидкости из контейнера содержит в качестве части источника питания насосную установку, содержащую насос и привод для насоса, источник питания содержит дополнительную насосную установку, содержащую насос и привод для насоса, при этом дополнительная насосная установка выполнена с возможностью поддержания давления дежурного режима в трубопроводной системе и подачи антифриза из дополнительного контейнера в трубопроводную систему, если давление в трубопроводной системе падает ниже давления дежурного режима на вторую величину давления, обеспечивающий немедленное повышение до второго уровня давления в трубопроводной системе, при этом второй уровень давления выше первого уровня давления.

Поскольку антифриз необходим только в участках системы, которые могут быть подвержены воздействию холода, объем дополнительного контейнера может быть в несколько раз меньше объема контейнера, который используется для водной жидкости. Естественно, что контейнер, наполненный водной жидкостью, должен быть расположен на месте, где водная жидкость не может замерзнуть.

Предпочтительные варианты осуществления источника питания раскрыты в пунктах 2-11 приложенной формулы изобретения.

Основное преимущество источника питания заключается в том, что он дает возможность снижения использования дорогостоящих веществ, которые предотвращают замерзание воды, что особенно существенно, когда контейнер большой, т.е. находится в соединении с системой, в которой используются большие количества воды, которая не должна замерзать.

Установка пожаротушения согласно изобретению отличается тем, что средство для подачи водной жидкости из контейнера содержит в качестве части источника питания насосную установку, содержащую насос и привод для насоса, источник питания содержит дополнительное насосное средство, содержащее насос и привод для насоса, при этом дополнительная насосная установка выполнена с возможностью поддержания давления дежурного режима в трубопроводной системе и подачи антифриза из дополнительного контейнера в трубопроводную систему, если давление в трубопроводной системе падает ниже давления дежурного режима на вторую величину давления, обеспечивающую немедленное повышение до второго уровня давления в трубопроводной системе, при этом второй уровень давления находится выше первого уровня давления.

В источнике питания и в установке пожаротушения согласно изобретению замерзающая жидкость заменяется антифризом только тогда, когда это необходимо, т.е. в условиях, когда имеется время для замерзания жидкости, подверженной замерзанию, при этом замерзающая жидкость может использоваться в течение короткого периода времени, т.е. когда нет времени для замерзания жидкости, подверженной замерзанию.

Установка пожаротушения особенно пригодна для поездов. Эта область использования дает возможность существенного снижения затрат на огнегасящую среду.

Предпочтительные варианты осуществления установки пожаротушения раскрыты в пунктах 13-15 приложенной формулы изобретения.

Основное преимущество установки пожаротушения заключается в том, что затраты на огнегасящую среду могут удерживаться низкими, особенно, когда используется большое количество огнегасящей среды. В то же самое время огнегасящая среда обладает хорошей способностью к тушению пожара и практически не может замерзнуть.

Ниже только для примера изобретение будет описано более подробно со ссылкой на сопровождающий чертеж, на котором показана установка пожаротушения в железнодорожном вагоне и источник питания для установки пожаротушения.

На чертеже показана система, которая содержит три железнодорожных вагона 1, 2, 3 поезда. Один вагон 3 из железнодорожных вагонов содержит источник питания с насосными установками 6, 10. Последний железнодорожный вагон 3 может быть назван насосным вагоном. Поезд снабжен установкой пожаротушения, которая содержит источник питания и несколько распылительных головок 15. Источник питания предназначен для подачи огнегасящей среды в виде водной жидкости к распылительным головкам 15 по трубопроводной системе 4. Железнодорожные вагоны 1, 2 снабжены датчиками 19 и секционными клапанами 20, посредством которых в случае пожара могут быть разблокированы необходимые группы распылительных головок. В качестве варианта все распылительные головки 15 в железнодорожном вагоне могут быть разблокированы при обнаружении пожара в этом вагоне. Кроме того, распылительные головки 15 могут быть выполнены с возможностью раздельной разблокировки, и в этом случае они обычно содержат активизируемые теплотой пусковые устройства и снимаются с блокировки тогда, когда их пусковые устройства взрываются или плавятся при нагревании.

Источник питания содержит большой контейнер 5, наполненный водной жидкостью. Поскольку контейнер 5 находится в насосном вагоне, который функционирует как пространство, теплоизолированное по отношению к окружающей среде, то отсутствует опасность замерзания жидкости, которое в противном случае могло бы произойти в среде, окружающей установку пожаротушения. Контейнер 5 имеет большой объем, например 20-30000 л. Насосная установка 6 предназначена для подачи по трубе водной жидкости из контейнера 5 в трубопроводную систему 4, при этом установка содержит насос 7 высокого давления, который может создавать давление, например от 50 до 200 бар, и дизельный двигатель 8 мощностью, например 200 кВт, в качестве привода для насоса.

Источник питания содержит дополнительный контейнер 9, который наполнен антифризом. Насосная установка 10, которая содержит насос 11 и электродвигатель 12 в качестве привода для насоса, предназначена для подачи по трубопроводу 13 антифриза из контейнера 9 в трубопроводную систему 4. Датчик давления 14 и аккумулятор 16 присоединены к трубопроводу 13.

Клапан 17 введен в трубопровод 13 между контейнером 9 и вагоном 1. Клапан 17, когда он закрыт, предотвращает прохождение жидкости обратно в контейнер 9.

Ниже будет пояснена работа системы, показанной на чертеже.

Для примера трубопроводная система 4 заполнена антифризом. Следовательно, трубопроводную систему 4 можно расположить в окружающей среде, где температура падает ниже температуры замерзания воды без опасности замерзания жидкости в трубопроводе. В трубопроводной системе 4 до начала работы распылительных головок 15 поддерживается давление режима ожидания, например от 10 до 30 бар. Поскольку трубопроводная система 4 обычно проходит от одного вагона к нескольким другим вагонам, между вагонами должны быть соединительные муфты 18, которые можно соединять и разъединять, когда вагоны прицепляют или отцепляют от поезда.

На практике давление в трубопроводной системе 4 изменяется, даже если распылительная головка 15 не снимается с блокировки. Чтобы гарантировать заполнение трубопроводной системы 4 жидкостью при всех обстоятельствах и чтобы выровнять изменения давления, насосная установка 10 выполнена с возможностью поддержания в трубопроводной системе давления режима ожидания. Датчик давления 14 контролирует давление режима ожидания так, что он запускает двигатель 12, если давление в трубопроводной системе 4 падает ниже давления режима ожидания на вторую величину давления, вызывая немедленное повышение давления в трубопроводной системе до второго уровня давления. Второй уровень давления только несколько ниже давления режима ожидания. Второй уровень давления составляет, например, 20 бар. Если вследствие повышения давления насосной установкой 14 давление возрастает сверх определенного более высокого значения, например сверх 30 бар, датчик давления 14 останавливает двигатель 12. Поскольку двигатель 12 не может быть включен и выключен несколько раз в течение короткого периода времени, для подачи антифриза в трубопровод 13 и в трубопроводную систему 4 установлен аккумулятор 16. Аккумулятор 16 действует в качестве буфера.

Если распылительная головка 15 установки пожаротушения начинает распылять жидкость в результате того, что датчик 19 отреагировал на пожар и выдал сигнал на открывание секционного клапана 20, давление в трубопроводной системе 4 падает на первую величину давления, обуславливая установление первого уровня давления в трубопроводной системе 4. Когда первый уровень давления составляет, например, 5 бар, датчик давления 14 реагирует на падение давления и выдает сигнал дизельному двигателю 8, так что он запускается, и в этом случае насос 7 начинает закачивать водную жидкость при высоком давлении в трубопроводную систему 4. Например, предпочтительно, чтобы значение давления находилось в пределах от 50 до 200 бар. Обратный клапан 25 предотвращает обратное протекание жидкости при высоком давлении в дополнительную насосную установку 10. Поскольку температура водной жидкости относительно высокая и она проходит по трубопроводной системе с относительно высокой скоростью, не имеется достаточного времени для снижения температуры жидкости в такой степени, чтобы она замерзала. В результате жидкость выходит из распылительных головок 15.

Следовательно, датчик давления управляет приводами обеих насосных установок, т.е. электродвигателем 12 и дизельным двигателем 8. Вместо датчика давления 14 можно использовать ряд мембранных переключателей, которые выдают сигналы на насосные установки, когда давление падает ниже определенного уровня или превышает его.

Поскольку антифриз необходим только для компенсации возможной утечки в трубопроводной системе 4 до начала работы установки пожаротушения, во время которой распыляется огнегасящая среда, объем контейнера 9 может быть в несколько раз меньше объема крупного контейнера 5. Например, объем контейнера 9 может быть 100-300 л.

Ссылочным номером 21 обозначен запорный клапан, который предотвращает подачу насосной установкой 10 антифриза в трубопроводную систему при слишком высоком давлении, которое может создаваться, если датчик давления 14 не работает соответствующим образом, и которое может вызвать повреждение элементов источника питания. Если создается давление свыше 30 бар, оно сбрасывается обратно в контейнер 9 по трубе 24. Запорный клапан 21 действует как предохранительный клапан.

Ссылочным номером 22 обозначен запорный клапан, который предотвращает подачу насосной установкой 6 водной жидкости в трубопроводную систему 4 при высоком давлении, например свыше 200 бар, если датчик давления 14 не работает соответствующим образом. Такое давление сбрасывается обратно в контейнер 5 по трубе 23. Запорный клапан 22 выполняет ту же самую функцию, что и запорный клапан 21, и поэтому также может быть назван предохранительным клапаном.

Выше изобретение описано с помощью только одного примера. Поэтому необходимо подчеркнуть, что элементы изобретения можно изменять различным образом в рамках приложенной формулы изобретения. Например, можно изменить конфигурацию насосных установок. Двигатель 8 может быть электродвигателем, а двигатель 12 может быть дизельным двигателем. Контейнеры 5, 9 могут отличаться от описанных выше; однако, не должна изменяться основная идея, т.е. контейнер 5 должен быть значительно больше контейнера 9, а также очень большим в абсолютном смысле, обычно объемом в тысячи литров. Систему можно использовать не в железнодорожном вагоне, а в ином месте, и нет необходимости в том, чтобы она содержала установку пожаротушения, хотя изобретение особенно пригодно для установок пожаротушения. Предпочтительно, но необязательно, чтобы антифриз, который находится в трубопроводной системе, был тем же самым антифризом, который был использован в дополнительном контейнере 9.

Источник питания для подачи водной жидкости к объекту и установка пожаротушения. Данный источник питания обеспечивает возможность автоматической подачи водной жидкости к объекту без опасности замерзания. Источник питания для подачи водной жидкости к объекту по трубопроводной системе, которая заполнена антифризом так, что в трубопроводной системе поддерживается давление дежурного режима, в котором контейнер для водной жидкости, дополнительный контейнер, который наполнен антифризом, и средство для подачи водной жидкости из контейнера в трубопроводную систему в жидкой фазе, если давление в трубопроводной системе падает ниже давления дежурного режима на первую величину давления, обеспечивающую немедленное повышение до первого уровня давления в трубопроводной системе, соединены с трубопроводной системой. Чтобы обеспечить экономию и автоматическую подачу водной жидкости к объекту без опасности замерзания жидкости, средство для подачи водной жидкости из контейнера включает в качестве части источника питания насосную установку, содержащую насос и привод для насоса, источник питания содержит дополнительную насосную установку, содержащую насос и привод для насоса, при этом дополнительная насосная установка выполнена с возможностью поддержания давления дежурного режима в трубопроводной системе и подачи антифриза из дополнительного контейнера в трубопроводную систему, если давление в трубопроводной системе падает ниже давления дежурного режима на вторую величину давления, вызывающую немедленное повышение до второго уровня давления в трубопроводной системе, при этом второй уровень давления находится выше первого уровня давления. 2 с. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Источник питания для подачи водной жидкости к объекту (1, 2) по трубопроводной системе (4), которая заполнена антифризом так, что в трубопроводной системе поддерживается давление дежурного режима, в котором контейнер (5) для водной жидкости, дополнительный контейнер (9), который наполнен антифризом, и средство (6) для подачи водной жидкости из контейнера (5) в трубопроводную систему в жидкой фазе, если давление в трубопроводной системе падает ниже давления дежурного режима на первую величину давления, обеспечивающую немедленное повышение до первого уровня давления в трубопроводной системе, соединены с трубопроводной системой, отличающийся тем, что средство (6) для подачи водной жидкости из контейнера (5) включает в качестве части источника питания насосную установку, содержащую насос (7) и привод (8) для насоса, источник питания содержит дополнительную насосную установку (10), содержащую насос (11) и привод (12) для насоса, при этом дополнительная насосная установка выполнена с возможностью поддержания давления дежурного режима в трубопроводной системе (4) и подачи антифриза из дополнительного контейнера (9) в трубопроводную систему (4), если давление в трубопроводной системе падает ниже давления дежурного режима на вторую величину давления, вызывающую немедленное повышение до второго уровня давления в трубопроводной системе, при этом второй уровень давления находится выше первого уровня давления.2. Источник по п.1, отличающийся тем, что объем дополнительного контейнера (9) в несколько раз меньше объема контейнера (5).3. Источник по п.1, отличающийся тем, что привод (12) для насоса (11) выполнен в виде электродвигателя.4. Источник по п.1, отличающийся тем, что аккумулятор (16) включен в трубопроводную систему (4), при этом аккумулятор установлен для компенсации разностей давлений в трубопроводной системе путем подачи антифриза в трубопроводную систему.5. Источник по п.1, отличающийся тем, что насос насосной установки (6) выполнен в виде насоса (7) высокого давления.6. Источник по п.1, отличающийся тем, что насосная установка (6) выполнена с возможностью обеспечения в трубопроводной системе (4) давления от 50 до 200 бар.7. Источник по п.1, отличающийся тем, что привод (8) для насоса (7) насосной установки (6) выполнен в виде дизельного двигателя.8. Источник по п.1, отличающийся тем, что трубопроводная система (4) снабжена датчиком (14) давления для включения дополнительной насосной установки (10), когда давление в трубопроводной системе падает ниже давления дежурного режима на вторую величину давления.9. Источник по п.1, отличающийся тем, что трубопроводная система (4) снабжена датчиком (14) давления для включения насосной установки (6), когда давление в трубопроводной системе падает ниже давления дежурного режима на первую величину давления.10. Источник по п.1, отличающийся тем, что насос (11) дополнительной насосной установки выполнен с возможностью поддержания в трубопроводной системе (4) давления дежурного режима от 10 до 30 бар.11. Источник по п.1, отличающийся тем, что контейнер (5), наполненный водной жидкостью, находится в теплоизолированном пространстве.12. Установка пожаротушения, содержащая распылительную головку (15) и источник питания для подачи водной жидкости по трубопроводной системе (4), которая заполнена антифризом так, что в трубопроводной системе поддерживается давление дежурного режима, к объекту (1, 2), защищаемому от пожара, в которой контейнер (5) для водной жидкости, дополнительный контейнер (9), который наполнен антифризом, и средство (6) для подачи водной жидкости, которая имеет склонность замерзать в трубопроводной системе и вне ее, в жидкой фазе, если давление в трубопроводной системе падает ниже давления дежурного режима на первую величину давления, вызывающую немедленное повышение до первого уровня давления в трубопроводной системе, соединены с трубопроводной системой, отличающаяся тем, что средство для подачи водной жидкости из контейнера (5) содержит в качестве части источника питания насосную установку (6), содержащую насос (7) и привод (8) для насоса, источник питания содержит дополнительную насосную установку (10), содержащую насос (11) и привод (12) для насоса, при этом дополнительная насосная установка выполнена с возможностью поддержания давления дежурного режима в трубопроводной системе посредством трубопровода (13) и подачи антифриза из дополнительного контейнера (9) в трубопроводную систему (4), если давление в трубопроводной системе падает ниже давления дежурного режима на вторую величину давления, вызывающую немедленное повышение до второго уровня давления в трубопроводной системе, при этом второй уровень давления находится выше первого уровня давления.13. Установка по п.11, отличающаяся тем, что объект представляет собой поезд, в котором расположена установка, а контейнер (5) размещен в теплоизолированном пространстве железнодорожного вагона (3).14. Установка по п.13, отличающаяся тем, что весь источник питания расположен в железнодорожном вагоне (3).15. Установка по п.12, отличающаяся тем, что объем дополнительного контейнера (9) в несколько раз меньше объема контейнера (5).