СПОСОБ АДАПТИВНОГО КОНТРОЛЯ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ И АДАПТИВНОГО ТУШЕНИЯ, СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК A62C3/00 

Изобретение относится к области противопожарной техники, а именно к способу адаптивного контроля пожарной опасности и, в случае возгорания, последующего адаптивного тушения очага возгорания, а также к автоматической системе, способной адаптивно контролировать среду объекта на предмет пожарной опасности на ранних стадиях пожара и адаптивно тушить в соответствии с предлагаемым способом.

В настоящее время известны установки автоматического пожаротушения с использованием групп спринклеров с принудительным пуском, что позволяет поднять эффективность их применения при блокировании распространения пожара.

Известно устройство RU 2414966 водяного пожаротушения с управляемой площадью орошения, в распределительной трубопроводной сети которой используют спринклерные оросители с управляемым пуском и соответствующую сеть дымовых пожарных извещателей, сигналы от которых поступают в адресный прибор управления. Прибор управления, получив сигналы от сработавших извещателей, определяет адрес соответствующей зоны, подает соответствующие команды по предварительно заданной программе на принудительный пуск группы управляемых спринклеров, формируя зону орошения, заведомо превышающую площадь очага возгорания, блокируя, таким образом, распространение очага возгорания.

Этому устройству присуща недостаточная достоверность по обнаружению пожара, обусловленная пороговым принципом обнаружения пожарной опасности по одному (дымовому) фактору пожара, а также имеется существенный недостаток, характеризуемый чрезмерным расходом огнетушащего вещества, которым орошается площадь, превышающая площадь очага возгорания.

Известно другое устройство водяного пожаротушения RU 95528, содержащее в трубопроводной распределительной сети спринклерные оросители с управляемым пуском и адресный прибор управления, при этом каждый спринклер снабжен модулем контроля состояния и пуска, который соединен с адресным прибором.

В этом устройстве вскрытие первого оросителя осуществляется в штатном режиме (в результате воздействия теплового очага пожара на термоколбу оросителя). Далее, по заранее заданной программе, по командам адресного прибора управления осуществляется управляемый пуск группы оросителей, расположенных вблизи от сработавшего оросителя.

При этом, как и в предыдущем случае, для гарантированного успеха по локализации и тушению очага возгорания орошаемая площадь должна быть больше площади возгорания.

Этому устройству также присуща недостаточная достоверность по обнаружению пожара, обусловленная пороговым принципом обнаружения пожарной опасности по одному (тепловому) фактору пожара.

Более чувствительным и информативным по обнаружению пожарной опасности и малоинерционным может служить автономное сигнально-пусковое устройство пожаротушения RU 150429.

Данным устройством осуществляется раннее обнаружение пожара при помощи, по меньшей мере, двух разных типов пожарных датчиков и блока многофакторного контроля и управления. Кроме того, устройство имеет свой управляемый спринклерный ороситель, срабатывание которого осуществляется от блока пуска посредством пиротехнического привода. Электропитание устройства осуществляется от собственного автономного источника.

Однако это устройство, предназначенное для самостоятельного автоматического действия по обнаружению и тушению пожара, плохо приспособлено для согласованной и эффективной работы в составе группы аналогичных ему устройств, предназначенных для надежной локализации пожара.

Технической задачей, на решение которой направлены предлагаемые способ и система, является раннее обнаружение пожарной опасности и оптимизация расхода огнетушащего вещества при локализации и тушении очага пожара и исключение орошения лишних площадей защищаемого объекта.

Поставленная задача может быть решена при помощи способа адаптивного контроля пожарной опасности и адаптивного тушения, осуществляемого путем непрерывного мониторинга охраняемого объекта на предмет пожарной опасности посредством автономных сигнально-пусковых устройств пожаротушения, которые самостоятельно многофакторно измеряют информативные параметры среды, обрабатывают полученную информацию, вырабатывают управляющую команду на пиротехнический привод своего исполнительного органа, согласно изобретению, автономные сигнально-пусковые устройства объединены при помощи общего интерфейса в единую информационно-исполнительную группировку, при этом каждое устройство группировки способно формировать последовательно идущие сигналы пожарной опасности (сигнал «Норма» извещает о нормальной работе сигнально-пускового устройства и об отсутствии пожарной опасности, сигнал «Внимание» извещает о реагировании сигнально-пускового устройства на появление низшего уровня пожарной тревоги, сигнал «Пожар» извещает о пожаре) и команду «Пуск» по мере возрастания уровня пожарной опасности, устройство, первым обнаружившее возгорание, формирует предупреждающий о появлении пожарной тревоги сигнал «Внимание», транслирует сигнал в соседние устройства группировки по заданной программе, предоставляющий определенный алгоритм операций, установленный в памяти процессора блока многофакторного контроля и управления, которые воспринимают сигнал «Внимание» как появившийся дополнительный фактор пожарной опасности, приняв сигнал, обрабатывают полученную информацию в узле многофункциональных измерений, корреляций и повышают чувствительность к другим факторам путем формирования корректирующих сигналов для изменения заданных информационных параметров, записанных в матрицах узла, формируют вокруг устройства, первым обнаружившего признак начала возгорания, пространственную конфигурацию сигнально-пусковых устройств пожаротушения, находящихся в повышенной степени готовности к тушению, при дальнейшем развитии пожарной опасности у одного из устройств, входящих в конфигурацию, автоматически формируют следующий сигнал пожарной опасности, в том случае, если это будет еще один сигнал «Внимание», то он будет транслирован дальше, что приведет к расширению конфигурации устройств с повышенной готовностью к тушению; если это будет сигнал «Пожар», то последует команда «Пуск» на соответствующий управляемый исполнительный орган и начнется тушение очага возгорания; при дальнейшем росте интенсивности пожара и/или изменении направления его распространения увеличивают по заданной программе число сработавших исполнительных органов из числа устройств с повышенной готовностью и появляются новые устройства с повышенной готовностью к тушению.

Таким образом, происходит приспосабливание работы группировки устройств к изменяющимся воздействиям среды (к интенсивности горения, направлению распространения огня охраняемого объекта).

Многофакторный контроль, с учетом предупреждающего сигнала «Внимание» у соседнего устройства, позволяет обнаруживать пожар на более ранних стадиях его возникновения, чем это происходило бы у прототипа. Наличие уже взведенного в более высокую степень готовности устройства вблизи предполагаемого очага возгорания обеспечивает более быстрый, адаптивный ввод в действие по тушению следующих устройств для ускоренной локализации и тушения очага возгорания, при этом не возникает необходимость орошать лишние площади, таким образом, обеспечивается оптимальный расход огнетушащего вещества. Адаптивная конфигурация устройств с их повышенной чувствительностью к факторам пожара не допускает неконтролируемого выхода пожара за пределы конфигурации, снижает отрицательные последствия пожара и последствия пожаротушения.

Для осуществления этого способа может применяться в качестве огнетушащего вещества водопенный раствор (вода), в качестве исполнительного органа - управляемый спринклерный ороситель; для тушения огнетушащим порошком может применяться в качестве исполнительного органа порошковый модуль. Способ осуществим и при использовании в качестве огнетушащего вещества инертного газа и т.п.

Для осуществления способа предлагается наиболее приемлемая система адаптивного контроля пожарной опасности и адаптивного тушения, состоящая из питателя огнетушащего вещества, трубопровода и ветвей распределительной части с установленными в распределительной части автономными сигнально-пусковыми устройствами, содержащими спринклерный ороситель с управляемым пуском (на основе пиротехнического привода) и блок многофакторного контроля и управления, который имеет автономный источник электропитания, имеет процессор с узлом пуска, имеет сенсоры, имеет световой и звуковой сигнализаторы, имеет органы управления, в соответствии с изобретением, каждое устройство оснащено адресным каналом ввода-вывода для предупреждающего о пожарной опасности сигнала, при этом канал с одной стороны подключен к общему системному интерфейсу, с другой стороны - к узлу функциональных измерений, корреляций с матрицами совокупностей заданных информативных данных и условных переходов и к узлу контроля, управления, программирования процессора, причем узел контроля, управления, программирования связан с узлом функциональных измерений, корреляций с матрицами совокупностей заданных информативных данных и условных переходов, в том числе содержащих информацию о координатах расположения соседних устройств, устройства объединены посредством системного интерфейса и трубопроводной сети установки пожаротушения в единую информационно-исполнительную группировку с возможностью работать по заданному алгоритму.

Работа системы адаптивного контроля пожарной опасности и адаптивного тушения поясняется при помощи общей структурной схемы системы, показанной на фиг. 1, и поясняется при помощи комбинированной схемы блока многофакторного контроля и управления, показанной на фиг. 2.

Система состоит из питателя 1 огнетушащего вещества, трубопровода 2 и ветвей 3 распределительной сети с установленными на них автономными сигнально-пусковыми устройствами, состоящими из спринклерного оросителя 4 с управляемым пуском и блока многофакторного контроля и управления 5. Каждый блок имеет свой адресный ввод-вывод 6, подключенный к общему системному интерфейсу 7, снабжен автономным источником 8 электропитания, который обеспечивает питание процессора 9, с подключенными к аналого-цифровым преобразователям процессора сенсорами 10, 11, с подключенными к узлу контроля, управления, программирования процессора световым сигнализатором 12, звуковым сигнализатором 13, органами управления 14, 15 и с узлом пуска 16, который связан с автономным источником питания и пиротехническим приводом 17.

Система работает следующим образом.

Блоки 5 многофакторного контроля и управления автономных сигнально-пусковых устройств контролируют защищаемый объект на предмет пожарной опасности в заданных зонах, находясь в единой информационно-исполнительной группировке, благодаря соединению их посредством распределительных ветвей 3 трубопроводной системы и системному интерфейсу 7. Когда в зоне контроля какого-либо устройства возникает устойчивая тенденция возрастания пожарной опасности, то блок устройства 5 на основе анализа измеряемых факторов с помощью сенсоров 10 и 11 (аналогично тому, как это происходит в прототипе) сопоставляет их с записанными в матрицах данными, при определенных условиях регистрирует предупреждающий уровень пожарной опасности, выдает соответствующий ему сигнал «Внимание», который немедленно транслирует через канал ввода-вывода 6 посредством интерфейса 7 по заданной предварительно программе соседним устройствам, которые принимают сигнал через свои каналы ввода-вывода 6 и воспринимают его как фактор роста пожарной опасности, по заданной программе повышают свои чувствительности к другим факторам, формируя вокруг устройства с предупреждающим уровнем пожарной опасности конфигурацию устройств с повышенной степенью готовности к тушению.

При возрастании пожарной опасности может произойти переход на следующий уровень пожарной опасности у устройства, находившегося на предупреждающем уровне, в этом случае устройство выдает сигнал «Пожар» и последующую команду «Пуск», по которой через узел пуска 16 отправит электроимпульс на пиротехнический привод 17, произойдет разрушение термоколбы соответствующего оросителя и начнется тушение.

Возможен второй вариант развития пожарной опасности, при котором произойдет переход на предупреждающий уровень пожарной опасности еще у одного или более устройств с повышенной степенью готовности к тушению, которые выдадут свои сигналы «Внимание» и транслируют их дальше, расширяя конфигурацию устройств с повышенной степенью готовности.

Возможен третий вариант развития пожарной опасности, при котором события могут развиваться одновременно как по первому, так и по второму варианту.

В любых рассмотренных вариантах будет соблюдаться адаптивный контроль за пожароопасностью с помощью многофакторного контроля среды и адаптивное тушение очага, начатое на ранней стадии обнаружения очага возгорания, при этом расход огнетушащего вещества будет оптимально необходимым, и орошение площадей, не подверженных воздействию пожара, будет предотвращено.

Таким образом, на основе вышеизложенного можно утверждать, что предлагаемый способ и система для его осуществления положительно решают задачу по раннему обнаружению пожара, локализации и тушению его при оптимальных режимах расхода огнетушащего вещества, не допуская орошения лишних площадей, учитывая динамику (направление и интенсивность) пожара.

Дополнительно положительное свойство предлагаемая система приобретает благодаря сигнально-пусковому устройству со своим автономным источником питания, позволяющему работать системе самостоятельно при отсутствии централизованного управления, обеспечивая высокую надежность системы и более быструю обработку информации по сравнению с вышеописанными аналогами, что способствует достижению нужного технического результата, характеризуемого уменьшением расхода огнетушащего вещества, ускорением процесса тушения, минимизацией вредных последствий пожара.

Способ адаптивного контроля пожарной опасности и адаптивного тушения, система для его осуществления предназначены для многофакторного контроля среды защищаемого объекта на предмет раннего обнаружения пожара и локализации его при оптимальных режимах расхода огнетушащего вещества. Адаптивный контроль и адаптивное тушение обеспечивает информационно-исполнительная группировка автономных сигнально-пусковых устройств с адресными каналами ввода-вывода, объединенных посредством системного интерфейса. Группировка автономно способна формировать вокруг возникающего очага возгорания группу сигнально-пусковых устройств с повышенной чувствительностью к факторам пожара и осуществлять тушение при помощи управляемых исполнительных органов (спринклерных оросителей, порошковых модулей и т.п.). Технический результат характеризуется малым расходом огнетушащего вещества, коротким процессом тушения, минимизацией вредных последствий пожара. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ адаптивного контроля пожарной опасности и адаптивного тушения, осуществляемый путем непрерывного мониторинга охраняемого объекта на предмет пожарной опасности посредством автономных сигнально-пусковых устройств пожаротушения, которые самостоятельно многофакторно измеряют информативные параметры среды, обрабатывают полученную информацию, вырабатывают управляющую команду на пиротехнический привод своего исполнительного органа, отличающийся тем, что автономные сигнально-пусковые устройства объединены при помощи общего интерфейса в единую информационно-исполнительную группировку, при этом каждое устройство группировки способно формировать последовательно идущие сигналы пожарной опасности (сигнал «Норма» извещает о нормальной работе сигнально-пускового устройства и об отсутствии пожарной опасности, сигнал «Внимание» извещает о реагировании сигнально-пускового устройства на появление низшего уровня пожарной тревоги, сигнал «Пожар» извещает о пожаре) и команду «Пуск» по мере возрастания уровня пожарной опасности, устройство, первым обнаружившее возгорание, формирует предупреждающий о появлении пожарной тревоги сигнал «Внимание», транслирует сигнал в соседние устройства группировки по заданной программе, предоставляющий определенный алгоритм операций, установленный в памяти процессора блока многофакторного контроля и управления, которые воспринимают сигнал «Внимание» как появившийся дополнительный фактор пожарной опасности, приняв сигнал, обрабатывают полученную информацию в узле многофункциональных измерений, корреляций и повышают чувствительность к другим факторам путем формирования корректирующих сигналов для изменения заданных информационных параметров, записанных в матрицах узла, формируют вокруг устройства, первым обнаружившего признак начала возгорания, пространственную конфигурацию сигнально-пусковых устройств пожаротушения, находящихся в повышенной степени готовности к тушению, при дальнейшем развитии пожарной опасности у одного из устройств, входящих в конфигурацию, автоматически формируют следующий сигнал пожарной опасности, в том случае, если это будет еще один сигнал «Внимание», то он будет транслирован дальше, что приведет к расширению конфигурации устройств с повышенной готовностью к тушению; если это будет сигнал «Пожар», то последует команда «Пуск» на соответствующий управляемый исполнительный орган и начнется тушение очага возгорания; при дальнейшем росте интенсивности пожара и/или изменении направления его распространения увеличивают по заданной программе число сработавших исполнительных органов из числа исполнительных органов устройств с повышенной готовностью с возможностью появления новых устройств с повышенной готовностью к тушению.

2. Система адаптивного контроля пожарной опасности и адаптивного тушения, состоящая из питателя огнетушащего вещества, трубопровода и ветвей распределительной части с установленными в распределительной части автономными сигнально-пусковыми устройствами, содержащими спринклерный ороситель с управляемым пуском (на основе пиротехнического привода) и блок многофакторного контроля и управления, который имеет автономный источник электропитания, имеет процессор с узлом пуска, имеет сенсоры, имеет световой и звуковой сигнализаторы, имеет органы управления, отличающаяся тем, что каждое устройство оснащено адресным каналом ввода-вывода для предупреждающего о пожарной опасности сигнала, при этом канал с одной стороны подключен к общему системному интерфейсу, с другой стороны - к узлу функциональных измерений, корреляций с матрицами совокупностей заданных информативных данных и условных переходов и к узлу контроля, управления, программирования процессора, причем узел контроля, управления, программирования связан с узлом функциональных измерений, корреляций с матрицами совокупностей заданных информативных данных и условных переходов, в том числе содержащих информацию о координатах расположения соседних устройств, устройства объединены посредством системного интерфейса и трубопроводной сети установки пожаротушения в единую информационно-исполнительную группировку с возможностью работать по заданному алгоритму.