Устройство для предотвращения и тушения лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и прокладки заградительных полос воздушно-механической пеной Российский патент 2019 года по МПК A62C3/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к противопожарной технике предотвращения и тушения крупномасштабных лесных, торфяных, почвенных, степных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и создания пенных заградительных полос и заградительных пенонаполненных траншей перед кромками пожаров при локализации верховых и низовых лесных, почвенных, торфяных, степных и иных пожаров.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно, что лесные пожары часто происходят на значительных площадях, иногда в несколько десятков и более гектаров, и распространяются практически со скоростью ветра, поэтому главная задача тушения лесных пожаров заключается в пресечении его распространения путем отсечения его фронта, для чего устраивают заградительные полосы обычно путем создания заградительных траншей, перепахивания земли и вырубки просек.

Известно также, что тушение верховых пожаров (распространяющихся в основном по верхней части крон деревьев) и низовых пожаров (распространяющихся в основном по поверхности земли) требуют использования различных технологий и средств пожаротушения.

Пожары на промышленных объектах и при авариях на транспорте часто происходят и на больших площадях, и на значительных высотах, и в труднодоступных для пожарного наземного транспорта, и при горении низкоплотных (всплывающих на поверхность воды) нефтяных и химических продуктов. Это затрудняет и зачастую делает невозможным подачу огнетушащих веществ в очаг пожара традиционными, известными способами и оборудованием пожаротушения.

Известные технологии и оборудование тушения воздушно-механической пеной низкой и средней кратности.

Известны лафетные и ручные стволы, формирующие струи воды или пены низкой кратности с дальностью подачи 20-60 м, однако они не позволяют обеспечить большую площадь покрытия, требуют использования дорогих пленкообразующих фторированных пенообразователей и требуют их наземной доставки к границе пожара, что не позволяет получать требуемый огнетущащий эффект, приводит к затягиванию времени тушения и высокой стоимости расходуемых при тушении пожара пенообразователей и невозможности тушения крупных пожаров в труднодоступных для наземного транспорта местах.

Известно применение при локальных пожарах пены средней кратности, обладающей повышенной (по сравнению с пенами низкой кратности) огнетушащей эффективностью при тушении нефти и нефтепродуктов и генераторы пены в переносном и стационарном варианте. Однако большинство известных генераторов пены средней кратности обеспечивают получение пенных струй от 3 до 8 м, что затрудняет процесс их использования из-за высокого риска работающего в зоне пожара личного состава пожарных подразделений, известные способы и генераторы пены средней кратности (кратностью пены КП=40-100) обладают требуемой эффективностью пожаротушения и позволяют использовать водорастворимые пенообразующие вещества, но они способны подавать пену средней кратности лишь от 3 до 8 м, что явно недостаточно для тушения крупных пожаров на больших территориях.

Известные генераторы пены низкой кратности, обеспечивающие дальность подачи струи от 20 до 60 м, не позволяют использовать доступные дешевые водорастворимые пенообразующие вещества и не обеспечивают требуемую эффективность пожаротушения и площадь покрытия струей пены низкой кратности.

Известен способ подачи пены повышенной кратности и устройство для его осуществления, согласно которым для повышения дальности подачи струи пены повышенной кратности обеспечивают пересечение струй пены в пределах корпуса генератора и применяют специальные вращающие струеускорители [RU 1614813, А62С 5/02, опубл. 23.12.90].

Воздушно-механические пены высокой кратности характеризуются повышенной эффективностью пожаротушения, но незначительной, всего до 8-10 м дальность струй пены высокой кратности

Известно устройство для тушения пожаров и для заброса пены средней и низкой кратности на дальнее расстояние и создания распыленной и компактной струи воды рядом расположены присоединенные к одной водной магистрали пеногенератор средней кратности и водопенный ствол пеногенератора низкой кратности [RU 2129895, А62С31/12, опубл. 10.05.99 г].

Известен разработанный ранее авторами заявляемого изобретения и ранее запатентованный заявителем ЗАО «НПО СОПОТ» способ формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности, включающий подачу струи раствора пенообразователя на сетку в корпусе пеногенератора и получение струи пены средней кратности из одного или нескольких сопел или иных средств формирования направленной струи или струй под давлением раствора пенообразователя перед соплами от 0,4 до 1,2 МПа, расположенных от сетки на расстоянии, по направлению от центра струи пены к периферии, при этом на сетку одновременно подают две или более струй раствора пенообразователя из двух или более сопел или иных средств формирования направленных струй с обеспечением возможности образования в корпусе пеногенератора и/или за его переделами двух или более соприкасающихся и/или взаимно перекрывающихся струй пены средней кратности с образованием единой струи пены средней кратности повышенной дальнобойности [RU 2180607, А62С5/02, опубл. 2002.03.20].

Известные способы и оборудование недостаточно неэффективны при тушении крупных пожаров на больших территориях и в труднодоступных для наземного автомобильного транспорта местах. Поэтому интенсивно развиваются технологии и оборудование тушения пожаров с использованием авиации, преимущественно самолетов и вертолетов, что обусловлено, в первую очередь, оперативностью доставки средств пожаротушения в труднодоступные для обычных транспортных средств места.

Самым распространенным средством пожаротушения с использованием самолетов до настоящего времени является вода, которую обычно выливают из летящих самолетов на лесные пожары, но известно что водой и таким способом невозможно тушить пожары нефтепродуктов и пожары в городских условиях и на промышленных объектах, а также в удаленных от аэродромов местах.

Преимущественное применение вертолетной техники в пожаротушении связано, в первую очередь, с возможностью оперативной доставки к месту чрезвычайной ситуации пожарных, спасателей, технических средств пожаротушения, а также эвакуации пострадавших. Стоимость подобных работ значительно выше, чем стоимость работ с автомобильным транспортом, но при наличии пересеченной местности, завалов или автомобильных пробок на дорогах и наличии высотных жилых и промышленных зданий вертолет часто является единственно возможным средством борьбы с лесными пожарами и ликвидации последствий аварий и катастроф на промышленных объектах.

Существенными преимуществами вертолетов является их способность зависать на месте и выполнять вертикальный подъем и спуск. Это позволяет им совершать взлет и посадку на ограниченном пространстве и, по существу, переводит вертолеты в класс безаэродромных летательных аппаратов, благодаря чему вертолеты способны выполнять недоступные самолетам задачи. Поэтому в настоящее время интенсивно развиваются авиационные технологии пожаротушения с преимущественным использованием именно вертолетов.

Наиболее распространенным в настоящее время способом пожаротушения с применением вертолетов является доставка к месту пожара воды и слив ее на пожар посредством устройств, транспортируемых на внешней подвеске вертолета и выполненных с возможностью забора воды из водоемов в режиме зависания вертолетов [Пат. США 4474245, НКИ 169/53, Пат. США 4576237, НКИ 169/53, RU 2143295, А62С 31/00, опубл. 1999.12.27].

Известен вертолет для борьбы с пожарами, включающий фюзеляж, силовую установку, состоящую из двигателя и системы винтов, устройство пожаротушения, состоящее из поворотного пожарного ствола, состоящего из ствола и рукава, установленного за областью площади ометания винта, связанной с ним магистрали подачи рабочего тела, и системы подачи рабочих тел, в том числе от внешнего источника рабочего тела [Патент США 4090567, А62С 27/30, 1976 г.].

Известна вертолетная установка тушения пожара, содержащая емкость с запорным клапаном для жидкости, систему рукавов и трубопроводов с арматурой, которая содержит насосы, размещенные в герметичной камере, соединенной с эжектором, при этом насосы посредством трубопроводов соединены со всасывающим рукавом, емкостью, рукавом с пожарным стволом и коллектором с форсунками, емкость выполнена из прорезиненной ткани, заключена в поясные бандажи и подвешена к узлам фюзеляжа, имеет систему подтяга всасывающего рукава, содержащую лебедку, систему блоков, через которую трос лебедки связан с концом всасывающего рукава [RU 2097276, B64D 1/18, опубл. 1997.11.27].

После известного пожара Останкинской телебашни для тушения пожаров в высотных зданиях была разработана специализированная вертолетная установка горизонтального пожаротушения "Игла-В", содержащая водяную пушку, которую, как впоследствии выяснилось, можно использовать только на соосных вертолетах, поскольку в случае использования на вертолете с хвостовым винтом струя воды разбивается образуемыми вокруг вертолета турбулентными потоками воздуха и превращается в бесформенное облако распыленной воды.

Известен вертолет для борьбы с пожарами, включающий фюзеляж с наружными узлами крепления, силовую установку из двигателя и системы винтов, содержащий устройство пожаротушения, состоящее из монтажной рамы, выносной штанги, размещенного на ней поворотного пожарного ствола, магистрали подачи рабочего тела к стволу и системы подачи рабочих тел, в том числе от внешнего источника рабочего тела, причем монтажная рама и выносная штанга закреплены на фюзеляже вертолета, а устройство пожаротушения снабжено дополнительным соплом, установленным на конце выносной штанги и имеющим источник подачи дополнительного воздуха, при этом внутри дополнительного сопла размещен поворотный ствол, и, по крайней мере, один вертикальный пожарный ствол, направленный вниз и установленный внутри сметаемой площади винтов [RU 2248916 B64D1/18, А62С 27/00, опубл. 2005.03.27].

Известна применяемая при тушении загораний на промышленных и других предприятиях, в общественных и иных зданиях установка пожаротушения, содержащая емкость из композиционного материала на основе стекловолокна, органоволокна или углеволокна с крышкой горловины, соосными верхним и нижним полюсными отверстиями, закрепленный в емкости механизм запуска, газогенератор с газоводной трубкой и трубопровод с распылительными насадками, отличающаяся тем, что для повышения эффективности тушения она имеет крышку днища, над которой расположен экран, в виде стакана, причем в крышке горловины выполнены отверстия с предохранительными мембранами, а газогенератор прикреплен к крышке горловины с проточкой в нижней части его корпуса, газоводная труба установлена с зазором относительно экрана, обращенного дном к трубе и соединенного стойками с крышкой днища, а между стойками соосно с входным отверстием трубопровода размещен поплавковый клапан. Экран, предотвращающий попадание недоокисленных газов-продуктов сгорания заряда с потоком жидкости и их выброс в зону горения, обращен дном к газоводной трубе и соединен стойками с крышкой днища, а между стойками соосно выходному трубопроводу размещен поплавковый клапан. В конечной стадии вытеснения жидкости поплавок замыкает парогазовую смесь внутри емкости. Газоводная труба, закрепленная к нижней части газогенератора установлена с зазором относительно экрана. [RU 2022582 А62С 3/08 Опубл. 15.11.1994]

Основное требование, предъявляемое к тушению лесных и промышленных крупномасштабных пожаров - высокая оперативность. Это обусловливает широкое применение авиации, несмотря на высокую стоимость ее использования. В качестве средств доставки используются самолеты либо вертолеты, причем у вертолетов имеется целый ряд преимуществ, к которым можно отнести:

- способность достигать очагов пожара, недоступных для наземной пожарной техники и пожарных речных и морских судов вследствие отсутствия дорог, дорожных заторов, завалов и т.п.;

- независимость от оборудованных аэродромов, взлетно-посадочных полос и другой аэродромной инфраструктуры по сравнению с самолетом;

- различные варианты применения при тушении пожаров - прицельное пожаротушение, тушение пожара на площади, когда длина и ширина зоны тушения пожара варьируется соответственно горизонтальной скоростью и высотой боевого водосброса.

Тушение лесных пожаров имеет свою специфику. Эффективность тушения резко снижается с увеличением высоты сброса огнетушащего вещества, в качестве которого обычно используется диспергированная или распыленная вода, так как значительная часть обычно сбрасываемой воды испаряется, не достигнув земли, а существенная часть диспергированной или распыленной воды при свободном ее падении задерживается верхними кронами деревьев.

При этом низкая высота полета может привести к помпажу двигателей, так как горячий воздух обеднен кислородом, а увеличение высоты подвески между вертолетом и сливным баком может привести к зацепу за деревья, при этом снижается точность и производительность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использованию результату (прототипом) является разработанный ранее ЗАО «НПО СОПОТ» способ подачи огнетушащего средства в зону пожара и/или на заградительную полосу, при которой в качестве огнетушащего средства используют комбинированную струю водовоздушной пены низкой кратности с кратностью от 7 до 20 и средней кратности с кратностью от 20 до 70, а также вертолетное устройство согласно первому варианту содержит установку комбинированного тушения пожара с возможностью генерирования и подачи комбинированной струи пены низкой и средней кратности и установленные на раме наклонно, горизонтально или вертикально емкости для воды. Емкости для воды содержат снизу сообщающиеся с мотонасосным агрегатом всасывающие патрубки и соединены с емкостями для пенообразователя и мотонасосным агрегатом трубопроводами. Вертолетное устройство согласно второму варианту содержит установку комбинированного тушения пожара с возможностью генерирования и подачи в зону пожара и/или на заградительную полосу двух или более соприкасающихся или взаимно пересекающихся комбинированных струй пены низкой кратности и средней кратности. Достигается повышение эффективности одновременного тушения и верховых, и низовых лесных, торфяных и почвенных пожаров, промышленных и аварийно-транспортных пожаров [RU 2394724 B64D 1/16, А62С 3/02 А62С 5/02, опубл. 20.07.2010 (прототип)].

Техническими недостатками устройства-прототипа является недостаточная эффективность пожаротушения, сложность и громоздкость конструкции, недостаточно высокое быстродействие и недостаточная эффективность функционирования устройства.

ЗАДАЧИ И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ

Основная техническая проблема (не разрешенная до настоящего времени изобретательская задача), сдерживающая увеличение эффективности современных способов и оборудования предотвращения и тушения крупных пожаров лесных массивов и промышленных объектов с использованием вертолетов, заключается в том, что известные водосливные и водопенные устройства недостаточно эффективны при тушении пожаров на больших площадях, при тушении с воздуха крупномасштабных лесных, торфяных, почвенных, степных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и создания пенных заградительных полос и заградительных пенонаполненных траншей перед кромками пожаров при локализации верховых и низовых лесных, почвенных, торфяных, степных и иных пожаров.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является повышение эффективности предотвращения и тушения лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров на больших площадях и высотах в удаленных, труднодоступных для обычного наземного транспорта местах, а также упрощение конструкции устройства при одновременном повышении его компактности, быстродействия и эффективности функционирования.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Поставленная цель, требуемый и получаемый при использовании изобретения технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство для предотвращения и тушения лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и прокладки заградительных полос воздушно-механической пеной согласно изобретения содержит

расположенный в защитной раме со средствами подвески к вертолету или к подъемному устройству герметичный корпус с размещенными в нем компонентами огнетушащего вещества в виде компонента А - воды и компонента Б - водного раствора пенообразователя,

средство смешивания компонентов огнетушащего вещества и последующего вспенивания смеси компонентов огнетушащего вещества эжектируемым атмосферным воздухом в виде по крайней мере двух сопряженных друг с другом смесителей-генераторов пены низкой и средней кратности с возможностью получения по крайней мере одной комбинированной струи воздушно-механической пены средней кратности повышенной дальнобойности,

средства подачи компонентов огнетушащего вещества из корпуса в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества под воздействием давления внутри корпуса и последующего вспенивания смеси компонентов огнетушащего вещества эжектируемым атмосферным воздухом,

средство создания давления внутри корпуса в виде по крайней мере одного твердотопливного газогенератора с возможностью создания при сгорании давления внутри герметичного корпуса.

При этом смесители-генераторы пены низкой и средней кратности изготовлены

с возможностью получения пены низкой кратности с кратностью от 7 до 20 и пены средней кратности с кратностью от 20 до 70;

с возможностью получения по крайней мере одной комбинированной струи воздушно-механической пены средней кратности с кратностью 30±10;

с возможностью получения струй диспергированной и распыленной воды со средней дисперсностью 100-150 мкм при подаче в смесители-генераторы малого количества компонента Б - водного раствора пенообразователя;

прикреплены к защитной раме с возможностью их поворота и фиксации в наклонном положении.

Герметичный корпус выполнен из композитного материала на основе стекловолокна, органоволокна или углеволокна, расположен в защитной раме со средствами подвеса к вертолету или к подъемному устройству и в вариантах конструктивного исполнения может быть

выполнен с верхней крышкой с возможностью установки в ней по крайней мере одного твердотопливного газогенератора и предохранительного клапана сброса чрезмерного давления в корпусе и или

выполнен с нижней крышкой с возможностью установки в ней клапанов для забора и слива компонентов огнетушащего вещества.

Устройство может содержать средства для быстрого слива компонентов огнетушащего вещества.

Средство подачи компонентов огнетушащего вещества из корпуса в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества может быть выполнено в виде оснащенных запорными и регулирующими клапанами трубопроводов подачи компонентов огнетушащего вещества в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества под воздействием давления внутри корпуса.

Средство создания давления внутри корпуса выполнено в виде по крайней мере одного твердотопливного газогенератора с дистанционным приведением в действие, обеспечивающего при воспламенении и горении создание давления внутри корпуса и подачу компонентов огнетушащего вещества из корпуса в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества и вспенивания смеси компонентов огнетушащего вещества.

При этом один из компонентов огнетушащего вещества (компонент А - вода) расположен непосредственно в герметичном корпуса, а другой компонент огнетушащего вещества (компонент Б - водный раствор пенообразователя) расположен внутри находящейся в герметичном корпусе емкости из эластичного материала с возможностью подачи компонентов огнетушащего вещества по соответствующим трубопроводам в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества под воздействием давления внутри герметичного корпуса.

Устройство в вариантах конструктивного исполнения

выполнено с возможностью генерирования и подачи в зону предотвращения и тушения пожара или на заградительную полосу двух или более струй соприкасающихся или пересекающихся комбинированных струй воздушно-механической пены средней кратности повышенной дальнобойности,

содержит систему дистанционного управления с возможностью дистанционного инициирования включения твердотопливных газогенераторов,

содержит систему дистанционного включения/выключения смесителей-генераторов пены низкой и средней кратности,

содержит систему дистанционного регулирования расхода регулирования расхода подаваемых в смесители-генераторы пены низкой и средней кратности компонентов огнетушащего вещества компонентов огнетушащего вещества.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сущность предлагаемого устройства для предотвращения и тушения лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и создания заградительных полос воздушно-механической пеной поясняется чертежами, на которых показаны: 1 - герметичный корпус из композиционного материала для размещения в нем компонента А огнетушащего вещества (вода), 2 - переходник; 3 - крышка корпуса нижняя; 4 - газогенераторы, предназначенные для создания внутри герметичного корпуса рабочего давления вытесняющего газа, образующегося в результате сгорания газогенерирующего вещества твердотопливного патрона газогенератора; 5 - труба выпускная для подачи компонента А (воды) из корпуса через соответствующие трубопроводы к прикрепленными к защитной раме 7 смесителям-генераторам пены 12; 6 - расположенная внутри герметичного корпуса емкость из эластичного материала для размещения в нем компонента Б огнетушащего вещества (водного раствора пенообразователя); 7 - защитная рама с петлями крепления к подвеске вертолета или подъемного устройства, выполненная в виде полых трубопроводов с возможностью подачи компонента А огнетушащего вещества (воды) к расположенным по углам защитной рамы смесителям-генераторам пены 12; 8 - разветвитель для распределения потоков компонента А по трубопроводам его подачи к смесителям-генераторам пены 12; 9 - переходник разветвителя 8; 10 - внутренние трубопроводы подачи компонента Б огнетушащего вещества (водного раствора пенообразователя) из емкости 6; 11 - наружные трубопроводы подачи компонента Б огнетушащего вещества из емкости 6 к смесителям-генераторам пены 12.

На фиг. 1 и 4 показаны общие виды, а на фиг. 2 показан вид сверху предлагаемого устройства.

На фиг. 3 - сечение предлагаемого о устройства по плоскости А-А.

На фиг. 5 - фото образца предлагаемого устройства в подвешенном положении.

На фиг. 6 и 7 - фото на стадиях начала и окончания тушения очага пожара предлагаемым устройством.

На фиг. 8-10 фото видов очага пожара после тушения устройством.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ И ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В основу функционирования предлагаемого устройства положен принцип вытеснения компонентов огнетушащего вещества под действием давления газа в герметичном корпусе 1, создаваемого при срабатывании по крайней мере одного твердотопливного газогенератора 4, в котором применяются составы, не обладающие взрывчатыми свойствами и устойчиво сгорающие при различных давлениях с выделением газообразных продуктов сгорания.

Устройство работает следующим образом:

В результате срабатывания газогенераторов в течение 0,5-3 секунд внутри корпуса поднимается давление до 0,5-1,2, преимущественно 0,8 Мпа, которое вытесняет находящийся внутри корпуса 1 компонент А огнетушащего вещества (воду) через выпускную трубу 5, который через соответствующие трубопроводы попадает в основные магистрали смесителей-генераторов пены 12.

Создаваемое газогенераторами давление в герметичном корпусе 1 одновременно вытесняет и компонент Б огнетушащего вещества (водный раствор пенообразователя) из расположенной внутри корпуса 1 эластичной емкости 6, который соответствующие трубопроводы 10 попадает в дополнительные магистрали смесителей-генераторов пены 12, где компоненты А и Б смешиваются, вспениваются эжектируемым атмосферным воздухом и выбрасываются наружу в виде потока вспененного огнетушащего вещества.

Фото проведения промышленных испытаний устройства показаны на фиг. 5-10.

В качестве корпуса использовали емкости УПАТ-2000 из стекловолокна емкостью 2000 л [http://www.fcdt.ru], в качестве газогенераторов - газогенераторы ГГ-10(Б)-02) [https://www.b2b-center.ru/catalog/tovari/generator-gaza-gg-10-b-02-m18kh1-5-2803670/], а в качестве смесителей-генераторов пены производимые заявителем пеногенераторы типа УКТП Пурга [http://sopot.ru]

Устройство поднималось на высоту 10-12 м и производилось поджигание штабеля из пиломатериалов.

После местного или дистанционного инициирования возгорания твердого топлива по крайней мере один газогенератор приводился в действие и обеспечивал создания давления в корпусе 1, которое выдавливало компоненты А и Б из корпуса в смесители-генераторы пены, где компоненты А и Б смешивались и смесь компонентов вспенивалась с образованием потоков вспененного огнетушащего вещества, которые тушили очаг возгорания за 3-5 секунд.

Общее время выброса составляло 30-40 секунд, что соответствует производительности устройства 55-60 л/с.

По окончании испытаний установлено, что на всех поверхностях образовался слой воздушно-механической пены, обладающей хорошей адгезией, в некоторых местах площадки слой пены достигал 10-15 см (фиг. 8-10).

Штабель из пиломатериалов также был покрыт слоем воздушно-механической пены толщиной 2-3 мм (фиг. 8-9)

Промышленные испытания устройства показали, что

- все обрудование устройства сработали в штатном режиме;

- время тушения очага возгорания 3-5 секунд;

- приведение в действие газогенератора первой камеры установки показало давление 0,4 МПа, что обеспечило слабое наполнение струй;

- газогенерирующее устройство второй камеры сработало через 12 секунд, что привело к повышению давления до 0,8 МПа, струи стали наполненными, скорость истечения вспененного огнетушащего вещества увеличилась;

- общее время выброса огнетушащего вещества составляло 30-40 секунд;

- суммарный расход составил 55-60 л/с;

- по всему участку полигона образовывался слой воздушно-механической пены;

- площадь выброса огнетушащего вещества с учетом заполненных ванн составила около 150 м².

С учетом кратности пены, равной 3-3,5, а также слоя воздушно-механической пены на поверхности 1,5-2 мм, ожидаемая площадь обработки поверхности составит при формировании в качестве огнетушащего вещества воздушно-механической пены составит более 3000 м².

При ширине заградительной полосы 6-8 метров длина заградительной полосы в таком случае составит около 500 м.

В случае применения рамной связки из нескольких аналогичных устройств (2000×2; 2000×3; 2000×4) площадь обработки соответственно составит до 12000 м², а длина заградительной полосы до 2000 м., т.е. до 2 км.

Таким образом, экспериментально доказана возможность получения воздушно-механической пены при импульсной подаче источником вытеснения огнетушащего вещества посредством создаваемого газогенераторами давления из емкостей типа УПАТ-2000.

Защитная рама 7 может изготавливаться сваркой из труб и отводов так, чтобы через их внутренние полости можно было подавать вытесняемый из корпуса компонент А в смесители-генераторы пены.

Защитная рама 7 может быть снабжена проушинами для крепления ее к подвесному устройству пожарного вертолета или подъемного устройства.

Предварительные расчеты показали, что для приведения устройства в действие необходимо:

- объем компонента А (воды) в емкости УПАТ-2000 1550-1600 литров;

- объем компонента Б (водного раствора пенообразователя) в отдельной емкости не менее 150-160 литров;

- газогенерирующие заряды типа ОИ-617-06 п. 89-15-л, ОИ-617-07 п. 93-14-л, ОИ-617-08 п. 55-15-л общей массой до 10 кг.

Таким образом для данного варианта конструкции устройства:

- суммарный заряд компонентами А и Б около 1700-1750 л,

- объем воздушного пространства над поверхностью компонента А 300 л;

- четыре ствола с УКТП Пурга-ТП с суммарной максимальной производительностью 80 л/с.

- создаваемое давление в результате срабатывания газогенерирующих устройств внутри емкости с интервалом 10-12 секунд порядка 0,8-0,9 МПа;

- ожидаемое время выброса огнетушащего вещества 40-50 с.

Для подтверждения возможности реализации изобретения промышленным способом и экспериментального подтверждения возможности достижения требуемого технического результата были изготовлены и испытаны опытно-промышленные образцы заявляемого устройства, показавшие высокую эффективность их применения.

Тушение и локализация пожаров осуществляется с помощью подачи под напором комбинированных струй воздушно-механической пены.

Используемые в устройстве установки комбинированного тушения пожаров УКТП «Пурга» производства ЗАО «НПО «СОПОТ» предусматривают различные режимы функционирования с возможностью генерирования отдельных или комбинированных струй огнетушащего вещества, что позволяет оперативно регулировать огнетушащие возможности устройства в зависимостей от особенностей конкретного пожара.

Отличительной особенностью данного устройства от известных отечественных водосливных устройств ВСУ-5, ВСУ-15А и зарубежных типа HL7600 (Канадского производства) является возможность эффективного тушения с воздуха крупных промышленных и аврийно-транспортных пожаров, одновременного тушения и верховых, и низовых лесных пожаров за счет использования эмпирически выявленного эффекта воздушно-механической пены.

В таблице 1 показана доказанной эффективности применения устройства по изобретению по сравнению с устройствами типа ВСУ-5, ВСУ-15А и HL7600 (Канадского производства).

Предварительные испытания устройства в составе вертолетного устройства, проведенные на территории РФ (г. Геленджик), доказали возможность существенного повышения эффективности ликвидации очагов пожара и создания заградительных противопожарных полос на растительном покрове и защиты от огня крон деревьев.

Основным фактором, влияющим на повышение эффективности процесса ликвидации пожаров, является новый способ транспортировки и доставки огнетушащих пен с помощью УКТП «ПУРГА» производства ЗАО «НПО «СОПОТ», обеспечивающей создание напорных струй огнетушащего вещества комбинированных струй воздушно-механической пены низкой и средней кратности повышенной дальнобойности.

Таким образом практически доказана возможность оперативной ликвидации с помощью предлагаемого устройства крупных пожаров на промышленных объектах и транспорте, крупных лесных пожаров (верховых, низовых и почвенных) с воздуха, быстрого создания эффективного изолирующего пенного слоя на горящих объектах, пенных заградительных полос перед кромкой лесного пожара и заградительных пенонаполненных траншей для локализации почвенных пожаров, эффективного промышленных и аварийно-транспортных пожаров на больших площадях и высотах, включая пожары нефти и нефтепродуктов.

Изобретение может быть использовано при ликвидации лесных сельскохозяйственных пожаров, пожаров в жилых и производственных объектах повышенной этажности, на промышленных объектах топливной, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, пожаров в районах добычи и переработки нефти и газа, пожаров на предприятиях лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, крупномасштабных послеаварийных пожаров воздушных судов на земле, авариях и катастрофах на железнодорожном, морском и речном транспорте, в зданиях повышенной этажности, на складах и базах горючего и ракетного топлива и химических продуктов, а также в местах, удаленных от объектовых и городских служб пожарной охраны.

В качестве материалов при изготовлении отдельных узлов и деталей устройства в целом могут быть использованы различные материалы и комплектующие, используемые и применяемые обычно в противопожарной технике.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.

Учитывая новизну существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения», доказанную в разделе «Осуществление изобретения» техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, успешное решение поставленной изобретательской задачи, причинно-следственную связь существенных признаков изобретения и технического результата, уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, по нашему мнению, заявленное изобретение удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.

Изобретение относится к противопожарной технике предотвращения и тушения крупномасштабных лесных, торфяных, почвенных, степных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и создания заградительных полос перед кромками пожаров при локализации верховых и низовых лесных, почвенных, торфяных, степных и иных пожаров. Для повышения эффективности функционирования и упрощения конструкции при одновременном повышении его компактности устройство для предотвращения и тушения лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и прокладки заградительных полос воздушно-механической пеной содержит расположенный в защитной раме герметичный корпус с размещенными в нем компонентами огнетушащего вещества в виде компонента А - воды и компонента Б - водного раствора пенообразователя, средство смешивания компонентов огнетушащего вещества и последующего вспенивания смеси компонентов огнетушащего вещества эжектируемым воздухом в виде сопряженных по крайней мере двух друг с другом смесителей-генераторов пены низкой и средней кратности с возможностью получения по крайней мере одной комбинированной струи воздушно-механической пены средней кратности повышенной дальнобойности, средства подачи компонентов огнетушащего вещества из корпуса в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества под воздействием давления внутри корпуса и последующего вспенивания смеси компонентов огнетушащего вещества эжектируемым атмосферным воздухом, средство создания давления внутри корпуса в виде по крайней мере одного твердотопливного газогенератора с возможностью создания при сгорании давления внутри герметичного корпуса. 17 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

1. Устройство для предотвращения и тушения лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и прокладки заградительных полос воздушно-механической пеной, отличающееся тем, что содержит

расположенный в защитной раме герметичный корпус с размещенными в нем компонентами огнетушащего вещества в виде компонента А - воды и компонента Б - водного раствора пенообразователя,

средство смешивания компонентов огнетушащего вещества и последующего вспенивания смеси компонентов огнетушащего вещества эжектируемым атмосферным воздухом в виде по крайней мере двух сопряженных друг с другом смесителей-генераторов пены низкой и средней кратности с возможностью получения по крайней мере одной комбинированной струи воздушно-механической пены средней кратности повышенной дальнобойности,

средства подачи компонентов огнетушащего вещества из корпуса в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества под воздействием давления внутри корпуса и последующего вспенивания смеси компонентов огнетушащего вещества эжектируемым атмосферным воздухом,

средство создания давления внутри корпуса в виде по крайней мере одного твердотопливного газогенератора с возможностью создания при сгорании давления внутри герметичного корпуса.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что смесители-генераторы пены низкой и средней кратности изготовлены с возможностью получения пены низкой кратности с кратностью от 7 до 20 и пены средней кратности с кратностью от 20 до 70.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что смесители-генераторы пены низкой и средней кратности изготовлены с возможностью получения по крайней мере одной комбинированной струи воздушно-механической пены средней кратности с кратностью 30±10.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что смесители-генераторы пены низкой и средней кратности изготовлены с возможностью получения струй диспергированной и распыленной воды со средней дисперсностью 100-150 мкм при подаче в смесители-генераторы малого количества компонента Б - водного раствора пенообразователя.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что герметичный корпус выполнен из композитного материала на основе стекловолокна, органоволокна или углеволокна.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что герметичный корпус расположен в защитной раме со средствами подвеса к вертолету или к подъемному устройству.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что герметичный корпус выполнен с верхней крышкой с возможностью установки в ней по крайней мере одного твердотопливного газогенератора и предохранительного клапана сброса чрезмерного давления в корпусе.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что герметичный корпус выполнен с нижней крышкой с возможностью установки в ней клапанов для забора и слива компонентов огнетушащего вещества.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит средства для быстрого слива компонентов огнетушащего вещества.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство подачи компонентов огнетушащего вещества из корпуса в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества выполнено в виде оснащенных запорными и регулирующими клапанами трубопроводов подачи компонентов огнетушащего вещества в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества под воздействием давления внутри корпуса.

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что смесители-генераторы пены низкой и средней кратности прикреплены к защитной раме с возможностью их поворота и фиксации в наклонном положении.

12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство создания давления внутри корпуса выполнено в виде по крайней мере одного твердотопливного газогенератора с дистанционным приведением в действие, обеспечивающего при воспламенении и горении создание давления внутри корпуса и подачу компонентов огнетушащего вещества из корпуса в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества и вспенивания смеси компонентов огнетушащего вещества.

13 Устройство по п. 1, отличающееся тем, что один из компонентов огнетушащего вещества расположен непосредственно в герметичном корпусе, а другой компонент огнетушащего вещества расположен внутри находящейся в герметичном корпусе емкости из эластичного материала с возможностью подачи компонентов огнетушащего вещества по соответствующим трубопроводам в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества под воздействием давления внутри герметичного корпуса.

14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выполнено с возможностью генерирования и подачи в зону предотвращения и тушения пожара или на заградительную полосу двух или более струй соприкасающихся или пересекающихся комбинированных струй воздушно-механической пены средней кратности повышенной дальнобойности.

15. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что защитная рама устройства снабжена средствами подвески к вертолету или к подъемному устройству.

16. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит систему дистанционного управления с возможностью дистанционного инициирования включения твердотопливных газогенераторов.

17. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит систему дистанционного включения/выключения смесителей-генераторов пены низкой и средней кратности.

18. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит систему дистанционного регулирования расхода регулирования расхода подаваемых в смесители-генераторы пены низкой и средней кратности компонентов огнетушащего вещества компонентов огнетушащего вещества.