УСТАНОВКА ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА Российский патент 2005 года по МПК A62C37/08 

Изобретение относится к установке для тушения пожара на объекте, при этом установка содержит несколько распылительных головок, число которых меньше суммарного числа распылительных головок, приводимых в действие в соответствии с местом пожара на объекте, и нагнетательный источник для подачи огнегасящей среды по трубопроводной системе к приведенным в действие распылительным головкам, нагнетательный источник содержит насосную установку, включающую насос, для того, чтобы создать посредством действия насосной установки давление подачи для закачивания огнегасящей среды в приведенную в действие распылительную головку/головки, насосная установка содержит управляющее устройство, выполненное с возможностью увеличения расхода огнегасящей среды из насосной установки при повышении числа разблокированных распылительных головок.

Известные установки пожаротушения обычно рассчитаны на создание конкретного, главным образом, постоянного потока из каждой распылительной головки или разбрызгивателя, т.е. из распылительной головки, содержащей пусковое средство (обычно ампулу, которая взрывается при высоких температурах), не зависящего от числа распылительных головок и разбрызгивателей в установке пожаротушения. Поэтому независимо от числа разблокированных распылительных головок в установке к каждой распылительной головке подводится постоянный поток. Если установка содержит большое количество распылительных головок, их можно распределить по пожарным зонам таким образом, что активизируется только зона, в которой обнаружен пожар. Расход огнегасящей среды для каждой распылительной головки остается постоянным независимо от числа активизированных зон.

В Международной публикации WO 9425112 описана система пожаротушения, содержащая нагнетательный источник, включающий насос, частота вращения которого регулируется таким образом, что достигается заранее заданное постоянное значение рабочего давления, при этом обеспечивается возможность изменения расхода. Эта регулировка осуществляется независимо от числа разблокированных разбрызгивателей системы пожаротушения. Поэтому рабочая мощность насосной установки изменяется в соответствии с числом разблокированных разбрызгивателей.

Установки пожаротушения проектируют таким образом, что источник для нагнетания среды, который подает огнегасящую среду к распылительным головкам, имеет конкретное значение рабочей мощности, которая рассчитана на достижение определенного минимального расхода для каждой распылительной головки. Если установка содержит несколько распылительных головок, рабочая мощность источника для нагнетания среды должна быть высокой по сравнению с рабочей мощностью установки, которая включает только несколько распылительных головок. Это также применимо, если установка имеет несколько пожарных зон.

Известные установки пожаротушения содержат несколько распылительных головок, и в них может быть предусмотрено несколько пожарных зон с такой функцией и конструкцией, что только часть рабочей мощности нагнетательного источника используется в том случае, когда только часть распылительных головок (или пожарных зон) в установке разблокирована. Поэтому в том случае, когда разблокированы не все распылительные головки в установке, имеющаяся в распоряжении мощность нагнетательного источника в установке пожаротушения не используется.

Общеизвестно, что тушение пожара должно начинаться с максимально возможной эффективностью. Это означает, что первоначально должно осуществляться особенно эффективное распыление огнегасящей среды, которая способна потушить/погасить пожар на ранней стадии до распространения огня.

Краткое описание изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в эффективном тушении пожара посредством установки, которая содержит несколько распылительных головок и которая первоначально обеспечивает максимальный расход в разблокированных распылительных головках, когда разблокирована только часть распылительных головок.

Эта задача решается настоящим изобретением, охарактеризованным во введении и дополнительно отличающимся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью увеличения расхода огнегасящей среды из насосной установки таким образом, что рабочая мощность насосной установки поддерживается по существу постоянной. Здесь термин "мощность" относится к рабочей или мгновенной мощности.

Особенно предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что распылительные головки размещены на объекте в нескольких пожарных зонах, которые активизируются отдельно или группами, содержащими несколько распылительных головок для каждой пожарной зоны, при этом установка содержит несколько датчиков для активизации пожарных зон, причем датчики выполнены с возможностью включения подачи огнегасящей среды в соответствующие пожарные зоны при обнаружении пожара, а насосная установка выполнена с возможностью увеличения расхода огнегасящей среды при возрастании числа активизированных пожарных зон и числа разблокированных распылительных головок.

Предпочтительно, чтобы насосная установка содержала от 2 до 10 насосов, минимальное число которых включается в работу в зависимости от числа приведенных в действие распылительных головок, а управляющее устройство содержало коробку передач для включения в работу минимального числа насосов. Предпочтительно, чтобы подобная насосная установка включала дизельный двигатель, работающий с оптимальной постоянной частотой вращения (с постоянным числом оборотов в минуту).

Предпочтительные варианты осуществления установки пожаротушения раскрыты в пунктах 2-12 приложенной формулы изобретения.

Установка особенно пригодна для тушения пожара в поездах, в туннелях и т.п., где установка пожаротушения обычно должна быть распределена по числу пожарных секций.

Основное преимущество установки пожаротушения заключается в возможности интенсивного и повышенного нагнетания огнегасящей среды из активных распылительных головок в том случае, когда в установке разблокированы только некоторые из распылительных головок. Чем больше число распылительных головок с неснятой блокировкой, тем более интенсивное нагнетание огнегасящей среды обеспечивается из каждой разблокированной или активной распылительной головки и, следовательно, разблокированные распылительные головки могут эффективно тушить пожар. Поэтому пожар можно быстро потушить/погасить, используя небольшое число активизированных пожарных зон, а также относительно небольшое количество огнегасящей среды, следовательно, в этом случае опасность распространения пожара невелика. На практике наиболее вероятна активизация только одной пожарной зоны или самое большее двух.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение описано более подробно посредством трех вариантов осуществления со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

на фиг.1 изображена установка пожаротушения, используемая в поезде;

на фиг.2 изображен график зависимости изменения давления от расхода для установки на фиг.1;

на фиг.3 изображен второй вариант осуществления установки пожаротушения, используемой в поезде;

на фиг.4 изображен график зависимости изменения давления от расхода для установки на фиг.3;

на фиг.5 изображен третий вариант осуществления установки пожаротушения, используемой в поезде;

на фиг.6 изображен график зависимости изменения давления от расхода для установки на фиг.5;

на фиг.7 изображена установка пожаротушения, используемая в туннеле.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 показаны два железнодорожных вагона 1, 2 поезда с несколькими железнодорожными вагонами, включающих установку пожаротушения, содержащую несколько разбрызгивателей, т.е. распылительных головок 3 с пусковыми средствами, реагирующими на теплоту, установленных вдоль и вблизи боковых стенок железнодорожных вагонов. Трубопроводная система 4 предназначена для подачи огнегасящей среды в виде водной жидкости из нагнетательного источника или нагнетательного устройства 5 к распылительным головкам 3.

Нагнетательный источник 5 содержит насосную установку, включающую восемь насосов 50 высокого давления и двигатель 51, например дизельный двигатель, имеющий мощность 270 кВт, приводящий в действие насосы высокого давления, и управляющее устройство 52, 53, которое управляет расходом и давлением а насосной установке. Нагнетательное средство может быть размещено в железнодорожном вагоне 54.

Распылительные головки выполнены с возможностью разблокировки после взрыва или плавления при высоких температурах их термочувствительных пусковых средств. Датчик давления 53 измеряет давление в трубопроводной системе 4 и запускает двигатель 51 насосной установки после разблокировки одной из распылительных головок 3. В зависимости от числа разблокированных распылительных головок с помощью коробки 52 передач в работу включается различное число насосов 50. Двигатель 51 работает с постоянной отдачей (мощностью). Если в работу включен только один насос 50, давление в разблокированной распылительной головке/головках становится очень высоким, например 160 бар. Вследствие высокого давления разблокированная распылительная головка/головки осуществляет сильное распыление; отдача двигателя 51, обычно максимально возможная отдача или мощность двигателя используется полностью, даже если разблокированы только некоторые из распылительных головок. Если в результате разблокировки нескольких распылительных головок в работу включены два или более насосов 50, давление в отдельных распылительных головках снижается, но суммарный расход возрастает. Из-за конструктивных особенностей при пожаре достигаются несовпадающие максимальные давления в соплах и максимальный расход. На фиг.2 показано изменение давления в зависимости от суммарного расхода в распылительных головках установки.

На фиг.3 показан второй предпочтительный вариант осуществления изобретения. Для соответствующих компонентов использованы аналогичные ссылочные номера, что и на фиг.1. Установка на фиг.2 отличается от установки на фиг.1 тем, что нагнетательное устройство 5’ содержит управляющее устройство, включающее датчик 53’ давления. Чтобы получить максимальную рабочую мощность насосной установки, управляющее устройство выполнено с возможностью регулирования частоты вращения дизельного двигателя 51’. Управляющее устройство 53’, регулирующее частоту вращения дизельного двигателя, в данном случае не описывается, поскольку такое управляющее устройство может быть легко реализовано специалистами в данной области техники. Предпочтительно, чтобы управляющее устройство 53’ было выполнено с возможностью измерения давления или изменений давления в трубопроводной системе 4’ и последующего регулирования частоты вращения дизельного двигателя таким образом, чтобы произведение частоты вращения и давления оставалось постоянным, при этом обеспечивается приблизительно постоянная мощность. Максимальная частота вращения и максимальное давление ограничены.

На фиг.4 показано изменение давления в зависимости от суммарного расхода.

На фиг.5 показан третий вариант осуществления изобретения. Здесь для соответствующих компонентов использованы аналогичные ссылочные номера, как и на фиг.1. Установка пожаротушения соответствует установке пожаротушения на фиг.3 за исключением того, что распылительные головки железнодорожных вагонов 1’’, 2’’ распределены по пожарным зонам 8’’-11’’ и использованы распылительные головки 3’’ такого типа, что в них отсутствуют пусковые средства, которые могут активизироваться нагревом.

Распылительные головки 3’’ установлены в пожарных зонах 8’’-11’’, содержащих секционные клапаны 6’’, 6а’’. Датчики 7’’, реагирующие, например, на излучение или дым, или оптические датчики установлены для управления соответствующими секционными клапанами 6’’, так что они открываются при обнаружении пожара: например датчик 7а’’ управляет только секционным клапаном 6а’’.

В случае пожара огнегасящая среда проходит через секционный клапан 6’’ и распределительную трубу 40’’ в первую зону, в которой обнаружен пожар. Обратные клапаны 20’’ включены в распределительную трубу 40’’. Обратные клапаны 20’’ предотвращают разблокировку распылительных головок в пожарной зоне, близкой к той же самой стороне и на той же самой стороне, если ее датчик не выработал сигнал.

Поэтому установка работает таким образом, что когда, например, датчик 7а’’ вырабатывает сигнал, и в результате этого секционный клапан 6а’’ открывается, насосная установка 50’’, 51’’ пускается в ход, а огнегасящая среда подается к распылительным головкам 3а’’, которые расположены справа от обратного клапана 20а’’. Насосная установка работает с постоянной максимальной рабочей мощностью независимо от числа активизированных пожарных зон, т.е. несмотря на то, что также активизируется, например, пожарная зона 11’’.

Пример действия управляющего устройства, регулирующего частоту вращения дизельного двигателя: в случае активизации только пожарной зоны 8’’ и соответствующей пожарной зоны на противоположной стороне железнодорожного вагона (зоны 1 на фиг.5) и К-фактора распылительных головок 3’’, составляющего 20, сопловое давление в двадцати приведенных в действие распылительных головках составляет 141 бар, суммарный расход в приведенных в действие распылительных головках равен 761 л/мин, максимальное давление в насосной установке будет достигать значения 177 бар (т.е. имеется падение давления 30 бар в трубопроводной системе и в реальных распределительных трубах), а рабочая мощность насосной установки составляет 270 кВт. При активизации нескольких зон сопловое давление падает, суммарный расход становится выше, и максимальное давление в насосной установке устанавливается более низким (падение давления в трубопроводной системе также выше), а рабочая мощность насосной установки составляет 270 кВт.

Вместо управляющего устройства, которое выполнено с возможностью повышения частоты вращения дизельного двигателя при активизации более чем одной пожарной зоны, можно использовать насосную установку, включающую несколько насосов и коробку передач, как показано на фиг.1.

Преимущество управляющего устройства на фиг.1 по сравнению с управляющим устройством, регулирующим частоту вращения дизельного двигателя, заключается в том, что суммарный расход в пределах большего интервала времени можно изменять без изменения рабочей мощности насосной установки. Это обусловлено тем фактом, что при регулировании частоты вращения дизельные двигатели не способны обеспечить максимальную мощность, когда частота вращения небольшая, что связано с характеристиками дизельного двигателя.

На фиг.7 показана установка согласно изобретению, размещенная в транспортном туннеле 1’’’, например в железнодорожном или в автомобильном туннеле. Здесь для соответствующих компонентов использованы аналогичные ссылочные номера, что и на фиг.1 и 2. Туннель 1’’’ подразделен на шесть пожарных зон 8’’’-13’’’, каждая из которых содержит четыре распылительные головки 3’’’. Каждая пожарная зона содержит соответствующий секционный клапан 6’’’. Очевидно, что длинный туннель должен содержать сотни, даже тысячи распылительных головок и намного больше пожарных секций и датчиков 7’’’, чем туннель, показанный на фиг.7, для тушения пожара на протяжении всего туннеля. Некоторые из секционных клапанов 6’’’ могут быть исключены, если распределительные трубы 40’’’ в пожарных зонах, следующих друг за другом, соединены, а обратные клапаны установлены таким же образом, как в распределительных трубах на фиг.5.

Установка на фиг.7 работает таким образом, что если, например, датчик 7а’’’ пожара вырабатывает сигнал, то соответствующий секционный клапан 6а’’’ открывается, а распылительная головка в пожарной зоне 9’’’ начинает распылять огнегасящую среду. Давление становится очень высоким по сравнению с ситуацией, когда активизировано несколько зон, например пожарные зоны 8’’’-10’’’. Как описано выше, посредством управляющего устройства 53’’’ такого типа, которое регулирует частоту вращения привода, например дизельного двигателя, задается постоянное максимальное значение рабочей мощности насосной установки 5’’’ вне зависимости от числа активизированных пожарных зон. В качестве варианта для приведения в действия ряда насосов посредством коробки передач может быть использован двигатель, работающий с постоянной частотой вращения.

Во время тушения пожара предпочтительно использовать установки на фиг.1, 3, 5 и 7 периодически при пониженной рабочей мощности. Это особенно касается случаев применения, когда количество воды ограничено до минимума, и необходим определенный промежуток времени для того, чтобы пожарники имели время для прибытия и взятия пожара под контроль. Затем рабочую мощность насосной установки регулируют таким образом, чтобы расход насосной установки и давление в установке снизились до некоторого уровня после уменьшения лучистой теплоты пожара до определенного уровня. Если пожар возобновляется и выделяется большее количество теплоты, расход и давление в насосной установке повышают. Регулировку степени нагнетания можно осуществлять посредством подключения ряда насосов или путем регулирования частоты вращения двигателя, как описано выше.

Выше изобретение было описано со ссылками только на четыре примера, и поэтому необходимо отметить, что в рамках приложенной формулы изобретения элементы конструкции изобретения можно изменять многими путями. Например, можно изменять число пожарных зон и распылительных головок. Установка может содержать наборы из распылительных головок с пусковыми средствами, которые могут быть активизированы теплотой, и без них. Предпочтительно изменять число насосов 50 между 2 и 10. Приводом для насоса/насосов может быть не дизельный двигатель, а электродвигатель с регулируемой частотой вращения или с тиристорным управлением.

Изобретение относится к установке для тушения пожара на объекте, преимущественно в поезде с по меньшей мере одним железнодорожным вагоном или в туннеле, содержащей несколько распылительных головок, число которых меньше суммарного числа распылительных головок, приводимых в действие в соответствии с местом пожара на объекте, и нагнетательный источник для подачи огнегасящей среды по трубопроводной системе для приведения в действие распылительных головок, при этом нагнетательный источник содержит насосную установку, включающую насос, для того, чтобы создавать путем действия насосной установки давление подачи для закачивания огнегасящей среды в приведенную в действие распылительную головку/головки, насосная установка содержит управляющее устройство, выполненное с возможностью увеличения расхода огнегасящей среды из насосной установки, когда число разблокированных распылительных головок возрастает. Чтобы обеспечить сильное и повышенное нагнетание огнегасящей среды из действующих распылительных головок в том случае, когда только некоторые распылительные головки в установке разблокированы, управляющее устройство (52, 53) выполнено с возможностью увеличения расхода огнегасящей среды из насосной установки (50, 51) таким образом, что рабочая мощность насосной установки поддерживается по существу постоянной. 11 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Установка для тушения пожара на объекте, содержащая несколько распылительных головок (3, 3′, 3′′, 3′′′), число которых меньше суммарного числа распылительных головок, приводимых в действие в соответствии с местом пожара на объекте, и нагнетательный источник (5, 5′, 5′′, 5′′′) для подачи огнегасящей среды по трубопроводной системе (4, 4′, 4′′, 4′′′) к приведенным в действие распылительным головкам, при этом нагнетательный источник содержит насосную установку, включающую насос (50, 50′, 50′′, 50′′′), для того, чтобы создавать путем действия насосной установки давление подачи для закачивания огнегасящей среды в приведенную в действие распылительную головку/головки, насосная установка содержит управляющее устройство (52, 53, 53′, 53′′, 53′′′), выполненное с возможностью увеличения расхода огнегасящей среды из насосной установки при повышении числа разблокированных распылительных головок, отличающаяся тем, что управляющее устройство (52, 53, 53′, 53′′, 53′′′) выполнено с возможностью увеличения расхода огнегасящей среды из насосной установки (50, 51, 50′, 51′, 50′′, 51′′, 5′′) таким образом, что рабочая мощность насосной установки поддерживается, по существу, постоянной.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что распылительные головки (3′′, 3′′′) расположены на объекте в нескольких пожарных зонах (8′′-11′′, 8′′′-13′′′), которые активизируются отдельно или группами, содержащими несколько распылительных головок для каждой пожарной зоны, а установка содержит ряд датчиков (7′′, 7′′′) для активизации пожарных зон (8′′-11′′, 8′′′-13′′′), при этом датчики выполнены с возможностью включения подачи огнегасящей среды в соответствующие пожарные зоны в случае обнаружения пожара, при этом насосная установка выполнена с возможностью увеличения расхода огнегасящей среды при возрастании числа активизированных пожарных зон и числа разблокированных распылительных головок.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве насоса использован насос высокого давления.4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что насосная установка содержит 2-10 насосов (50), минимальное число которых включается в работу в зависимости от числа приведенных в действие распылительных головок (3).5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что управляющее устройство содержит коробку (52) передач для включения в работу минимального числа насосов (50).6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что объект представляет собой удлиненный объект (1, 2, 1′, 2′, 1′′, 2′′, 1′′′) с продольными боковыми стенками, причем пожарные зоны (8′′-11′′, 8′′′-13′′′) и распылительные головки (3′′, 3′′′) последовательно расположены вдоль удлиненного объекта (1, 2, 1′, 2′, 1′′, 2′′, 1′′′).7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что пожарные зоны (8′′-11′′, 8′′′-13′′′) проходят вдоль продольных боковых стенок удлиненного объекта (1, 2, 1′, 2′, 1′′, 2′′, 1′′′) таким образом, что обе боковые стенки содержат, по существу, одно и то же число пожарных зон.8. Установка по п.6 или 7, отличающаяся тем, что датчики (7′′, 7′′′] выполнены с возможностью управления секционными клапанами (6′′, 6′′′), расположенными между трубопроводной системой (4′′, 4′′′) и распределительными трубами (40′′, 40′′′), проходящими к пожарным зонам (8′′-11′′, 8′′′-13′′′), при этом секционные клапаны выполнены с возможностью открывания, когда соответствующие датчики вырабатывают сигнал для подачи огнегасящей среды в соответствующие пожарные зоны.9. Установка по п.8, отличающаяся тем, что обратные клапаны (20′′) установлены в соединении с распределительными трубами (40′′′), при этом обратные клапаны обеспечивают возможность прохождения огнегасящей среды через секционный клапан (6′′) к распылительным головкам в пожарной зоне и предотвращают прохождение огнегасящей среды через секционный клапан в соседнюю пожарную зону.10. Установка по п.9, отличающаяся тем, что некоторые из последовательных и соседних пожарных зон (8′′, 9′′ и 10′′, 11′′) содержат распылительные головки, которые являются общими для этих пожарных зон и установлены для распыления огнегасящей среды при активизации любой из пожарных зон.11. Установка по п.1 или 6, отличающаяся тем, что объект представляет собой железнодорожный вагон (1, 2, 1′, 2′, 1′′, 2′′).12. Установка по п.3, отличающаяся тем, что объект представляет собой туннель (1′′′).