ПОДМЕШИВАЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УСТАНОВОК ПОЖАРОТУШЕНИЯ И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТАКОЙ ПОДМЕШИВАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ Российский патент 2023 года по МПК A62C5/02 B01F35/83 B01F23/451 

Настоящим все содержание приоритетной заявки DE 10 2019 215 406.9 путем ссылки становится составной частью настоящей заявки.

Настоящее изобретение касается подмешивающей системы для установок пожаротушения. Установка пожаротушения в смысле настоящего изобретения представляет собой установку, имеющую насос, систему трубопроводов и систему подмешивания пенообразователя, с помощью которой средство тушения может выпускаться, в частности через форсунки, пенные стволы или пеногенераторы. Установка пожаротушения может представлять собой стационарную установку, такую как установка пожаротушения в резервуарном парке, имеющая неподвижно смонтированный так называемый монитор, т.е. большой брандспойт, или же неподвижно смонтированную спринклерную установку в здании. Но речь может идти также о мобильной установке на транспортном средстве или сменном кузове.

Такие установки пожаротушения обычно эксплуатируются с водой в качестве средства тушения. Однако во многих случаях предпочтительно вспенивать средство тушения перед выпуском на огонь, с которым ведется борьба, чтобы нанесенное средство тушения образовывало длительно сохраняющийся покров из средства тушения, которым может подавляться огонь. Для этого к средству тушения обычно сначала в определенном соотношении подмешивается добавка к средству тушения, здесь пенообразователь. Затем смесь средства тушения и добавки к средству тушения (так называемый «премикс») вспенивается в форсунке путем подвода воздуха и выпускается на подлежащий тушению огонь. Объемное соотношение добавки к средству тушения к средству тушения, так называемый коэффициент подмешивания, составляет, как правило, от 0,5% до 6%.

Другой добавкой к средству тушения, которая может подмешиваться к средству тушения, является смачиватель или «смачивающий агент», который снижает поверхностное натяжение средства тушения, в частности воды для тушения. Это предпочтительно, например, при борьбе с лесными пожарами, потому что благодаря этому вода для тушения может смачивать поверхности большего размера, в частности на листьях деревьев, и поэтому применяться эффективнее. Кроме того, благодаря сниженному поверхностному натяжению вода для тушения может глубже проникать в лесной грунт для тушения, например, более глубоких очагов возгорания.

Существуют также пенообразователи, которые точно так же применимы в качестве смачивателей (тогда при необходимости при других коэффициентах подмешивания, в частности при минимальном коэффициенте подмешивания 0,1%).

Далее изобретение частично описывается на примере воды в качестве средства тушения и пенообразователя в качестве добавки к средству тушения. Однако это не должно пониматься как ограничение. Точно так же изобретение может применяться при подмешивании любых добавок к средству тушения к любым средствам тушения.

Для эксплуатации установки пожаротушения, имеющей подмешивающую систему, как средство тушения, так и добавка к средству тушения могут предоставляться в баке для средства тушения или, соответственно, в баке для добавки к средству тушения или же по трубопроводу снабжения средством тушения или, соответственно, по трубопроводу снабжения добавкой к средству тушения. В случае предоставления средства тушения в баке для средства тушения требуется также насос для средства тушения, который нагнетает средство тушения из бака для средства тушения, нагружает давлением и подводит к подмешивающей системе. Однако только что названные компоненты не являются частью самой подмешивающей системы.

Создаваемая смесь средства тушения и добавки к средству тушения, т. е. премикс, в случае пенообразователя в качестве добавки к средству тушения направляется затем в виде потока премикса через вспенивающую форсунку, в которой потоком премикса всасывается окружающий воздух и смешивается с премиксом. Вследствие этого пенообразователь в премиксе активируется, и премикс вспенивается, так что из вспенивающей форсунки выходит пена из средства тушения и может выпускаться на огонь.

Необходимый для вспенивания пенообразователя воздух может подводиться к премиксу также в виде сжатого воздуха. В случае такой создающей пену из сжатого воздуха установки речь идет о CAFS-установке (Compressed Air Foam System, англ. система пенообразования со сжатым воздухом).

Правда, можно приготавливать премикс заранее, независимо от установки пожаротушения, однако тогда он должен храниться в течение как можно более долгого времени. Поэтому во многих случаях более предпочтительно приготавливать премикс только непосредственно перед выпуском средства тушения на огонь, с которым ведется борьба. Для этой цели подмешивающая система имеет подмешивающий насос, которым может нагнетаться добавка к средству тушения и подмешиваться к средству тушения.

В рассматриваемой для настоящего изобретения подмешивающей системе подмешивающий насос приводится в движение двигателем, который, в свою очередь, приводится в движение потоком самого средства тушения.

Таким образом, в вышеназванном неограничивающем примере применения изобретения подмешивающая система имеет гидравлический двигатель, который приводится в движение потоком воды для тушения. Для этой цели выходной вал этого гидравлического двигателя связан с входным валом подмешивающего насоса, например, через муфту.

Затем нагнетаемая подмешивающим насосом добавка к средству тушения направляется по выходному трубопроводу добавки к средству тушения от подмешивающего насоса в подмешивающий трубопровод и там подмешивается к потоку средства тушения для создания премикса.

Эта конструкция подмешивающей системы, у которой подмешивающий насос приводится в движение уже имеющимся потоком средства тушения, имеет то преимущество, что подмешивающий насос не нуждается в энергии привода, в частности электричестве, извне, благодаря чему подмешивающая система является очень отказоустойчивой. Кроме того, подача подмешивающего насоса по существу пропорциональна частоте вращения двигателя, которая, в свою очередь, по существу пропорциональна скорости протекания потока средства тушения. Таким образом автоматически достигается по существу постоянный коэффициент подмешивания без потребности в других устройствах управления или регулирования.

Рассматриваемая подмешивающая система такого типа в принципе известна, например, из DE 31 31 522 A1.

Одно из технических свойств гидравлических двигателей заключается в том, что они работают надежно, только начиная с определенной минимальной скорости протекания приводящего их в движение водяного потока. Если приводящий в движение водяной поток не достигает этой минимальной скорости протекания, то гидравлический двигатель достигает только плохого коэффициента полезного действия. Этот эффект обусловливается, в частности, внутренним трением компонентов двигателя и внутренней утечкой в двигателе.

Поэтому у подмешивающей системы для установок огнетушения, имеющей вышеописанную конструкцию, возникает та проблема, что, когда подлежащий тушению огонь требует только потока воды для тушения, имеющего небольшую скорость протекания, подмешивающая система, вследствие ненадежного при такой низкой скорости протекания характера работы водяного двигателя, не достигает желаемого коэффициента подмешивания.

Этому можно противодействовать, когда некоторая часть потока воды для тушения ответвляется позади (т. е. ниже по потоку от) двигателя и не выпускается на подлежащий тушению огонь. Тогда скорость протекания приводящего в движение двигатель потока воды для тушения больше, чем скорость протекания потока воды для тушения, к которому подмешивается добавка к средству тушения, и который тогда в виде премикса или, соответственно, в виде пены для тушения выпускается на огонь, с которым ведется борьба. Разность между этими двумя названными скоростями протекания именно и представляет собой скорость протекания ответвленной части потока воды для тушения.

При этом приводящий в движение двигатель поток воды для тушения искусственно повышается, и вместе с тем рабочий диапазон двигателя поднимается в область, в которой двигатель работает надежно (так называемое уменьшение пускового потока).

Итак, при надлежащем выборе скорости протекания ответвленной части потока воды для тушения двигатель может всегда эксплуатироваться возле или выше минимальной скорости протекания потока воды для тушения, потребной для его надежной эксплуатации.

В случае, если вода для тушения предоставляется из бака для воды для тушения, ответвленная часть потока воды для тушения может снова отводиться обратно в бак для воды для тушения, т. е. ответвленная часто потока воды для тушения циркулирует в установке пожаротушения и при этом не теряется.

Ответвление осуществляется в некотором месте ответвления до (т. е. выше по потоку от) места подмешивания, в котором к воде для тушения подмешивается добавка к средству тушения, в частности пенообразователь. Таким образом предотвращается преждевременное содержание в ответвленной части потока воды для тушения добавки к средству тушения, которая иначе, в данном случае при обратном отводе, попадала бы в бак для воды для тушения и могла бы приводить там к нежелательному пенообразованию.

У подмешивающих систем компании-заявительницы ответвление некоторой части потока воды для тушения при пуске подмешивающей системы инициируется тем, что открывается ответвительный клапан в отходящем от места ответвления ответвленном трубопроводе, когда срабатывает сигнальный клапан, который (расположен) внутри установки пожаротушения, однако вне самой подмешивающей системы. Как только нужный потребителю в установке пожаротушения поток к средству тушения превышает определенное значение (например, 500 л/мин.), уменьшение пускового потока больше не нужно, и ответвительный клапан снова закрывается. Для этого создаваемая подмешивающей системой потеря давления в виде разностного давления между управляющими трубопроводами переносится на управляемый разностным давлением регулирующий клапан, и при соответствующем разностном давлении он закрывается.

Однако устроенное таким образом управление уменьшением пускового потока имеет несколько недостатков. С одной стороны, наличие сигнального клапана вне подмешивающей системы приводит к потенциально повышенной предрасположенности к ошибкам, так как тогда позднейшая работоспособность подмешивающей системы не может тестироваться уже до отгрузки, в частности при окончательном контроле на заводе. С другой стороны, потребное для управления нахождение разностного давления не всегда может производиться с достаточной надежностью. При этом обе проблемы приводят к сниженной эксплуатационной надежности подмешивающей системы.

Поэтому в основе изобретения лежит задача, проще и надежнее реализовать отключение цилиндров у подмешивающей системы для установок пожаротушения, имеющей вышеописанную конструкцию.

Эта задача решается с помощью подмешивающей системы по п.1 формулы изобретения, а также с помощью способа ее эксплуатации по п.9 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Изобретение исходит из подмешивающей системы для установок пожаротушения для подмешивания добавки к средству тушения, в частности пенообразователя, к средству тушения, в частности воде.

Подмешивающая система имеет приводимый в движение потоком средства тушения двигатель, в частности гидравлический двигатель, имеющий вход для подвода средства тушения к двигателю, в частности из бака для средства тушения или из трубопровода снабжения средством тушения, выход для отвода средства тушения от двигателя и приводимый в движение двигателем вал отбора мощности.

Подмешивающая система имеет также подмешивающий насос для нагнетания добавки к средству тушения, в частности поршневой насос, имеющий приводной вал, который связан с валом отбора мощности двигателя, выход для предоставления добавки к средству тушения, в частности из бака для добавки к средству тушения или из трубопровода снабжения добавкой к средству тушения, и по меньшей мере один выход для отвода нагнетаемой подмешивающим насосом добавки к средству тушения.

Кроме того, подмешивающая система имеет подмешивающий трубопровод, имеющий первый, обращенный к двигателю конец и второй, обращенный к выпуску конец, при этом обращенный к двигателю конец гидравлически соединен с выходом двигателя.

Также подмешивающая система имеет трубопровод добавки к средству тушения, имеющий первый, обращенный к насосу конец и второй, обращенный к подмешивающему трубопроводу конец, при этом обращенный к насосу конец гидравлически соединен с указанным по меньшей мере одним выходом подмешивающего насоса, а обращенный к подмешивающему трубопроводу конец с подмешивающим трубопроводом в месте подмешивания, которое отличается от обращенного к двигателю конца подмешивающего трубопровода.

Подмешивающая система имеет, кроме того, ответвленный трубопровод, имеющий первый, обращенный к подмешивающему трубопроводу конец, и второй, обращенный к выпуску конец, при этом обращенный к подмешивающему трубопроводу конец гидравлически соединен с подмешивающим трубопроводом в некотором месте ответвления, которое лежит между обращенным к двигателю концом подмешивающего трубопровода и местом подмешивания.

Наконец, подмешивающая система имеет ответвительный клапан, который расположен в ответвленном трубопроводе.

В соответствии с изобретением подмешивающая система имеет также тахометр двигателя и контроллер. Контроллер выполнен с возможностью полностью или частично открывать и/или закрывать ответвительный клапан в зависимости от измеренной тахометром двигателя частоты вращения двигателя.

Измерение частоты вращения двигателя отображает состояние подмешивающей системы и, в частности, двигателя точнее и надежнее, чем, например, применявшееся до сих пор измерение разностного давления. Также таким образом не требуется никакого расположенного вне подмешивающей системы компонента, как требовался применявшийся до сих пор сигнальный клапан, так что вся подмешивающая система, независимо от добавляемых позднее внешних компонентов, может тестироваться уже перед отгрузкой. Таким образом повышается эксплуатационная надежность подмешивающей системы и решается лежащая в основе задача.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления контроллер выполнен с возможностью полностью открывать ответвительный клапан, когда ответвительный клапан закрыт и частота вращения двигателя больше нуля и лежит ниже первой заданной частоты вращения. Таким образом распознается пуск двигателя, и активируется ответвление некоторой части потока средства тушения. Причем эта первая заданная частота вращения может указывать частоту вращения двигателя, выше которой ответвление не требуется или нежелательно.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения контроллер выполнен с возможностью полностью закрывать ответвительный клапан, когда ответвительный клапан открыт и частота вращения двигателя лежит выше второй заданной частоты вращения. Таким образом может деактивироваться ответвление. Причем эта вторая заданная частота вращения, в свою очередь, может указывать частоту вращения двигателя, выше которой ответвление не требуется или нежелательно.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения контроллер выполнен с возможностью частично открывать и/или закрывать ответвительный клапан, в зависимости от измеренной частоты вращения двигателя, настолько, чтобы сумма протекающего количества потока средства тушения в ответвленном трубопроводе и протекающего количества потока средства тушения на обращенном к выпуску конце подмешивающего трубопровода по существу соответствовала протекающему количеству потока средства тушения, которое приводит в движение двигатель с третьей заданной частотой вращения. Таким образом ответвленная часть потока средства тушения может настраиваться еще точнее, чем когда ответвительный клапан только полностью открывается или закрывается. Причем эта третья заданная частота вращения может указывать частоту вращения двигателя, при которой все еще требуется или желательно ответвление. В этом случае ответвленная часть потока средства тушения именно столь велика, что достигается третья заданная частота вращения. Другими словами, ответвленная часть потока средства тушения именно столь велика, насколько это необходимо, но столь мала, насколько это возможно.

В других предпочтительных вариантах осуществления изобретения первая, вторая или, соответственно, третья заданная частота вращения выбирается таким образом, что в области каждой заданной частоты вращения частота вращения двигателя по существу пропорциональна протекающему количеству приводящего в движение двигатель потока средства тушения. Такая пропорциональность обеспечивает также пропорциональность подачи подмешивающего насоса, приводной вал которого связан с валом отбора мощности двигателя, этому протекающему количеству. Тем самым обеспечивается по существу постоянный коэффициент подмешивания добавки к средству тушения.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения поток средства тушения может отводиться в окружающую среду подмешивающей системы на обращенном к выпуску конце ответвленного трубопровода. Эта возможность отвода ответвленной части потока средства тушения предпочтительна, в частности, тогда, когда средство тушения предоставляется не из бака для средства тушения, а из какого-либо, в частности нагруженного давлением, трубопровода снабжения средством тушения. В этом случае повторное запитывание ответвленного средства тушения обратно в трубопровод снабжения средством тушения было бы технически трудно реализуемо. В частности, в случае воды в качестве средства тушения (которая к моменту времени ответвления еще не содержит добавки к средству тушения) отвод в окружающую среду подмешивающей системы не был бы проблематичен также с экологических точек зрения.

Изобретение касается также способа эксплуатации предлагаемой изобретением подмешивающей системы, имеющего этапы:

- подвод потока средства тушения к входу двигателя;

- приведение в движение двигателя потоком средства тушения;

- приведение в движение вала отбора мощности двигателя двигателем;

- отвод средства тушения от выхода двигателя в подмешивающий трубопровод;

- ответвление некоторой части средства тушения в месте ответвления из подмешивающего трубопровода в ответвленный трубопровод, в случае если ответвительный клапан полностью или частично открыт;

- выпуск ответвленной части средства тушения на обращенном к выпуску конце ответвленного трубопровода;

- приведение в движение приводного вала подмешивающего насоса валом отбора мощности двигателя;

- приведение в движение подмешивающего насоса его приводным валом;

- предоставление добавки к средству тушения на входе подмешивающего насоса;

- нагнетание добавки к средству тушения подмешивающим насосом;

- отвод добавки к средству тушения от выхода подмешивающего насоса в трубопровод добавки к средству тушения;

- подмешивание добавки к средству тушения к средству тушения в подмешивающем трубопроводе в месте подмешивания;

- выпуск смеси средства тушения и добавки к средству тушения (премикса) на обращенном к выпуску конце подмешивающего трубопровода;

- измерение частоты вращения двигателя тахометром двигателя;

- полное или частичное открытие и/или закрытие ответвительного клапана контроллером в зависимости от измеренной частоты вращения двигателя.

Другие преимущества, признаки и возможности применения настоящего изобретения следуют из последующего описания со ссылкой на фигуру. При этом показано:

фиг.1: технологическая схема предлагаемой изобретением подмешивающей системы, включая другие компоненты установки пожаротушения.

Подмешивающая система 1 снабжается водой для тушения из бака 23 для воды для тушения, уровень наполнения которого может отслеживаться поплавком 47. Вода для тушения выкачивается насосом 27 для воды для тушения, который приводится в движение через муфту 28 двигателем 29, из бака для воды для тушения и фильтруется фильтром 32. Перед насосом 27 для воды для тушения и после фильтра 32 расположено по запорному клапану 30, 31.

Таким образом вода для тушения нагружается давлением, прежде чем она подводится к гидравлическому двигателю 2 и приводит его в движение. Гидравлический двигатель 2 работает предпочтительно по принципу вытеснения, также предпочтительно по принципу возвратно-поступательного движения поршня или по принципу вращения.

На выходе 4 гидравлического насоса 2 вода для тушения попадает в обращенный к двигателю конец 11 подмешивающего трубопровода 10 и оттуда направляется по подмешивающему трубопроводу 10 к обращенному к выпуску концу 12, к которому подключаются указанный или указанные потребители установки пожаротушения, такие как одна или несколько спринклерных форсунок или же вспенивающая форсунка и монитор для тушения (все не показаны).

Вал 5 отбора мощности гидравлического двигателя 2 через муфту 25 соединен с приводным валом 9 подмешивающего насоса 6. Таким образом, валом 5 отбора мощности гидравлического двигателя 2 приводится во вращательное движение также приводной вал 9 подмешивающего насоса 6 и, в свою очередь приводит в движение подмешивающий насос 6. Подмешивающий насос 6 в этом примере осуществления представляет собой предпочтительно плунжерный насос или регулируемый плунжерный насос.

Подмешивающий насос 6 нагнетает добавку к средству тушения, в частности пенообразователь, который предоставляется в баке 24 для добавки к средству тушения, уровень наполнения которого тоже может отслеживаться поплавком 42. Добавка к средству тушения попадает через запорный кран 40 и обратную заслонку 41 сначала к 3-ходовому шаровому крану 44, функция которого описывается ниже, и в соответствующем положении «всасывание» 3-ходового шарового крана 44 к входу 7 подмешивающего насоса 6, где она всасывается подмешивающим насосом 6, нагружается им давлением и нагнетается к выходу 8 подмешивающего насоса 6.

На выходе 8 подмешивающего насоса 6 добавка к средству тушения попадает в обращенный к насосу конец 14 трубопровода 13 добавки к средству тушения. Из подмешивающего насоса 6 и трубопровода 13 добавки к средству тушения может выпускаться воздух через воздуховыпускной клапан 51. Давление добавки к средству тушения в трубопроводе 13 добавки к средству тушения может отслеживаться посредством манометра 45.

В трубопроводе 13 добавки к средству тушения добавка к средству тушения попадает сначала к 3-ходовому шаровому крану 34, функция которого тоже описывается ниже, и в соответствующем положении «подмешивание» 3-ходового шарового крана 34 к обращенному к подмешивающему трубопроводу концу 15 трубопровода 13 добавки к средству тушения, где он соединен с подмешивающим трубопроводом 10. Там находится также место 16 подмешивания, в котором добавка к средству тушения подмешивается к воде для тушения.

Благодаря синхронизации скоростей протекания потока воды для тушения в подмешивающем трубопроводе 10 и потока добавки к средству тушения в трубопроводе 13 добавки к средству тушения вследствие связи гидравлического двигателя 2 с подмешивающим насосом 6 объемное соотношение между подмешиваемой добавкой к средству тушения и водой для тушения, т. е. коэффициент подмешивания, является по существу постоянным, например, 3%.

Расположенная до (т. е. выше по потоку от) места 16 подмешивания в трубопроводе 13 добавки к средству тушения обратная заслонка 33 предотвращает возможность проникновения воды для тушения в трубопровод 13 добавки к средству тушения в направлении подмешивающего насоса 6. Соответственно расположенная до (т. е. выше по потоку от) места 16 подмешивания в подмешивающем трубопроводе 10 обратная заслонка 43 предотвращает возможность проникновения добавки к средству тушения в подмешивающий трубопровод 10 в направлении гидравлического двигателя 2.

3-ходовые шаровые краны 34, 44, наряду с двумя вышеописанными положениями, могут приводиться каждый еще в другое положение, для включения соответственно дополнительной функции подмешивающей системы 1.

В другом положении «отвод» 3-ходового шарового крана 34 добавка к средству тушения из трубопровода 13 добавки к средству тушения направляется не к месту 16 подмешивания, а через отводящий трубопровод 35 и клапан 37 противодавления в измерительный резервуар 36 для добавки к средству тушения, уровень наполнения которого может отслеживаться поплавком 38. Разгрузочный клапан 52, имеющий большее давление открытия, чем давление открытия клапана 37 противодавления, предусмотрен до (т. е. выше по потоку от) 3-ходового шарового крана 34 в другом трубопроводе между трубопроводом 13 добавки к средству тушения и измерительным резервуаром 36 для добавки к средству тушения.

Таким образом может измеряться объем добавки к средству тушения, нагнетаемой подмешивающим насосом 6 за определенный интервал времени, и сравниваться - например, с рассчитанным - объемом воды для тушения, текущей за тот же самый интервал времени через гидравлический двигатель 2. Таким образом может контролироваться соблюдение желаемого коэффициента подмешивания.

Обратный отвод добавки к средству тушения в измерительный резервуар 36 для добавки к средству тушения позволяет проводить описанное контрольное измерение без необходимости действительного подмешивания добавки к средству тушения к воде для тушения. Собранная в измерительный резервуар 36 для добавки к средству тушения добавка к средству тушения может затем через запорный кран 39 снова отводиться обратно в бак 24 для добавки к средству тушения и при этом не теряется вследствие контрольного измерения.

В другом положении «промывка» 3-ходового шарового крана 44 некоторая часть воды для тушения ответвляется уже до (т. е. выше по потоку от) гидравлического двигателя 2 и направляется в подмешивающий насос 6 для его промывки. Затем применяемая для промывки подмешивающего насоса 6 вода для тушения течет, как описано выше для добавки к средству тушения, по трубопроводу 13 добавки к средству тушения в месте 16 подмешивания снова в подмешивающий трубопровод 10. Таким образом подмешивающий насос 6 может промываться водой для тушения без необходимости наличия для этого особого запаса промывочной воды.

Вместо наличия шарового крана 44 альтернативно также три трубопровода, которые подключены к шаровому крану 44, могут быть непосредственно гидравлически соединены друг с другом (аналогично тому, как в месте 16 подмешивания). Тогда вместо шарового крана 44 предпочтительно в приходящем от насоса 27 для воды для тушения и ответвленном до гидравлического двигателя 2 трубопроводе располагаются запорный кран и обратная заслонка (не изображено).

Открытый запорный кран соответствует тогда положению «промывка» 3-ходового шарового крана 44, вследствие чего ответвленная часть воды для тушения направляется в подмешивающий насос 6 для его промывки, а закрытый запорный кран соответствует вышеописанному положению «всасывание» 3-ходового шарового крана 44. Обратная заслонка предотвращает попадание добавки к средству тушения в приходящий от насоса 27 для воды для тушения трубопровод и оттуда к гидравлическому двигателю 2. Наоборот, обратная заслонка 41 предотвращает попадание воды для тушения в бак 24 для добавки к средству тушения.

Если нужен только небольшой поток средства тушения на обращенном к выпуску конце 12 подмешивающего трубопровода 10 через потребитель - например, спринклерную установку, у которой открыты только один или небольшое количество спринклеров - требуется также только соответственно небольшая частота вращения гидравлического двигателя 2. Чтобы обойти ненадежность гидравлического двигателя 2 и его плохой коэффициент полезного действия при небольших частотах вращения, некоторая часть потока воды для тушения ответвляется от подмешивающего трубопровода 10 по ответвленному трубопроводу 17, и тем самым поток воды для тушения через гидравлический двигатель 2 искусственно повышается. Затем ответвленная часть потока воды для тушения отводится обратно в бак для воды для тушения и, таким образом, не теряется.

Обращенный к подмешивающему трубопроводу конец 18 ответвленного трубопровода 17 находится в месте 20 ответвления в подмешивающем трубопроводе 10, а обращенный к выпуску конец 19 ответвленного трубопровода 17 соединен с баком 23 для воды для тушения. Так как место 20 ответвления на подмешивающем трубопроводе 10 находится до (т. е. выше по потоку от) обратной заслонки 34 и места подмешивания 16, гарантировано, что в ответвленный трубопровод 17 и оттуда обратно в бак 23 для воды для тушения попадет только вода для тушения, но не добавка к средству тушения или премикс.

Ответвленный трубопровод 17 может открываться и закрываться управляемым ответвительным клапаном 21. На ответвленном трубопроводе 17 после (т. е. ниже по потоку от) ответвительного клапана 21 расположена задвижка 49, редуктор 50 давления, другая задвижка 48 и вентиль 26. Давление на ответвленный трубопровод 17 может отслеживаться манометром 46.

Ответвленный трубопровод 17 служит для уменьшения пускового потока, т. е. для обеспечения надежной работы гидравлического двигателя 2 даже при малых потоках средства тушения, нужных на обращенном к выпуску конце 12 подмешивающего трубопровода 10, при этом через гидравлический двигатель 2 циркулирует дополнительный, ответвленный поток воды для тушения. Таким образом минимальный поток средства тушения, начиная с которого надежно достигается потребный коэффициент подмешивания, может уменьшаться, например, с 200 л/мин. до 60-80 л/мин., то есть примерно до одной трети. Соответствующая этому минимальному потоку средства тушения частота вращения двигателя называется далее U_min.

Управление уменьшением пускового потока осуществляется с помощью контроллера (не изображен) подмешивающей системы 1. Он соединен с тахометром 22 двигателя, который непрерывно измеряет частоту вращения гидравлического двигателя 2. Тахометр 22 двигателя может, например, представлять собой установленный на муфте 25 выключатель приближения, который при каждом обороте валов 5, 9 получает импульс от установленного на одном из валов 5, 9 магнитного датчика импульсов. Из них затем сам выключатель приближения или контроллер находит частоту вращения гидравлического двигателя 2.

Также контроллер соединен с ответвительным клапаном 21 и может открывать и закрывать его по соответствующим сигналам. В этом примере осуществления предусмотрены только сигналы для полного открытия или, соответственно, полного закрытия ответвительного клапана 21. Однако возможна также подача сигналов для только частичного открытия или, соответственно, только частичного закрытия ответвительного клапана 21, если он располагает соответствующими возможностями.

Предпочтительно контроллер открывает ответвительный клапан 21, как только тахометр 22 двигателя констатирует частоту вращения двигателя, которая больше 0, но меньше U_min. В этом диапазоне частоты вращения гидравлический двигатель 2 уже запущен, т. е. подмешивающая система 1 находится в эксплуатации, но нужный поток средства тушения меньше, чем это требуется для надежной эксплуатации гидравлического двигателя 2. Поэтому путем открытия ответвительного клапана 21 в ответвленный трубопровод 10 ответвляется некоторая часть протекающего через гидравлический двигатель 2 потока средства тушения с целью уменьшения пускового потока.

Соответственно контроллер закрывает ответвительный клапан 21, как только тахометр 22 двигателя констатирует частоту вращения двигателя, которая больше U_min. Затем гидравлический двигатель 2 работает в диапазоне частоты вращения, в котором обеспечена его надежная эксплуатация. Поэтому нет необходимости в уменьшении пускового потока, и ответвление может отключаться путем закрытия ответвительного клапана 21.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Подмешивающая система

2 Гидравлический двигатель

3 Вход гидравлического двигателя

4 Выход гидравлического двигателя

5 Вал отбора мощности гидравлического двигателя

6 Подмешивающий насос

7 Вход подмешивающего насоса

8 Выход подмешивающего насоса

9 Приводной вал подмешивающего насоса

10 Подмешивающий трубопровод

11 Обращенный к двигателю конец подмешивающего трубопровода

12 Обращенный к выпуску конец подмешивающего трубопровода

13 Трубопровод добавки к средству тушения

14 Обращенный к насосу конец трубопровода добавки к средству тушения

15 Обращенный к подмешивающему трубопроводу конец трубопровода добавки к средству тушения

16 Место подмешивания

17 Ответвленный трубопровод

18 Обращенный к подмешивающему трубопроводу конец ответвленного трубопровода

19 Обращенный к выпуску конец ответвленного трубопровода

20 Место ответвления

21 Ответвительный клапан

22 Тахометр двигателя

23 Бак для воды для тушения

24 Бак для добавки к средству тушения

25 Муфта

26 Вентиль

27 Насос для воды для тушения

28 Муфта насоса воды для тушения

29 Двигатель насоса воды для тушения

30 Запорный клапан

31 Запорный клапан

32 Фильтр

33 Обратная заслонка

34 3-ходовой шаровой кран «подмешивание/отвод»

35 Отводящий трубопровод

36 Измерительный резервуар для добавки к средству тушения

37 Клапан противодавления

38 Поплавок

39 Запорный кран

40 Запорный кран

41 Обратная заслонка

42 Поплавок

43 Обратная заслонка

44 3-ходовой шаровой кран «промывка/всасывание»

45 Манометр

46 Манометр

47 Поплавок

48 Задвижка

49 Задвижка

50 Редуктор давления

51 Воздуховыпускной клапан

47 Разгрузочный клапан

Группа изобретений относится к подмешивающей системе для установок пожаротушения для создания смеси средства тушения и добавки к средству тушения путем подмешивания указанной добавки к указанному средству тушения, а также к способу эксплуатации такой подмешивающей системы. При этом указанная система (1) имеет приводимый в движение потоком средства тушения двигатель (2), соединенный с этим двигателем подмешивающий насос (6) для нагнетания добавки к средству тушения, подмешивающий трубопровод (10) и трубопровод (13) добавки к средству тушения, из которого добавка к средству тушения подмешивается к средству тушения в подмешивающем трубопроводе (10). Далее, подмешивающая система (1) имеет ответвленный трубопровод (17), из которого может ответвляться некоторая часть потока средства тушения, в случае если потребителю в установке пожаротушения нужен только небольшой поток средства тушения. Благодаря этому протекающий через двигатель (2) поток средства тушения искусственно увеличивается, чтобы двигатель (2) работал в более высоком диапазоне частоты вращения, в котором обеспечена надежная эксплуатация двигателя (так называемое уменьшение пускового потока). В соответствии с изобретением подмешивающая система (1) имеет также тахометр (22) двигателя и управление, причем это управление предназначено для того, чтобы полностью или частично открывать и/или закрывать ответвительный клапан (21) в зависимости от измеренной тахометром (22) двигателя частоты вращения двигателя. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Подмешивающая система (1) для установок пожаротушения для создания смеси средства тушения и добавки к средству тушения путем подмешивания указанной добавки к указанному средству тушения, имеющая

- приводимый в движение потоком средства тушения двигатель (2), имеющий вход (3) для подвода средства тушения к двигателю (2), выход (4) для отвода средства тушения от двигателя (2) и приводимый в движение двигателем (2) вал (5) отбора мощности;

- подмешивающий насос (6) для нагнетания добавки к средству тушения, имеющий приводной вал (9), который связан с валом (5) отбора мощности двигателя (2), вход (7) для предоставления добавки к средству тушения и выход (8) для отвода добавки к средству тушения;

- подмешивающий трубопровод (10), имеющий первый обращенный к двигателю конец (11) и второй обращенный к выпуску конец (12), при этом обращенный к двигателю конец (11) гидравлически соединен с выходом (4) двигателя (2);

- трубопровод (13) добавки к средству тушения, имеющий первый обращенный к насосу конец (14) и второй обращенный к подмешивающему трубопроводу конец (15), при этом обращенный к насосу конец (14) гидравлически соединен с выходом (8) подмешивающего насоса (6), а обращенный к подмешивающему трубопроводу конец (15) гидравлически соединен с подмешивающим трубопроводом (10) в месте (16) подмешивания, которое отличается от обращенного к двигателю конца (11) подмешивающего трубопровода (10),

- ответвленный трубопровод (17), имеющий первый обращенный к подмешивающему трубопроводу конец (18) и второй обращенный к выпуску конец (19), при этом обращенный к подмешивающему трубопроводу конец (18) гидравлически соединен с подмешивающим трубопроводом (10) в месте (20) ответвления, которое лежит между обращенным к двигателю концом (11) подмешивающего трубопровода (10) и местом (16) подмешивания, и

- ответвительный клапан (21), который расположен в ответвленном трубопроводе (17),

отличающаяся тем, что

подмешивающая система (1) имеет также тахометр (22) двигателя и контроллер, причем контроллер выполнен с возможностью полного или частичного открытия или закрытия ответвительного клапана (21) в зависимости от измеренной тахометром (22) двигателя частоты вращения двигателя.

2. Подмешивающая система (1) по п.1, отличающаяся тем, что контроллер выполнен с возможностью полного открытия ответвительного клапана (21), когда ответвительный клапан (21) закрыт и частота вращения двигателя больше нуля и лежит ниже первой частоты вращения (U_min).

3. Подмешивающая система (1) по п.2, отличающаяся тем, что в области первой частоты вращения (U_min) частота вращения двигателя пропорциональна протекающему количеству приводящего в движение двигатель (2) потока средства тушения.

4. Подмешивающая система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что контроллер выполнен с возможностью полного закрытия ответвительного клапана (21), когда ответвительный клапан (21) открыт и частота вращения двигателя лежит выше второй частоты вращения (U_min).

5. Подмешивающая система (1) по п.4, отличающаяся тем, что в области второй частоты вращения (U_min) частота вращения двигателя пропорциональна протекающему количеству приводящего в движение двигатель (2) потока средства тушения.

6. Подмешивающая система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что контроллер выполнен с возможностью частичного открытия или закрытия ответвительного клапана (21) в зависимости от измеренной частоты вращения двигателя настолько, чтобы сумма протекающего количества потока средства тушения в ответвленном трубопроводе (17) и потока средства тушения на обращенном к выпуску конце (12) подмешивающего трубопровода (10) соответствовала протекающему количеству потока средства тушения, которое приводит в движение двигатель (2) с третьей частотой вращения (U_min).

7. Подмешивающая система (1) по п.6, отличающаяся тем, что в области третьей частоты вращения (U_min) частота вращения двигателя пропорциональна протекающему количеству приводящего в движение двигатель (2) потока средства тушения.

8. Подмешивающая система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что подмешивающая система выполнена с возможностью отвода в окружающую среду потока средства тушения на обращенном к выпуску конце (19) ответвленного трубопровода (17).

9. Подмешивающая система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что добавкой к средству тушения является пенообразователь.

10. Подмешивающая система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что средством тушения является вода.

11. Подмешивающая система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что приводимым в движение потоком средства тушения двигателем (2) является гидравлический двигатель.

12. Подмешивающая система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что средство тушения подводится к двигателю (2) из бака (23) для средства тушения или из трубопровода снабжения средством тушения.

13. Подмешивающая система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что подмешивающим насосом (6) является поршневой насос.

14. Подмешивающая система (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что добавка к средству тушения предоставляется из бака (24) для добавки к средству тушения или из трубопровода снабжения добавкой к средству тушения.

15. Способ эксплуатации подмешивающей системы (1) для установок пожаротушения для создания смеси средства тушения и добавки к средству тушения путем подмешивания указанной добавки к указанному средству тушения по любому из предыдущих пунктов, имеющий этапы:

- подвод потока средства тушения к входу (3) двигателя (2);

- приведение в движение двигателя (2) потоком средства тушения;

- приведение в движение вала (5) отбора мощности двигателя двигателем (2);

- отвод средства тушения от выхода (4) двигателя (2) в подмешивающий трубопровод (10);

- ответвление части средства тушения в месте (20) ответвления из подмешивающего трубопровода (10) в ответвленный трубопровод (17), в случае если ответвительный клапан (21) полностью или частично открыт;

- выпуск ответвленной части средства тушения на обращенном к выпуску конце (19) ответвленного трубопровода (17);

- приведение в движение приводного вала (9) подмешивающего насоса (6) валом (5) отбора мощности двигателя (2);

- приведение в движение подмешивающего насоса (6) его приводным валом (9);

- предоставление добавки к средству тушения на входе (7) подмешивающего насоса (6);

- нагнетание добавки к средству тушения подмешивающим насосом (6);

- отвод добавки к средству тушения от выхода (8) подмешивающего насоса (6) в трубопровод (13) добавки к средству тушения;

- подмешивание добавки к средству тушения к средству тушения в подмешивающем трубопроводе (10) в месте (16) подмешивания;

- выпуск смеси средства тушения и добавки к средству тушения на обращенном к выпуску конце (12) подмешивающего трубопровода (10);

- измерение частоты вращения двигателя тахометром (22) двигателя;

- полное или частичное открытие или закрытие ответвительного клапана (21) контроллером в зависимости от измеренной частоты вращения двигателя.