Способ тушения огня с применением вихревого пожарного ствола с образованием из частиц пламени огнетушащей смеси Российский патент 2024 года по МПК A62C5/00 A62C31/02 A62D1/00 

Способ тушения огня с применением вихревого пожарного ствола (ВПС) с образованием из частиц пламени огнетушащей смеси предназначен для тушения огня посредством вовлечения частиц пламени огня, его окружающей среды в вихревую камеру ствола, затем, перемешиванием захваченной массы в закрученном потоке холодной воды в целях образования огнетушащей аэрозольной смеси с последующим целевым направлением смеси на тушение огня.

Невозможно измерить, сколько боли, сколько вреда, принесло людям пламя пожаров. С давних пор человек пытался усмирить огненную стихию. Известны многие ручные и механизированные инструменты, приборы для тушения огня, для формирования, направления струи воды и различных огнетушащих веществ, к месту пожара. Наиболее распространены пожарные стволы. Сегодня пожарные стволы - один из основных видов пожарного оборудования.

Пожарный ствол представляет собой специальное устройство, которое предназначено для образования и направления струи воды и огнетушащих веществ к очагу возгорания. Как, правило, пожарный ствол состоит из корпуса, соединительной пожарной головки, насадки, которая отвечает за тип струи.

Например, ручной универсальный пожарный ствол «АКРОН Assault 4820» предназначен: для формирования и направления сплошной или распыленной струи воды; для формирования и направления струи воздушно-механической пены; для защиты оператора - ствольщика от теплового воздействия защитной водяной завесой, с регулируемой степенью плотности экранирующего факела; для перекрытия подачи огнетушащих веществ. Пожарный ствол «АКРОН Assault 4820» откалиброван на давления: 3 бар (3,1 кгс/см2; 45 psi); 5 бар (5,1 кгс/см2, 75 psi); 7 бар (7,14 кгс/см2, 100 psi). Известные свойства этого ствола: доступное регулирование формы струи, от сплошной до распыленной; фиксированные защитные зубья; мощная конструкция бампера (головка изменения геометрии струи), позволяющая получить распыленную струю высокого качества; удобное удаление застрявшего в стволе мусора; быстро и легко заменяющиеся прокладки клапана.

Широко рекламируются комбинированные стволы, которые, включают в свой состав конструкции: корпус; рукавная головка в форме муфты; рукоятка; наствольная головка; съемная насадка - генератор пены. К, наиболее часто, используемым относят воздушно-пенные стволы с эжектирующим устройством - СВПЭ. Стволы предназначены для получения пены из водного раствора пенообразователя, формирования и направления струи для тушения пожара.

Устройство СВПЭ. Ствол СВПЭ состоит из корпуса, с одной стороны которого навернута цапковая соединительная головка для присоединения ствола к рукавной напорной линии соответствующего диаметра, а с другой - на винтах присоединена труба, изготовленная из алюминиевого сплава и предназначенная для формирования воздушно-механической пены и направления ее на очаг пожара. В корпусе ствола имеются три камеры: приемная, вакуумная и выходная. На вакуумной камере расположен ниппель диаметром 16 мм для присоединения шланга, имеющего длину 1,5 м, через который всасывается пенообразователь. При рабочем давлении воды 0,6 МПа создается разрежение в камере корпуса ствола не менее 600 мм рт. ст. (0,08 МПа).

Принцип работы ствола СВП заключается в следующем: поток водного раствора пенообразователя по рукавной линии подводится к корпусу. Выходя из отверстия корпуса, струя, расширяясь, создает разряжение (вакуум), под действием которого происходит распыление и одновременно в отверстия, расположенные равномерно по поверхности трубы, подсасывается воздух. В полости трубы происходит дальнейшее интенсивное дробление распыленных капель водного раствора пенообразователя в результате соударений их между собой и ударов о поверхность стенок самой трубы, происходит смешивание их с подсосанным через отверстия воздухом и образование пузырьков воздушно-механической пены. Струя воздушно-механической пены на выходе из ствола направляется оператором на очаг пожара.

Не смотря, на большую популярность этих приборов, у них общие недостатки как - то, относительная сложность конструкции, например, три камеры, сложность в настройке и, как следствие, ограничения в процессе эксплуатации, что особенно важно в экстремальных ситуациях при тушении пожаров. Например, в процессе работы ствола СВПЭ необходимо надежно держать его в руках и следить, чтобы рабочее давление у ствола было в пределах 0,6+0,05 МПа (6+0,5 кгс/см2).

Предлагаемый в настоящем изобретении вихревой пожарный ствол - ВПС - с образованием огнетушащей смеси из частиц пламени, предназначен для тушения огня, посредством, вовлечения частиц пламени огня, частиц окружающей среды в вихревую камеру ствола, последующим перемешиванием захваченной массы в закрученном потоке холодной воды в целях образования огнетушащей аэрозольной смеси, затем, целевым направлением смеси на тушение огня.

Отличия вихревого пожарного ствола - ВПС, с образованием из частиц пламени огнетушащей смеси.

Его основное отличие от существующих приборов пожаротушения, в том, что водяной напор используется непосредственно как водная основа образования негорючей смеси из несгоревших частиц веществ, негорючих газов и частиц негорючих материалов, участвовавших в процессе горения.

В качестве ингредиента наполнителя огнетушащих средств, применяются несгоревшие частицы негорючих веществ, негорючих газов, негорючих материалов присутствующих при процессе горения и вовлеченных в вихревую трубу ствола.

ВПС - имеет принципиальное отличие от существующих стволов, прежде всего, как многофункциональный комплекс последовательных, взаимосвязанных операций. Если изъять что - то из цепочки, потеряется целое. Многофункциональность является основой ВПС как изобретения. Многофункциональность, заключающаяся в выполнении объектом нескольких различных функций, широко используется для решения практических и изобретательских задач в ТРИЗ. ТРИ3-это теория решения изобретательских задач, признанным автором которой является Г.С. Альтшуллер. Многофункциональность ВПС выражается в одновременности выполнения нескольких функций, непосредственно связанных с результатом применения ствола:

- уменьшения площади горения пламени, вовлечением частиц пламени и окружающей среды в вихревую камеру; -образование закрученного потока в вихревой камере;

- перемешивание вовлеченных частиц пламени и окружающей среды с водяным вихревым потоком, образование огнетушащей смеси; -формирование аэрозольной струи и направление ее на тушение огня. Преимущества вихревого пожарного ствола - ВПС.

1. Простота конструкции, нет ни одной движущейся детали, как следствие, надежность в эксплуатации, особенно в экстремальной ситуации.

2. Технологичность, оптимальные затраты при производстве.

3. Отсутствие необходимости перенастраивать в процессе эксплуатации, в том числе в момент экстремальных ситуаций.

4.. Возможность модульного проектирования и изготовления в различных модификациях: ручные одиночные стволы, ранцевые посты, многоствольные установки, лафетные стволы.

5. Отсутствие дополнительной токсичности и рисков вторичного ущерба.

6. За счет применения вихревого движения оптимальное измельчение частиц потока для получения высокоэффективного огнетушащего вещества.

7. Отсутствие необходимости перезарядки огнетушителя огнетушащим веществом, оно всегда в наличии, так как «пламя и дым всегда в огне пожара».

8. Мобильность и удобство при транспортировке.

9. Безопасность для здоровья человека и окружающей среды.

10. Электробезопасность, так как электроэнергия не требуется, как таковая.

Раскрытие изобретения.

Принципиальная схема функционирования вихревого пожарного ствола-ВПС - изображена на фиг1. Вода под избыточным давлением подается тангенциально по путепроводу « 4» в вихревую камеру «2,» в которой образуется вихревой поток с разряжением. Разряжение перемещается в емкость «1» для вовлекаемых материалов наполнителя огнетушащей смеси. При подведении пожарного ствола к пламени, создаются условия для вовлечения частиц пламени огня сквозь решета в емкость вовлекаемых материалов. В разряженное пространство емкости вовлекаются частицы пламени огня и окружающей среды: частицы негорючих материалов, негорючих веществ или газов. В целях более полного вовлечения продуктов горения емкость вовлекаемых материалов помещается на достаточно комфортное расстояние от пламени. В качестве вовлекаемого наполнителя огнетушащей смеси, возможно, использовать дозированные противопожарные спецпорошки или растворы, с учетом их токсичности и требований экологии. Производится, как бы, поглощение пламени, дыма и частиц окружающей среды водным вихревым потоком емкости вовлеченных материалов пожарного ствола. Вовлеченные частицы пламени, дыма и частицы окружающей среды перемешиваются непосредственно с водой, поступающей в вихревую камеру вихревого ствола от нагнетателя. Вода нагревается, превращается в пар, частицы воды прилипают к частицам воздуха. Образуется аэрозольная, распыленная смесь. Известно, что распыленной струей пламя гасится эффективнее, так, как, площадь поверхности контакта пламени с частицами воды увеличивается. Образовавшаяся аэрозольная смесь движется к преобразователю формы струй «3», далее, в регулируемый наконечник вихревого пожарного ствола, для придания необходимых форм потоку огнетушащей смеси и направления ее на тушение огня.

ВПС можно изготовить для эксплуатации в одиночном ручном варианте, в ранцевом исполнении, для управления двумя операторами, или в лафетном варианте.

Осуществление способа. Осуществление способа заключается в изготовлении предложенной принципиальной схемы функционирования вихревого пожарного ствола - МВПС (фиг.1),

с последующим использованием в рабочем процессе. Нагнетательное, силовое оборудование типовое, путепроводы, контрольно - измерительная аппаратура типовая. Новым является непосредственно вихревой пожарный ствол в виде насадки. Но ВПС как оборудование конструктивно прост, в нем нет движущихся деталей, как таковых, технологичен в изготовлении. Возможно изготовление в каждой механической мастерской.

Предлагаемый способ и устройство, найдут применение при тушении всех известных на сегодня типов пожаров: лесных, степных, в городе, локальных дворовых. В настоящее время изготовлен действующий лабораторный образец на зерновой смеси, для подтверждения теоретических предпосылок, с точки зрения, законов газодинамики.

В информационных источниках отсутствуют сведения о мировой практике применения аналогов предлагаемого способа или устройства.

Краткое описание чертежа.

1. Емкость для вовлеченных материалов.

2 Вихревая камера ствола.

3 Преобразователь формы струй.

4. Путепровод воды с избыточным давлением.

5. Кольцо термоизоляции.

6 Соединительная арматура.

7. Регулируемый наконечник.

8. Решета.

9. Вихревой поток.

Изобретение относится к области пожаротушения, а именно к способу тушения огня с применением вихревого пожарного ствола - ВПС, с образованием из частиц пламени огнетушащей смеси. Способ включает тангенциальную подачу воды от пожарного рукава в вихревую камеру пожарного ствола, при этом в вихревой камере образуют вихревой поток с разряжением, который обеспечивает разряжение в емкости для вовлекаемых в поток материалов, подводят емкость в зону пламени огня, вовлекают в емкость частицы пламени огня вместе с несгоревшими зольными частицами, частицами среды, окружающей пламя, частицами негорючих материалов, негорючих газов, затем перемещают их в вихревую камеру, перемешивают с холодной водой, поступающей из пожарного рукава в вихревую камеру; нагреваясь, вода превращается в пар, который с зольными частицами, частицами среды, окружавшей пламя, частицами негорючих материалов, негорючих газов образует аэрозольную огнетушащую смесь, указанную смесь подают в формообразующий путепровод для придания струе формы и направляют ее на тушение огня. 1 ил.

Способ тушения огня с применением вихревого пожарного ствола с образованием из частиц пламени огнетушащей смеси, включающий тангенциальную подачу воды от пожарного рукава в вихревую камеру пожарного ствола,

при этом в вихревой камере образуют вихревой поток с разряжением, который обеспечивает разряжение в емкости для вовлекаемых в поток материалов;

подводят емкость в зону пламени огня, вовлекают в емкость частицы пламени огня вместе с несгоревшими зольными частицами, частицами среды, окружающей пламя, частицами негорючих материалов, негорючих газов, затем перемещают их в вихревую камеру, перемешивают с холодной водой, поступающей из пожарного рукава в вихревую камеру; при этом, нагреваясь, вода превращается в пар, который с зольными частицами, частицами среды, окружавшей пламя, частицами негорючих материалов, негорючих газов образует аэрозольную огнетушащую смесь, указанную смесь подают в формообразующий путепровод для придания струе формы и направляют ее на тушение огня.