УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ, ЖИДКОСТЕЙ И ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2013 года по МПК A62C2/00 

Область техники

Изобретение относится к области противопожарной техники. С помощью предлагаемого устройства, средств и систем на его основе данное изобретение с успехом может быть использовано для борьбы с пожарами, в том числе и для их предупреждения, практически во всех отраслях промышленности: химической, нефтехимической, нефтедобывающей, деревообрабатывающей и др., а также для защиты гражданских объектов: домов, офисов, гаражей, дач и т.п.

Предшествующий уровень техники

Известны огнетушащие устройства - огнетушители, пожаротушащие модули и установки для объемного и площадного тушения пожаров с помощью газодисперсных составов (патент РФ №2362599, патент РФ №2355450, патент РФ №2393901, патент РФ №2283154, патент РФ №2258549, заявка РСТ WO 2008/103065 A1, заявка на изобретение №2010106910 от 24.02.2010 г.).

Все эти устройства однотипны и работают по принципу инжекции через трубопровод с пускозапорным устройством флегматизирующего газа-пропеллента в емкость с дисперсным химическим ингибитором, создание в ней (емкости) газодисперсной взвеси (огнетушащего состава), или ОТВ с последующей его подачей через мембранный клапан и перфорированный распылитель в зону пожара.

Недостатком всех этих устройств является неравномерность распределения ОТВ по объему, которая обусловлена двумя причинами. Первая - для более равномерного распределения ОТВ по объему необходимо как можно больше и более тонких струй. Это в свою очередь резко уменьшает дальность подачи струи ОТВ, т.е. существует альтернативная зависимость: либо равномерно распределить ОТВ по объему, но близко от источника генерации ОТВ, либо подать далеко мощные струи, но неравномерно по объему. Отсюда вывод: либо делать трубную разводку, либо распределять множество пожаротушащих устройств в защищаемом объеме или на защищаемой площади.

Наиболее близким по принципу устройства распылителя и самого модуля является патент РФ на полезную модель №83926, кл. A62C 13/62, A62C 35/02 от 15.01.08 г. «Газопорошковый огнетушитель», который выбран нами за прототип. Газопорошковый огнетушитель содержит корпус с ОТВ - порошковым ингибитором и флегматизирующим газом - пропеллентом, пускозапорное устройство, сифонную трубку и трубопровод для подачи ОТВ под давлением 1.2-30 мПа в трубный распылитель, имеющий суммарную площадь выходных отверстий 0.4-0.95 площади входящего в распылитель трубопровода, причем распылитель выполнен в виде цилиндра, имеющего наружный диаметр, равный 1.5-1.7 диаметров его внутреннего центрального канала, и на наружной поверхности цилиндра выполнено не менее 2-х кольцевых конических канавок с разными углами наклона их образующих, при этом на образующей поверхности этих канавок имеются радиальные цилиндрические сопла или сопла-диффузоры с конусностью 3-15°, оси которых перпендикулярны поверхностям образующих, причем углы наклона между осями радиально выполненных диффузоров и осью центрального канала распылителя последовательно уменьшаются от 80-90° до 15-30°.

Недостатком этого устройства при использовании его в качестве автономного пожаротушащего модуля или установки пожаротушения является неравномерность распространения ОТВ по объему и, как следствие, низкие значения удельной огнетушащей способности. Так, например, газопорошковый модуль пожаротушения МПП 7.5-3-КД1-У2 с массой ОТВ, равной 8.5 кг, обеспечивает тушение в объеме 45 м³, т.е. С_туш=0.19 кг/м³, что на данном этапе развития пожарной техники является неудовлетворительным.

Раскрытие изобретения

В основу изобретения поставлена задача повышения эффективности устройств пожаротушения за счет изменения конструкции распылителя в совокупности с применением перспективных бинарных хемоконденсационных или газодисперсных огнетушащих составов.

Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов, содержащем герметичную емкость с химическим ингибитором горения, источник газа (газовый баллон), связанный с полостью указанной емкости трубным аэратором, обеспечивающим инжекцию указанного ингибитора через пускозапорное устройство (ПЗУ) и выходной трубопровод, соединенный через мембранный, механический или электрический клапан с трубным сопловым распылителем, сопла выполнены щелевидными в количестве не менее 3-х с уменьшающимися углами наклона по отношению к горизонтали, причем дальнее от торца распылителя сопло перпендикулярно к горизонтали, а вектор распыла торцевого сопла параллелен горизонтали, длина образующей щели определяется выражением:

,

где l_i - длина образующей i-ой щели, м;

α_i - угол наклона плоскости i-той щели, град.;

ψ - торцевой угол раскрытия щели, град.;

;

а ширину щели рассчитывают по формуле

где δ - ширина i-той щели, м;

К_Д - коэффициент диафрагмирования распылителя, равный отношению общей суммы площадей сопел распылителя S_расп, м², к торцевой площади выходного трубопровода S_Тр, м², S_Т - площадь торцевого сопла(ел) распылителя, м²,

при этом химический ингибитор в герметичной емкости имеет щелочную среду, газ пропеллент в баллоне - кислую, а реакция их смешения экзотермична.

Для составов с нейтральными компонентами (ph≈7), например для порошкового состава типа «Феникс-70» и перфторметана, твердый и/или жидкий ингибитор и газовый флегматизатор-пропеллент находятся в одной емкости, снабженной устройством для контроля давления.

Модульное устройство с хемоконденсационным (или газодисперсным) составом по предлагаемому изобретению в совокупности со щелевым распылителем обеспечивает тушение в объеме до 95 м³, т.е. огнетушащая способность С_туш=90 г/м³, что по сравнению с прототипом повышает эффективность пожаротушения более чем в 2 раза.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежами: фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.5.

Фиг.1 изображает устройство для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов с щелевидным распылителем, снаряженное бинарным хемоконденсационным составом. Заявляемое устройство - газодисперсный пожаротушащий модуль - содержит герметичную емкость 1 с щелочным химическим ингибитором 2, трубный аэратор 3, выходной трубопровод 4, мембранный или механический или электрический клапан 5, щелевидный распылитель 6, пускозапорное устройство 7, выполненное с автономным электрическим и/или ручным запуском, газовый баллон 8 с кислым газом-пропеллентом 9.

Фиг.2 изображает устройство - моноблочный газодисперсный модуль для объемного тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов со щелевидным распылителем. Заявляемое устройство содержит газовый баллон 1 с газодисперсным составом 2, 9 аэраторную трубку 3, предназначенную для перевода твердого или жидкого ингибитора горения в аэродисперсную фазу, выходной трубопровод 4, пускозапорное устройство 5, щелевой распылитель 6, устройство для контроля давления - барометрический датчик давления 7.

Фиг.3 изображает щелевидный распылитель сбоку с различными углами наклона к горизонтали α.

Фиг.4 изображает различные варианты торцевого раскрытия угла ψ щелевого сопла.

Фиг.5 изображает различные варианты исполнения торцевого сопла.

Лучший вариант осуществления изобретения

В заявляемом устройстве могут быть использованы: газопорошковый состав, бинарный хемоконденсационный состав и газовый состав для объемного пожаротушения.

Работа заявляемого устройства с бинарным хемоконденсационным составом происходит следующим образом.

После поступления сигнала о пожаре срабатывает пускозапорное устройство 7, находящееся на газовом баллоне 8 и кислотный газ-пропеллент 9, например, диоксид углерода, через трубный аэратор 3 поступает в герметичную емкость 1 с щелочным химическим ингибитором 2, который, вступая в экзотермическую реакцию с кислым газовым флегматизатором-пропеллентом, образует парогазодисперсную огнетушащую смесь, которая в свою очередь, создавая давление в емкости 1, вскрывает мембранный клапан 5 и через выходной трубопровод 4 и щелевидный распылитель 6 вышеназванная смесь поступает в защищаемый объем.

Устройство, изображенное на фиг.2, работает аналогично за исключением того, что газодисперсная огнетушащая смесь (состав) 2, 9 не образуется в результате реакции, а снаряжена в герметичную емкость 1 уже готовой. При этом емкость содержит барометрический датчик 10.

Промышленная применимость

Изобретение промышленно применимо на объектах газовой, химической, нефтехимической, деревообрабатывающей и горнорудной промышленности, а также на гражданских объектах, в домах, гаражах и офисах для предотвращения и тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов.

Изобретение относится к области противопожарной техники и используется для борьбы с пожарами. Устройство для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов содержит герметичную емкость с химическим ингибитором, баллонный источник газа. Баллон с газом связан с полостью указанной емкости трубным аэратором. Аэратор обеспечивает инжекцию огнетушащего состава через пускозапорное устройство и выходной трубопровод. Трубопровод соединен через мембранный, механический или электрический клапан с трубным сопловым распылителем. Сопла распылителя выполнены щелевидными в количестве не менее 3-х с уменьшением угла наклона по отношению к горизонтали. При этом дальнее сопло от торца распылителя перпендикулярно к горизонтали, вектор распыла торцевого сопла параллелен горизонтали. При использовании данного устройства повышается эффективность пожаротушения за счет конструктивного выполнения сопла распылителя, обеспечивающего более равномерное распределение огнетушащего вещества по объему и увеличение дальности подачи струи. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов, содержащее герметичную емкость с химическим ингибитором, баллонный источник газа, связанный с полостью указанной емкости трубным аэратором, обеспечивающим инжекцию огнетушащего состава через пускозапорное устройство и выходной трубопровод, соединенный через мембранный, механический или электрический клапан с трубным сопловым распылителем, отличающееся тем, что сопла выполнены щелевидными в количестве не менее 3 с уменьшением угла наклона по отношению к горизонтали, при этом дальнее сопло от торца распылителя перпендикулярно горизонтали, вектор распыла торцевого сопла параллелен горизонтали, а длина образующей щели определяется выражением

где l_i - длина образующей i-й щели, м;
α_i - угол наклона плоскости i-й щели, град.;
φ - торцевой угол раскрытия щели, град.;

а ширину щели рассчитывают по формуле

где δ - ширина i-й щели, м;
К_Д - коэффициент диафрагмирования распылителя, равный отношению общей суммы площадей сопел распылителя S_расп, м², к торцевой площади выходного трубопровода S_Тp, м²;
S_T - площадь торцевого сопла(ел) распылителя, м².

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что химический ингибитор в герметичной емкости имеет щелочной характер, газ-пропеллент в баллоне - кислый, а их реакция при смешении экзотермична.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для газодисперсного состава с нейтральными ингредиентами твердый и/или жидкий ингибитор и газовый флегматизатор-пропеллент находятся в одной емкости, снабженной устройством для контроля давления.