СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2006 года по МПК A62C3/00 A62C37/00 

Изобретение относится к области пожаротушения и может быть использовано при ликвидации пожаров на сложных технологических объектах, наружных установках, в том числе для хранилищ с легковоспламеняющимися жидкостями, на нефтедобывающих установках в условиях изменяющихся силы и направления ветра в зоне пожара.

При ликвидации пожаров на сложных технологических объектах, наружных установках в условиях переменного ветрового воздействия импульсные способы и системы пожаротушения не достаточно эффективны из-за сноса облака огнетушащих аэрозоли и/или порошка в сторону от очага возгорания.

Увеличение объемов выбросов огнетушащих составов для перекрытия зоны тушения не всегда обеспечивает решение задачи и значительно увеличивает экономические издержки применения систем.

Актуальна задача посекундной коррекции траектории и направления выброса огнетушащего состава импульсной системой пожаротушения, находящейся в состоянии готовности при изменяющихся направлении и силе ветра и снижение инерционности системы.

Известен способ автоматического пожаротушения, включающий определение источника пламени в защищаемой зоне, подачу и распыление струи огнетушащей среды в направлении источника пламени с одновременным возвратно-поступательным перемещением струи в двух взаимно перпендикулярных направлениях, последовательно определяют координаты границы пламени и дополнительно регулируют направление подачи и амплитуду возвратно-поступательного перемещения струи в зависимости от координат границ пламени /Патент RU №2046613, 1995/.

Известный способ сложен и не достаточно надежен, ограниченно применим для тушения хранилищ с легковоспламеняющимися жидкостями, нефтедобывающих установок в условиях изменяющихся силы и направления ветра в зоне пожара.

Известна автоматическая система пожаротушения, содержащая средства пожаротушения в виде, по меньшей мере, одного лафетного ствола для распыления огнетушащей среды, установленного с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях, первый и второй приводные двигатели для перемещения лафетного ствола соответственно в первом и втором направлениях, средства подачи огнетушащей среды в лафетный ствол, блок управления, выходами связанный с приводными двигателями и с входом управления средств подачи огнетушащей среды в лафетный ствол, датчик обнаружения пламени и датчик цели с рабочей осью, жестко установленный на лафетном стволе соосно с ним, выходы датчиков подключены к входам блока управления, при этом она снабжена датчиками перемещения ствола в первом и втором направлениях, выходами подключенными к соответствующим входам блока управления, дополнительно оснащенного элементом сравнения, программным блоком с памятью, вход которого соединен с соответствующим выходом элемента сравнения, а выход с соответствующим входом элемента сравнения и блоком определения амплитуды возвратно-поступательного перемещения лафетного ствола в функции координат источника пламени, вход которого соединен с соответствующим выходом памяти программного блока, а выход с соответствующим входом памяти программного блока, выходы которого являются входами приводных двигателей и входом управления средств подачи огнетушащей среды в лафетный ствол, а выходы датчиков обнаружения пламени, датчика цели и датчиков перемещения ствола в первом и втором направлениях связаны с блоком управления через элемент сравнения /Патент RU №2046613, 1995/.

Известная система излишне сложна, инерционна и не достаточно надежна, ограниченно применима для тушения хранилищ с легковоспламеняющимися жидкостями, нефтедобывающих установок в условиях изменяющихся силы и направления ветра в зоне пожара.

Известен способ автоматического пожаротушения, заключающийся в установке автоматической системы пожаротушения в состояние ожидания пожарной опасности, определении при возникновении пожарной опасности с помощью расположенных на лафетном стволе автоматической системы пожаротушения средств регистрации координат открытого пламени в выбранной зоне обзора относительно лафетного ствола, подаче огнетушащего вещества в очаг пожара и контроле подачи огнетушащего вещества в очаг пожара, при этом регистрируют в запоминающем устройстве автоматической системы пожаротушения адресный, с учетом местоположения очага пожара, сигнал пожарной опасности и выбирают из запоминающего устройства системы информацию о зоне обзора очага пожара с указанием соответствующей траектории сканирования для установления траектории перемещения лафетного ствола в пространстве в случае пожаротушения, а после определения координат открытого пламени определяют координаты зоны подачи огнетушащего вещества при пожаротушении, настраивают режим подачи огнетушащего вещества из насадка лафетного ствола автоматической системы пожаротушения на основе хранящейся в запоминающем устройстве информации о карте режимов функционирования лафетного ствола и координатах очага пожара при максимально возможной степени совпадения координат очага пожара с координатами защищаемой от пожара зоны выбирают параметры настройки насадка для подачи огнетушащего вещества с учетом конфигурации струи и количества истекающего в единицу времени огнетушащего вещества, а контроль подачи огнетушащего вещества в очаг пожара осуществляют путем слежения за выбранной траекторией перемещения лафетного ствола и параметрами подачи огнетушащего вещества с помощью средств измерения давления автоматической системы пожаротушения /Патент RU №2104073, 1998/.

Известный способ также сложен и не достаточно надежен, ограниченно применим для тушения хранилищ с легковоспламеняющимися жидкостями, нефтедобывающих установок в условиях изменяющихся силы и направления ветра в зоне пожара.

Известна автоматическая система пожаротушения, содержащая блок формирования управляющих сигналов, микропроцессор, панель управления, таймер, электромагнитный клапан, размещенный на магистрали подачи огнетушащего вещества, узел управления электромагнитным клапаном и средство подачи огнетушащего вещества в очаг пожара, отличающаяся тем, что средство подачи огнетушащего вещества в очаг пожара выполнено в виде управляемого лафетного ствола с насадком, управляемым электродвигателем перемещения, а система снабжена устройством хранения карты режимов пожаротушения, блоком средств сравнения, запоминающим устройством, корректирующим устройством, блоком памяти таблицы тарировки и интерфейсным блоком, преобразователями сигналов управления перемещением по координатной оси Х и координатной оси Y, преобразователем сигналов управления насадком, узлом силового питания, связанным с узлами управления приводом перемещения по оси Х и приводом перемещения по оси Y, с узлом управления насадком и узлом управления электромагнитным клапаном, фотодатчиком, установленным на лафетном стволе с возможностью регистрации очага пожара, датчиком положения насадка и датчиками положения лафетного ствола относительно оси Х и оси Y, стыковочным узлом, соединяющим магистраль подачи огнетушащего вещества с насадком лафетного ствола, установленного с возможностью изменения своего положения с помощью электродвигателей приводов перемещения по оси Х и оси Y, и блоком измерения давления огнетушащего вещества на входе лафетного ствола, при этом посредством шин управления и данных микропроцессор соединен с блоком формирования управляющих сигналов, запоминающим устройством, корректирующим устройством, блоком средств сравнения, блоком памяти таблицы тарировки, таймером, устройством хранения карты режимов пожаротушения и интерфейсным блоком, первые входы и выходы которого связаны с панелью управления, выходы фотодатчика, датчика положения насадка, датчиков положения лафетного ствола относительно оси Х и оси Y и блока измерения давления огнетушащего вещества на входе ствола соединены со вторыми входами интерфейсного блока, вторые выходы которого связаны соответственно с вторым входом узла управления электромагнитным клапаном и через преобразователи сигналов управления перемещением по оси Х и оси Y, а также через преобразователь сигналов управления насадком с вторыми входами узлов управления приводом перемещения по оси Х и приводом перемещения по оси Y, а также узла управления насадком, выход которого соединен с входом электродвигателя перемещения насадка, а выходы узлов управления приводом перемещения по оси Х и приводом перемещения по оси Y связаны с входами электродвигателей приводов перемещения по оси Х и оси Y. /RU Патент №2104073, 1998/

Известная система излишне сложна, инерционна и не достаточно надежна, ограниченно применима для тушения хранилищ с легковоспламеняющимися жидкостями, нефтедобывающих установок в условиях изменяющихся силы и направления ветра в зоне пожара.

Наиболее близким является способ автоматического импульсного пожаротушения огнетушащим составом, направление подачи которого установкой задают с учетом направления и скорости ветра в момент возгорания, согласно информации, поступающей от флюгера. /Патент JP №4352972, кл. А 62 С 37/36, опубл. 08.12.1992 г/

Этот способ излишне инерционен, не достаточно надежен для экстремальных температурных условий, в связи с чем ограниченно применим для тушения хранилищ с легковоспламеняющимися жидкостями нефтедобывающих установок.

Наиболее близкой является система автоматического импульсного пожаротушения, в которой видеокамера установки пожаротушения установлена стационарно с возможностью контроля заданного сектора пожаротушения, а ствольное устройство выполнено с возможностью коррекции положения в горизонтальной плоскости и снабжено приводом поворота, соединенным через блок согласования с контроллером, при этом последний скоммутирован с видеокамерой, пиропатроном и считывающим устройством флюгера, установленного в зоне системы установок. /Патент JP №4352972, кл. А 62 С 37/36, опубл. 08.12.1992 г /

Известное устройство излишне инерционно и не достаточно надежно, ограниченно применимо для тушения наружных установок, хранилищ с легковоспламеняющимися жидкостями, нефтедобывающих установок в условиях изменяющихся силы и направления ветра в зоне пожара.

Задачей изобретения является повышение надежности и снижение инерционности системы тушения пожаров в импульсном режиме, в том числе на начальной стадии возгорания, независимо от направления и силы ветра, повышение технологичности процесса, снижение сложности и стоимости системы пожаротушения.

Задача решается тем, что в способе автоматического импульсного пожаротушения объектов, включающем подачу системой установок в зону очага возгорания огнетушащего состава, с направлением подачи огнетушащего состава установками с учетом направления и скорости ветра согласно информации, поступающей от флюгера, согласно решению направление возможной подачи изменяют заранее с посекундной коррекцией положения ствольного устройства до возникновения возгорания, при этом используется система автоматического импульсного пожаротушения, включающая импульсные установки пожаротушения, каждая из которых включает датчик инфракрасного излучения, ствольное устройство, снабженное зарядом огнетушащего состава с электровзрывателем, согласно решению датчик инфракрасного излучения установлен стационарно с возможностью контроля заданного сектора пожаротушения, а ствольное устройство выполнено с возможностью коррекции положения в горизонтальной плоскости и снабжено приводом поворота, соединенным через блок согласования с контроллером, скоммутированным с датчиком инфракрасного излучения, электровзрывателем и считывающим устройством флюгера, установленного в зоне системы установок, при этом привод поворота представляет электродвигатель с червячным редуктором.

Отличительными признаками являются:

- направление возможной подачи изменяют заранее с посекундной коррекцией положения ствольного устройства до возникновения возгорания (что снижает инерционность срабатывания, позволяет получить фактическую информацию на данный момент времени о ветровом давлении и точно откорректировать направление выстрела огнетушащего состава, что в свою очередь повышает надежность и экономичность, и эффективность действия огнетушащих средств);

- датчик инфракрасного излучения установлен стационарно с возможностью контроля заданного сектора пожаротушения, а ствольное устройство выполнено с возможностью коррекции положения в горизонтальной плоскости и снабжено приводом поворота, (что обеспечивает надежность и эффективность пожарной защиты заданного сектора объекта, независимо от изменения ветровой нагрузки);

- привод поворота соединен через блок согласования с контроллером, скоммутированным с датчиком инфракрасного излучения, пиропатроном и считывающим устройством флюгера, установленного в зоне системы установок (что при относительной конструктивной простоте позволяет повысить быстродействие, эффективность и надежность системы);

- привод поворота представляет электродвигатель с червячным редуктором (что обеспечивает надежность и износостойкость при длительной эксплуатации в любых климатических условиях).

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию «новизна».

Сравнение заявляемого решения с аналогами не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «изобретательский уровень».

Способ реализуется следующим образом.

Пример 1. Концентрично периметру наружной установки (емкость с нефтепродуктами диаметром 12 м) смонтировали систему импульсного пожаротушения из четырех симметрично расположенных на обваловании установок с зарядами огнетушащих порошка и аэрозоль образующего состава при распределении на каждую установку сектора пожаротушения, соответствующего четверти образующей поверхности емкости. В соответствии с программным обеспечением и оперативной информацией флюгера (направление ветра - 45° к оси расположения установок, скорость ветра - 5,5-6,1 м/с), в соответствии, заданным алгоритмом ликвидации пожара, установки изменяли направление подачи огнетушащих веществ на 32-35°. При имитации горения происходило обнаружение пожара за период времени до 1 с, командный импульс подавался для срабатывания установок с образованием облака из аэрозольного состава и огнетушащего порошка, которые создали локальное по объему пространство с огнетушащей концентрацией на внешней поверхности емкости на 4,1-4,7 с, что вполне достаточно для ликвидации возгорания на начальной стадии наружной установки пожара указанного класса.

Пример 2.

Аналогично примеру 1 концентрично на расстоянии 12 м от емкости диаметром 20 м смонтировали систему импульсного пожаротушения из девяти симметрично расположенных установок с зарядами огнетушащих порошка и аэрозоль образующего состава при распределении на каждую установку сектора пожаротушения, соответствующего 40° дуги образующей поверхности емкости. При направлении ветра - 15° к одной из диаметральных осей емкости, порывах ветра 6,5-7,5 м/с, установки изменяли заданное направление огнетушения на 10-40°. При имитации горения происходило обнаружение пожара за период времени до 1 с, командный импульс подавался для срабатывания установок с образованием облака из аэрозольного состава и огнетушащего порошка, которые создали локальное по объему пространство с огнетушащей концентрацией на внешней поверхности емкости на 6,1-6,7 с, что вполне достаточно для ликвидации возгорания на начальной стадии наружной установки пожара указанного класса.

Система автоматического импульсного пожаротушения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлены ствольная установка и флюгер с блок-схемой согласования сигналов, на фиг.2 - схема подачи огнетушащего состава на объект.

Система содержит импульсные установки пожаротушения 1, датчик инфракрасного излучения 2, ствольное устройство 3, заряд огнетушащего состава 4, пиропатрон 5, электродвигатель 6, червячный редуктор 7, блок согласования 8, контроллер 9, считывающее устройство 10 флюгера 11. Наружная установка 12.

Система автоматического импульсного пожаротушения работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии порывов ветра ствольные устройства 3 импульсных установок пожаротушения 1 направлены совместно с датчиком 2 инфракрасного излучения на соответствующие секторы пожаротушения наружной установки 12. При возникновении ветра считывающее устройство 10 флюгера 11 выдает информацию на контроллер 9, преобразуемую через блок согласования 8 в ток для срабатывания электродвигателя 6, который через червячный редуктор 7 поворачивает ствольное устройство 3 в положение, обеспечивающее упреждение ветрового давления. При возникновении загорания в секторе пожаротушения любого из датчиков 2 инфракрасного излучения сигнал поступает на контроллер с последующей командой (импульсом тока) на зажигание пиропатрона 5 и выстрелом заряда огнетушащего состава 4 точно в контролируемый сектор без потерь от сноса ветром, что обеспечивает надежность и эффективность ликвидации возгорания на начальных стадиях. Возможность заранее расположить ствольные устройства в необходимое для выброса огнетушащего состава положение позволяет понизить инерционность действия системы, а посекундная коррекция положения ствольного устройства обеспечивает оперативность и точность коррекции положения последнего.

Способ автоматического импульсного пожаротушения объектов и система для его реализации обеспечивают повышение надежности и снижение инерционности системы тушения пожаров в импульсном режиме, в том числе на начальной стадии возгорания, независимо от направления и силы ветра, обеспечивают повышение технологичности процесса как контроля за возникновением загорания, так и тушением огня, позволяют снизить сложность и стоимость системы пожаротушения.

Изобретение предназначено для использования при ликвидации пожаров, например, хранилищ с легковоспламеняющимися жидкостями, на нефтедобывающих установках в условиях изменяющихся силы и направления ветра в зоне пожара. Достигаемый эффект - повышение надежности и снижение инерционности при тушении пожаров в импульсном режиме, в том числе на начальной стадии возгорания, независимо от направления и силы ветра, повышение технологичности процесса, снижение сложности и стоимости системы. Эффект достигается тем, что в способе, включающем подачу системой установок в зону очага пожара огнетушащего состава, направление подачи огнетушащего состава установками задают с учетом направления и скорости ветра в момент возгорания согласно информации, поступающей от флюгера, причем направление возможной подачи изменяют заранее с посекундной коррекцией положения ствольного устройства до возникновения возгорания. Реализуется способ системой, включающей импульсные установки пожаротушения, каждая из которых включает датчик инфракрасного излучения, ствольное устройство, снабженное зарядом огнетушащего состава с пиропатроном, датчик инфракрасного излучения установлен стационарно с возможностью контроля заданного сектора пожаротушения, а ствольное устройство выполнено с возможностью коррекции положения в горизонтальной плоскости и снабжено приводом поворота в виде электродвигателя с червячным редуктором, соединенным через блок согласования с контроллером, при этом последний скоммутирован с датчиком инфракрасного излучения, пиропатроном и считывающим устройством флюгера, установленного в зоне установок. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ автоматического импульсного пожаротушения объектов, включающий подачу системой установок в зону очага возгорания огнетушащего состава с направлением подачи огнетушащего состава установками с учетом направления и скорости ветра согласно информации, поступающей от флюгера, отличающийся тем, что направление возможной подачи изменяют заранее с посекундной коррекцией положения ствольного устройства до возникновения возгорания.2. Система автоматического импульсного пожаротушения, включающая импульсные установки пожаротушения, каждая из которых включает датчик инфракрасного излучения, ствольное устройство, снабженное зарядом огнетушащего состава с пиропатроном, отличающаяся тем, что датчик инфракрасного излучения установлен стационарно с возможностью контроля заданного сектора пожаротушения, а ствольное устройство выполнено с возможностью коррекции положения в горизонтальной плоскости и снабжено приводом поворота, соединенным через блок согласования с контроллером, при этом последний скоммутирован с датчиком инфракрасного излучения, пиропатроном и считывающим устройством флюгера, установленного в зоне системы установок, а привод поворота представляет электродвигатель с червячным редуктором.