Область техники
Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к противопожарному оборудованию, и может быть преимущественно использовано для тушения крупномасштабных пожаров и проведения аварийно-спасательных работ на транспорте, при ликвидации последствий аварийных ситуаций с пожаро- и взрывоопасными материалами и грузами III-IV классов опасности, при проведении аварийно-спасательных работ в зонах чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, быстроразвивающихся пожаров углеводородов на морских судах и морских платформах для добычи углеводородов и объектах морского берегового базирования с высокой степенью пожаровзрывоопасности посредством раздельного генерирования и раздельной подачи под напором воздушно-механической пены средней кратности, воздушно-механической пены низкой кратности, распыленной и диспергированной воды или быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема.
Уровень техники
Опасные грузы (пожаро-, взрывоопасные и химические вещества) перевозятся в основном железнодорожным, крупнотоннажным автомобильным и морским транспортом цистернах и контейнерах.
Пожары на железнодорожном и крупнотоннажном автомобильном и морском транспорте отличаются особой сложностью.
Взрыв железнодорожных цистерн с нефтепродуктами происходит, как правило, через 16–24 мин после начала воздействия на них открытого факела пламени. Высота факела пламени достигает 50 метров. Взрыв одной железнодорожной цистерны способствует увеличению площади пожара более 1500 м2. Воздействие открытого пламени и высокой температуры на железнодорожные цистерны с ЛВЖ и ГЖ приводит к вспышке промасленного слоя на их поверхности. Наличие неплотностей и неисправностей запорной арматуры на цистернах с ЛВЖ и сжиженными углеводородными газами приводит к вспышке паров жидкости над горловинами цистерн, а также газов над избыточными клапанами.
Наиболее быстрое распространение огня происходит при разливе легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ) из железнодорожных и автомобильных цистерн в результате аварий, столкновений или крушений поездов и автомобилей.
Статистика пожаров на железнодорожных составах цистерн с ЛВЖ и ГЖ показывает, что площадь разлива жидкости из одной цистерны составляет 800-1400 м2 в зависимости от состояния и вида почвы, метеоусловий и рельефа местности, вследствие чего площадь пожара может достигать 10000–35000 м2.
При взрыве цистерн со сжиженными углеводородными газами (СУГ) происходит выброс факела на высоту до 120–150 м, далее – пламенное горение высотой до 50 м. Осколки взорвавшихся цистерн разбрасываются на расстояние до 150 м, а в отдельных случаях до 450 м. Иногда взрыв срывает цистерну с железнодорожной платформы и отбрасывает ее на расстояние до 80 м. Все это приводит к возникновению новых очагов пожара, повторному воспламенению разлитых горючих жидкостей.
При пожарах также возможно повреждение цистерн и емкостей с ядовитыми газами и жидкостями, что приводит к загазованности территории и затруднению боевых действий до ликвидации пожаров, а также вызывает необходимость эвакуации населения из районов, прилегающих к месту происшествия.
Тушение пожаров при авариях на крупнотоннажном транспорте осложняется:
высокой пожарной нагрузкой и химической опасностью перевозимых крупнотоннажных грузов;
быстрым распространением огня;
разливом легковоспламеняющихся, горючих, ядовитых и токсичных жидкостей из цистерн и образованием загазованных зон на прилегающей территории;
наличием угрозы находящимся рядом людям;
обычной ограниченностью подъездов и подступов к месту аварии и пожара и сложностью прокладки рукавных линий;
отсутствием или удаленностью водоисточников;
воздушной ударной волной взрывов, образующимся облаком топливно-воздушных смесей СУГ и ЛВЖ, механическим воздействием осколков цистерн, образующихся при взрыве].
Отличительными особенностями аварий и катастроф на морских транспортных и площадочных объектах добычи, переработки и транспортировки нефтепродуктов и сжиженного природного газа является чрезвычайная скоротечность развития аварийных процессов, связанных с выбросом углеводородов и их горением в условиях плотного размещения технологического оборудования.
Именно по этой причине основной концепцией систем подавления пожаров и взрывов на морских судах и платформах является необходимость обеспечения мгновенной ответной реакции на загорание любого масштаба.
Наиболее важным фактором локализации тушения пожаров на крупнотоннажном железнодорожном и автомобильном транспорте, на морских судах и морских платформах для добычи углеводородов и объектах морского берегового базирования с высокой степенью пожаровзрывоопасности является предотвращение пламенного горения в любой форме. Физическая сущность этого условия заключается в том, что под понятием «тушение пожара» подразумевается создание таких физических условий, которые исключили бы возможность продолжения процессов горения в любой форме и любого материала.
Известны передвижные и стационарные установки пожаротушения контейнерного типа, реализующие подачу воды, пены или мелкодисперсной струи насосом.
Известны морские комплектные насосные станции фирм Nijhuis Fire Fighting Protection (Нидерланды), SPP-Pumps Ltd. (Англия), МТТ (США), Flughafenfeuerwehr Baden-Airpark (Германия), позволяющие генерировать или только струи воды или струи низкократной пены требуемой дальнобойности, но неудовлетворительной эффективности при тушении пожаров углеводородов из-за низкой эффективностью тушения водой пожаров углеводородов по причине их более низкой плотности по сравнению с водой. Поэтому интенсивно разрабатываются системы и способы водопенного пожаротушения.
Пены низкой кратности обладают хорошей охлаждающей способностью и высокой скоростью растекания по поверхности горючего, повышенной дальностью подачи. Однако они недостаточно эффективны из-за низкой изолирующей способности, кроме пены низкой кратности обычно приготавливают на основе дорогих и экологически вредных фторсодержащих пенообразователей.
Известно, что водовоздушные, воздушно-механические пены обладают хорошими теплоизолирующими свойствами, однако их использование при крупномасштабных пожарах ограничено из-за обычной малой дальнобойности, низкой скорости растекания на поверхности горючего, высоким коэффициентом разрушения от воздействия лучистых тепловых и конвективных потоков пламени, а также от нагретых металлических и других конструкций горящего объекта.
Известны лафетные и ручные стволы, формирующие струи пены низкой кратности с дальностью подачи 20-60 м. Однако они обладают недостаточно эффективными пожаротушащими свойствами, не позволяют обеспечить большую площадь покрытия и требуют использования дорогих пленкообразующих фторированных пенообразователей, что не позволяет получать требуемый огнетушащий эффект, приводит к затягиванию времени тушения и высокой стоимости расходуемых при тушении пожара пенообразователей.
Известно применение 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 ранее генераторов пены средней кратности обеспечивали получение пенных струй от 3 до 8 м, что затрудняло процесс их использования из-за высокого риска работающего в зоне пожара личного состава пожарных подразделений. Подобные способы и устройства формирования струи пены средней кратности, описанные в а.с. СССР N 1789239, кл. А62С 31/12, опубл. 23.01.93, и а.с. CCCP N 1614813, кл. А62С 5/02, опубл. 23.12.90.
Известно устройство формирования комбинированной струи пены средней и низкой кратности с дальнобойностью струи пены средней кратности до 20-50 м, содержащее средство формирования струи раствора пенообразователя, корпус пеногенератора и расположенную в корпусе сетку, корпус пеногенератора выполнен в виде полого цилиндра, к которому со стороны подачи раствора пенообразователя прикреплено сопло или иное средство формирования струи раствора пенообразователя и внутри которого со стороны выхода пены закреплена сетка, при этом корпус пеногенератора имеет длину от 0,3 до 1,5 расстояния от средства формирования струи раствора пенообразователя до сетки. При этом средство формирования направленной струи раствора пенообразователя выполнено с возможностью регулирования угла раскрытия и/или регулирования направления оси струи раствора пенообразователя и/или регулирования количества раствора пенообразователя с обеспечением возможности формирования в корпусе пеногенератора или в пространстве вне корпуса генератора струи пены с увеличивающейся кратностью и уменьшающейся плотностью по направлению от центра струи к периферии. Пеногенератор дополнительно содержит диффузор, закрепленный в корпусе пеногенератора непосредственно за сеткой со стороны выхода пены, выполненный длиной 0,1 - 0,9 диаметра диффузора и имеющий площадь свободного сечения меньшую, чем площадь сечения сетки, а средство формирования направленной струи раствора пенообразователя выполнено с возможностью непосредственного смешения в нем воды и пенообразователя, выполненного, например, в виде эжекционного устройства [RU 2170123, А62С 5/02, опубл. 10.07.2001].
Недостатком данных средств пожаротушения является недостаточная для тушения крупномасштабных пожаров эффективность пожаротушения и недостаточная дальнобойность.
Известно разработанное ранее заявителем устройство для пожаровзрывопредотвращения и тушения пожара, изготовленное с возможностью получения и подачи в зону пожаровзрывопредотвращения и пожара по крайней мере одной струи гибридной пены с кратностью от 20 до 40, получаемой в результате турбулентного перемешивания под напором 0,6-1,4, преимущественно 0,8-1,2 МПа, в результате турбулентного перемешивания в процессе спутного движения коаксиальных, соприкасающихся или пересекающихся струй воздушно-механической пены низкой кратности с кратностью от 5 до 15 и струй воздушно-механической пены средней кратности с кратностью от 25 до 70 при их соответствующем соотношении по расходу используемого для их образования раствора пенообразователя от 8:1 до 1:1 и их соответствующем объемном соотношении от 0,1 до 1,0 [RU 2757479, A62C 3/06, A62C 5/02, опубл. 18.10.2021 Бюл. № 29].
Достоинствами гибридной пены является её повышенные пожаротушащие свойства, однако известные устройства её получения обладают недостаточной мобильностью и недостаточной дальнобойностью, особенно значимые для тушения крупномасштабных пожаров и аварий.
Известен контейнер автономного пожарного модуля, который для повышения безопасности при проведении аварийно-спасательных работ, связанных с тушением пожаров на плавучих объектах, содержит вентиляционные люки и установленную на крыше телескопическую заваливаемую осветительную мачту с наклонно-поворотной платформой, выполненные управляемыми из командного отсека [RU 209417, A62C 3/10 B63C7/00 B65D88/00, опубл. 16.03.2022, Бюл. № 8].
Недостатком контейнера автономного пожарного модуля по RU 209417 являются ограниченные возможности применения по причинам наличия в верхней части выступающей телескопической осветительной мачты с нарушением требований предельной высоты оборудования железнодорожного транспорта.
Известна размещенная в стандартном морском контейнере установка пожаротушения, предназначенная для тушения пожаров любой мощности, преимущественно на судах, морских платформах, нефтегазовых и других пожароопасных промышленных объектах посредством интенсивной подачи воды или пены, включающая емкость для воды, водяной насос с механическим приводом, смеситель и лафетный ствол, соединенные трубопроводами и арматурой, в которой механический привод насоса выполнен в виде дизельного двигателя с топливным баком, источником электропитания и пультом управления, смеситель соединен посредством трубопровода с отсечным клапаном с емкостью для пенообразователя, которая установлена выше смесителя, а емкость для воды выполнена в виде цистерны коробчатой конструкции объемом не менее 15 м3. При этом установка снабжена системой электроуправления и автоматики, включающей устройство защиты насоса от «сухого хода» и пуска дизельного двигателя, а источник электропитания для пуска двигателя и работы системы электроуправления и автоматики выполнен в виде аккумуляторной батареи. Лафетный ствол высокой производительности оборудован системой вращения в двух плоскостях, дизельный двигатель с топливным баком, насос, источник электропитания и пульт управления смонтированы на единой фундаментной раме, всё электрическое и механическое оборудование установки выполнено с учетом его работы в морских условиях, источник электропитания для пуска двигателя и работы системы электроуправления и автоматики выполнен в виде воздушного баллона (баллонов) и соединенной с ним минитурбины с электрогенератором, водяной насос соединен с судовой или промышленной водной магистралью, а цистерна для воды и емкость для пенообразователя выполнены из пластика [RU 2426571, A62C 35/00, опубл.20.08.2011, Бюл. № 23].
Известна разработанная ранее заявителем система для тушения пожаров на морских судах, морских платформах и объектах морского берегового базирования, содержащая размещенные в контейнере и соединенные трубопроводами насосную станцию со средством подачи воды, емкость для пенообразователя и установку тушения пожара, выполненные с возможностью создания посредством центробежного насоса и подачи под напором комбинированной водовоздушной струи пены низкой кратности с кратностью от 7 до 20 и пены средней кратности с кратностью от 20 до 100. Система выполнена в мобильном исполнении с возможностью размещения в стандартных контейнерах класса ISO, устанавливаемых и используемых на палубах морских судов, морских платформ и на транспортных средствах объектов морского берегового базирования. Для создания и подачи под напором комбинированной водовоздушной струи пены низкой кратности с кратностью от 7 до 20 и пены средней кратности с кратностью от 20 до 100 используют размещенные внутри контейнера установки комбинированного тушения пожаров «Пурга». Средство подачи воды на насосную станцию выполнено в виде размещенной в контейнере или у контейнера емкости для воды или выполнено в виде присоединенного к насосной станции трубопровода подачи воды из-за борта морского судна или морской платформы или выполнено в виде присоединенного к насосной станции трубопровода подачи воды из системы водоснабжения морского судна, морской платформы или объекта морского берегового базирования [RU 108981, A62C31/12, опубл. 10.10.2011, Бюл. № 28].
Общими техническими недостатками известных аналогов и прототипов являются ограниченные функциональные возможности, сравнительно небольшая дальность и мощность струи пены, незначительные запасы воды, ограничивающие возможность тушения крупномасштабных пожаров. А также возможность тушения крупномасштабных пожаров только воздушно-механической пеной или водой.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом) является автономный пожарный модуль контейнерного типа, который для повышения эффективности взрывопожаропредотвращения, пожаротушения и ликвидации аварий техногенного и природного характера, оперативного купирования и тушения крупномасштабных пожаров и аварий на автомобильных и железных дорогах и на море, на удаленных от дорог стационарных объектах, проведения аварийно-спасательных работ и ликвидации последствий аварийных ситуаций на различных объектах, предприятиях и организациях, не относящихся к крупнотоннажному транспорту и крупнотоннажным перевозкам пожаро- и взрывоопасным грузам и материалам, но находящихся в пределах тактико-технических возможностей противопожарного оборудования, изготовлен на основе 40-футового контейнера для грузоперевозок с боковыми наружными дверьми и торцевыми подъемными воротами, на крыше которого расположены по крайней мере два присоединяемых к напорным трубопроводам устройства водопенного пожаротушения с возможностью напорной подачи разнонаправленных комбинированных струй воздушно-механической пены низкой кратности и гибридной пены или спутнонаправленных комбинированных струй воздушно-механической пены низкой кратности и гибридной пены с возможностью получения единой струи или единых струй повышенной мощности и дальнобойности, и внутри которого расположены насос с двигателем, по крайней мере одна емкость для пенообразователя, устройство смешения воды с пенообразователем, по крайней мере одно устройство намотки/размотки и хранения пожарных рукавов в катушках с возможностью перемещения внутри контейнера и поворота в сторону требуемой двери или ворот контейнера, система всасывающих и напорных трубопроводов огнетушащей жидкости с запорно-регулирующей и присоединительной арматурой и средствами быстросъемного присоединения/отсоединение шлангов подачи воды, выполненная с возможностью гидравлического сообщения с источниками воды, насосом, устройством смешения воды с пенообразователем и патрубками присоединения устройств водопенного пожаротушения и пожарных рукавов [RU 218162, A62C35/00, опубл. 15.05.2023, Бюл. № 14 (прототип)].
Недостатком RU 218162 (прототипа) является возможность тушения крупномасштабных пожаров только воздушно-механической пеной или водой.
Проблема и технический результат
Решаемой задачей и техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение эффективности взрывопожаропредотвращения, пожаротушения и ликвидации аварий техногенного и природного характера при оперативном купировании и тушении крупномасштабных пожаров и аварий на автомобильных и железных дорогах и на море, а также на удаленных от дорог стационарных объектах, при проведении аварийно-спасательных работ и ликвидации последствий аварийных ситуаций на различных объектах, предприятиях и организациях, не относящихся к крупнотоннажному транспорту и крупнотоннажным перевозкам пожаро- и взрывоопасных грузов и материалов, но находящихся в пределах тактико-технических возможностей противопожарного оборудования посредством раздельного генерирования и раздельной подачи под напором воздушно-механической пены средней кратности, воздушно-механической пены низкой кратности, распыленной и диспергированной воды или быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема, поскольку известно, что эффектиного тушения различных пожаров требуются различные огнетушащие средства.
Основная сущность изобретения
Проблема (поставленная задача) решается и требуемый технический результат достигается тем, что предлагаемый автономный пожарный модуль изготовлен на основе контейнера для грузоперевозок и содержит
установку комбинированного тушения пожара с возможностью раздельного генерирования и раздельной подачи под напором воздушно-механической пены средней кратности, воздушно-механической пены низкой кратности, распыленной и диспергированной воды или быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема,
насос с двигателем,
емкости с компонентами огнетушащих средств,
систему всасывающих и напорных трубопроводов с запорно-регулирующей и присоединительной арматурой с возможностью гидравлического сообщения с источниками огнетушащих средств и патрубками присоединения установки комбинированного тушения пожара, ручных средств пожаротушения и пожарных рукавов.
Установка комбинированного тушения пожара в предлагаемом автономном пожарном модуле содержит
корпус
размещенную внутри корпуса кассету сеток,
расположенные перед кассетой сеток форсунки подачи на кассету сеток огнетушащих средств,
ствол с размещенным внутри ствола эжекторным смесителем с патрубком эжекционного всасывания внутрь ствола компонента огнетушащего средства,
трубопроводы подачи огнетушащих средств на форсунки и в ствол и
краны открытия/закрытия трубопроводов огнетушащих средств
Кассета сеток в установке комбинированного тушения пожара изготовлена из коаксиально установленных с натягом один внутри другого
внутреннего обода с установленной и закрепленной в нем посредством плоских параллельных направлению движения в корпусе огнетушащего средства ребер кольцевой обоймой со сквозным отверстием для размещения в нём ствола,
промежуточного обода,
наружного обода
и двух расположенных с зазором относительно друг друга сеток,
одна из которых зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями наружного и промежуточного ободов, а другая сетка зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями промежуточного и внутреннего ободов,
при этом в сетках выполнены соосные и соразмерные сквозному отверстию обоймы отверстия с фиксацией краев сеток на обойме посредством кольцевых шайб и винтов,
а ствол размещен в сквозном отверстии обоймы в кассете сеток и присоединен к средству подачи в него огнетушащих средств
Используемая в автономном пожарном модуле установка комбинированного тушения пожара изготовлена
с возможностью использования в качестве огнетушащих средств раствора пенообразователя, воды, и компонентов быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема,
с возможностью генерирования и подачи под напором воздушно-механической пены низкой кратности с кратностью от 5 до 15, получаемой при подаче в ствол раствора пенообразователя или при подаче в ствол воды и подаче в эжекторный смеситель пенообразователя,
с возможностью генерирования и подачи под напором распыленной воды и диспергированной воды при подаче воды на кассету сеток и в ствол,
с возможностью генерирования в стволе и подачи под напором быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема, получаемой в результате смешивания в стволе подаваемого в ствол одного компонента быстротвердеющей пены в виде водного раствора смеси силиката натрия и пенообразователя и подаваемого через эжекторный смеситель другого компонента быстротвердеющей пены в виде водного раствора уксусной кислоты с получением в стволе быстротвердеющей пены в виде вспененного геля кремнезема, содержащего, мас. %: 13-65%, преимущественно 20-50% кремнезема, 1-15%, преимущественно 6% пенообразующего поверхностно-активного вещества, вода – остальное, имеющего объемную массу 0,1-0,8 г/см3, объемную устойчивость не менее 22 часов при изменении объема не более 10%, а в обезвоженном состоянии имеющего объемную массу 0,05-0,1 г/см3 и сохраняющего не менее 95% объемной формы при нагреве до температуры 1000°С в течение не менее 40 минут, имеющего микро- и макропористую структуру с удельной площадью поверхности не менее 20 м2/г, пластичную структуру геля с кратностью от 2 до 20 с твердостью по показателю вязкости более 100 Па⋅с.
При этом предлагаемый автономный пожарный модуль может содержать
средства видеонаблюдения и систему ручного или дистанционного управления функционированием насоса и установка комбинированного тушения пожара посредством радиосигналов и/или Интернета,
систему электроснабжения и освещения посредством аккумуляторов и/или автономного электрогенератора с ручным и/или дистанционным управлением и систему вентиляции и охлаждения с ручным и/или дистанционным управлением,
средства подключения и применения воздушно-механических газовых, аэрозольных и порошковых устройств пожаротушения.
В качестве контейнера для грузоперевозок автономный пожарный модуль содержит 20-футовый контейнер для грузоперевозок класса ISO или контейнер типа 1СС (1С) по ГОСТ Р53350-2009, внутренние стены которого теплоизолированы слоем минеральной ваты и обшиты металлическими панелями, и может быть изготовлен
с возможностью размещения на вытомобильной иди железнодорожной платформе совместно с дополнительными средствами пожаротушения в виде дополнительных пожарных модулей и/или робототехнических устройств с возможностью совместного их функционирования, управления и использования при проведении аварийно-спасательных работ и тушения пожаров,
с возможностью установки на железнодорожной платформе, автотранспортном средстве, на специализированном и неспециализированном судне, корабле, буровой платформе, буксире, пароме и ином плавсредстве, гусеничном транспорте, на необорудованное побережье и льду, на причальной стенке морской базы или порта, на морских судах и морских платформах для добычи углеводородов и объектах морского берегового базирования
и с возможностью транспортировки и доставки к месту установки или тушения пожара и проведения аварийно-спасательных работ перевозящим стандартные контейнеры для грузоперевозок транспортом.
Краткое описание чертежей
Техническая сущность и конструктивные особенности предлагаемого автономного пожарного модуля иллюстрируются чертежами и фотографиями, на которых номерами позиций показаны с указанием их возможной преимущественной, но не обязательной реализации и выполняемых функций, отдельные элементы, детали и узлы предлагаемого автономного пожарного модуля контейнерного типа с универсальной установкой комбинированного тушения пожара с возможностью раздельного генерирования и раздельной подачи под напором воздушно-механической пены средней кратности, воздушно-механической пены низкой кратности, распыленной и диспергированной воды или быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема:
1 - контейнер; 2 - емкость для воды или компонента А быстротвердеющей пены; 3 - трубопровод подачи воды или компонента А на дизель-насосный агрегат 4; 5 - емкость пенообразователя; 6 - трубопровод подачи водного раствора пенообразователя или компонента А на генератор быстротвердеющей пены или генератор водовоздушной пены; 7 - форсунки подачи водного раствора пенообразователя на сетку генератора водовоздушной пены средней кратности 8; 9 - ствол формирования водовоздушной пены или быстротвердеющей пены из смеси компонентов А и Б; 10 патрубок присоединения шлангов подачи воды из сторонних источников на дизель-насосный агрегат 4; 11 - трубопровод подачи пенообразователя в трубопровод подачи воды на дизель-насосный агрегат; 12 - емкость компонента Б быстротвердеющей пены; 13 - трубопровод подачи компонента Б быстротвердеющей пены в ствол формирования водовоздушной пены или быстротвердеющей пены из смеси компонентов А и Б; 14 - глушитель выхлопных газов дизель-насосного агрегата; 15 - крышки патрубков заливки воды или компонента А быстротвердеющей пены в емкость 2 воды или компонента А быстротвердеющей пены; 16 - крышка патрубка заливки пенообразователя в емкость пенообразователя 5; 17 - железнодорожная платформа; 18 - автономный модуль пожаротушения гибридной водовоздушной пеной.
На фиг. 1 показана принципиальная схема конструкции автономного пожарного модуля.
На фиг. 2 - фото общего вида автономного пожарного модуля.
На фиг. 3 - фото общего вида автономного пожарного модуля на железнодорожной платформе.
На фиг. 4 - фото используемой в автономном пожарном модуле универсальной установки комбинированного тушения пожара с возможностью дистанционно управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью раздельного генерирования и раздельной подачи под напором воздушно-механической пены средней кратности, воздушно-механической пены низкой кратности, распыленной и диспергированной воды или быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема на расстоянии до 50 м.
На фиг. 5 - фото насосного агрегата с дизельным двигателем, центробежным насосом и запорно-регулирующей арматуры на всасывающих и напорных патрубках центробежного насоса.
На фиг. 6-8 - фото приготовленного к транспортировке автономного пожарного модуля и его транспортировки на гусенечном транспортере и на автомобиле под фирменным наименованием Автономный пожарный модуль АПМ "Зверь".
На фиг. 9-10 - фото натурных испытаний функционирования реализованного заявителем автономного пожарного модуля АПМ "Зверь".
Осуществление изобретения
Характерными отличительными особенностями и возможностями предлагаемого автономного пожарного модуля контейнерного типа являются:
способность автономного пожарного модуля немедленно включаться в работу и обеспечивать раздельное генерирование и раздельную подачу под напором воздушно-механической пены средней кратности, воздушно-механической пены низкой кратности, распыленной и диспергированной воды или быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема на расстоянии до 50 м с практически доказанным увеличением в два-три раза скоростью тушения по сравнению с традиционными и известными средствами борьбы с крупномасштабными пожарами легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), горючих жидкостей (ГЖ) и сжиженных углеродных газов (СУГ) и иных горючих материалов;
возможность раздельного генерирования и раздельной подачи под напором воздушно-механической пены средней кратности, воздушно-механической пены низкой кратности, распыленной и диспергированной воды или быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема посредством одной установки с ручным и дистанционным управлением с возможностью управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, позволяющих эффективно тушить различные типы пожаров и горючих материалов на больших площадях;
возможность подключения средств пожаротушения к сторонним источникам воды в сочетании с большим запасом пенообразователя с обеспечением возможности ликвидацию крупных пожаров и аварий на больших площадях за нормативное время тушения;
возможность генерирования и подачи под напором воздушно-механической гибридной пены средней кратности с кратностью 30 + 10, получаемой в результате генерирования и турбулентного перемешивания в процессе спутного движения соприкасающихся струи формируемой в стволе пены низкой кратности с кратностью от 5 до 15, и по крайней мере одной генерируемой на кассете сеток струи воздушно-механической пены средней кратности с кратностью от 25 до 70, получаемых при подаче под на кассету сеток и в ствол раствора пенообразователя;
возможность генерирования и подачи под напором воздушно-механической пены низкой кратности с кратностью от 5 до 15, получаемой при подаче в ствол раствора пенообразователя или при подаче в ствол воды и подаче в ствол через эжекторный смеситель пенообразователя;
возможность генерирования и подачи под напором распыленной воды и диспергированной воды при подаче воды в установке на кассету сеток и в ствол;
возможность генерирования в стволе установки и подачи под напором быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема, получаемой в результате смешивания в стволе подаваемого в ствол одного компонента быстротвердеющей пены в виде водного раствора смеси силиката натрия и пенообразователя и подаваемого через эжекторный смеситель другого компонента быстротвердеющей пены в виде водного раствора уксусной кислоты с получением в стволе быстротвердеющей пены в виде вспененного геля кремнезема, содержащего, мас. %: 13-65%, преимущественно 20-50% кремнезема, 1-15%, преимущественно 6% пенообразующего поверхностно-активного вещества, вода – остальное, имеющего объемную массу 0,1-0,8 г/см3, объемную устойчивость не менее 22 часов при изменении объема не более 10%, а в обезвоженном состоянии имеющего объемную массу 0,05-0,1 г/см3 и сохраняющего не менее 95% объемной формы при нагреве до температуры 1000°С в течение не менее 40 минут, имеющего микро- и макропористую структуру с удельной площадью поверхности не менее 20 м2/г, пластичную структуру геля с кратностью от 2 до 20 с твердостью по показателю вязкости более 100 Па⋅с;
возможность ручного и/или дистанционного управления поворотами установки в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Особенности конструктивного исполнения и практическое реализации автономного пожарного модуля детально показаны на фигурах чертежей.
Автономный пожарный модуль, разработанный и реализованный заявителем по фирменным наименованием АПМ «Зверь», предназначен для проведения аварийно-спасательных работ, химической защиты и маскировки, а также взрывопожаропредотвращения в районах возникновения радиационной, химической и пожарной опасности, в том числе на предприятиях атомной, химической, нефтяной, газовой и нефтеперерабатывающей промышленности, а также на объектах оборонного комплекса и Министерства обороны РФ.
Автономный пожарный модуль может быть использован для подачи (откачки) большого количества воды в зонах стихийных бедствий и катастроф, а также для обеспечения процесса тушения затяжных пожаров и проведения спасательных работ.
Автономный пожарный модуль изготавливается и комплектуется на базе 20-футового контейнера для грузоперевозок типа 1СС по ГОСТ Р53350-2009, внутри которого размещаются:
дизель-насосная станция производительностью от 40 л/с до 50 л/с при 10-12 бар (1-1,2 МПа) с минимальной высотой всасывания от 1 до 7 м с временем заполнения насоса водой не более 30 сек, привод насоса (двигатель) - автономный, вид топлива - дизельный,
емкость для воды или для компонента А быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема - водного раствора смеси силиката натрия,
емкость для компонента Б быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема - водного раствора уксусной кислоты,
емкость для пенообразователя (углеводородный синтетический пенообразователь типа ПО-6ЦТ производства РФ),
система трубопроводов, клапанов и вентилей,
система внутрикомпонентного смешения (пенообразования) огнетушащих средств,
система электрообогрева для случаев хранения контейнера при низких температурах на открытом воздухе,
отсек для хранения пожарных рукавов и пожарно-технического оборудования,
установка комбинированного тушения пожара по классификации заявителя УКТП «Пурга»-40 ТП производительностью от 40 л/с, дальность подачи обычной и быстротвердеющей пены до 50 м,
ранцевое устройство УКТП «Пурга»-2 ТП для подачи пены, в том числе быстротвердеющей пены; производительность - 1-3 л/с, дальность подачи - 15-18 м,
отсеки для оптимального размещения аварийно-спасательного оборудования и инструмента с выдвижными, поворотными и съемными элементами (полками, стеллажами) с фиксирующими элементами, пылевлагозащитными шторными дверями с замками и барабанной системой намотки пожарных рукавов, распашными дверями с фиксацией в торцевых частях модуля, надежной крепежной системой для всех видов оборудования и инструмента, локальным освещением для отсеков с автоматическим включением при открывании дверей,
пожарно-техническое вооружение, в том числе пожарные рукава.
Отдельные детали и узлы заявляемого автономного пожарного модуля могут быть изготовлены из обычно используемых в противопожарной технике конструктивных элементов и материалов, на обычном оборудовании, по обычным технологиям, известным и применяемым в области современной техники пожаротушения и пожаровзрывопредотвращения.
Известно, что пена – наиболее эффективное и широко применяемое огнетушащее вещество, представляющее собой дисперсную систему, состоящую из ячеек - пузырьков воздуха (газа), разделенных пленками жидкости, содержащей пенообразователь [ГОСТ Р 50588-2012. Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний].
Отношение объемов газовой и жидкой фаз (в единице объема) пены определяет структуру и ее свойства. Если объем газовой фазы Vг превышает объем жидкости Vж не более чем в 10-20 раз (пены низкой кратности), ячейки пены, заполненные газом, имеют сферическую форму. В таких пенах газовые пузыри окружены оболочками жидкости относительно большой толщины. Сферические пены отличаются высоким содержанием жидкости и в силу этого малой устойчивостью. Поэтому их относят к метастабильным (условно стабильным).
В нестабильных пенах наблюдается так называемый эффект Плато: жидкая фаза из перегородок удаляется, истекая под действием силы тяжести, и происходит быстрая коалесценция (от лат. coalesce - срастаюсь, соединяюсь) - слияние соприкасающихся газовых пузырьков. В пене газовый пузырек не может свободно перемещаться ни в вертикальной, ни в горизонтальной плоскости. Он как бы «зажат» другими, прилегающими к нему пузырьками.
С увеличением отношения Vг/Vж толщина пленки жидкости, разделяющая газовые объемы, уменьшается, а газовая полость утрачивает сферическую форму. Пены средней кратности, у которых отношение Vг/Vж составляет несколько десятков или даже сотен, имеют многогранную форму. Причем форма многогранников может быть различной - треугольные призмы, тетраэдры, неправильной формы параллелепипеды. В процессе старения пены шарообразная форма ячеек переходит в многогранную. Многогранные пены отличаются малым содержанием жидкой фазы и характеризуются высокой стабильностью. В таких пенах отдельные пузырьки сближены и разделены тонкими «растянутыми упругими пленками». Эти пленки в силу упругости и ряда других факторов препятствуют коалесценции газовых пузырьков. По мере утончения разделительных пленок пузырьки все плотнее сближаются, прилегают друг к другу и приобретают четкую форму многогранников [Бобков С.А., Бабурин А.В., Комраков П.В. Физико-химические основы развития и тушения пожаров: учеб. пособие / М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. - 210 с.].
Основными физико-химическими свойства пены являются:
кратность – отношение объема пены к объему раствора пенообразователя, содержащегося в пене;
дисперсность – степень измельчения пузырьков (размеры пузырьков);
вязкость – способность пены к растеканию по поверхности;
стойкость – способность пены сопротивляться процессу разрушения [там же].
В зависимости от величины кратности (К) пены разделяют на четыре группы:
пеноэмульсии, К < 3;
низкократные пены, 3 < К< 20;
пены средней кратности, 20 < К < 200;
пены высокой кратности, К > 200 [Шароварников А.Ф., Шароварников С.А. Пенообразователи и пены для тушения пожаров. Состав, свойства, применение. М.: Пожнаука, 2005. - 335 с.].
Дисперсность пены обратно пропорциональна среднему диаметру пузырьков.
Известно, что чем выше дисперсность, тем выше стойкость пены и огнетушащая эффективность. Степень дисперсности пены во многом зависит от условий ее получения, в том числе и от характеристики аппаратуры. Кратность и дисперсность пены определяют изолирующую способность пены и ее текучесть. [Бобков С.А., Бабурин А.В., Комраков П.В. Физико-химические основы развития и тушения пожаров: учеб. пособие / М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. - 210 с.].
В качестве огнетушащих свойства пены выделяют:
изолирующее действие – препятствие поступления в зону горения горючих паров, газов или воздуха, обусловливающего прекращение горения;
охлаждающее действие – обусловленное наличием в преимущественно пене низкой кратности значительного количества жидкости.
Охлаждающее действие пены обусловливается водой, выделяющейся из пены.
Изолирующее действие обусловливается образованием слоя пены, который препятствует доступу кислорода к зоне пожара, включая:
эффект разделения, заключающийся в изолировании жидкости от паровой фазы;
эффект вытеснения, обусловливающий изоляцию горючего вещества от воздуха;
преграждающий эффект, при котором пена препятствует испарению горючей жидкости.
Пены низкой кратности (3 < К< 20) в силу значительного большего количества воды в межпузырьковых перегородах (в каналах Плато-Гиббса) преимущественно проявляют охлаждающий огнетушащий эффект, обусловливающийся охлаждающим действием самой пены и воды, выделяющейся из пены.
Пены средней кратности (20 < К< 200) в силу незначительного количества воды в межпузырьковых перегородах (в каналах Плато-Гиббса) преимущественно проявляют изолирующий огнетушащий эффект, обусловливающийся созданием над зоной горения обедненной кислородом и насыщенными парами воды атмосферы, способствующей замедлению и полному прекращению горения.
При этом в силу более значительного количества воды, имеющейся в пене низкой кратности воды, и соответственно большей плотности (веса единицы объема) пены низкой кратности по сравнению с пенами средней кратности можно подавать с более дальних расстояний, что существенно влияет на обеспечение безопасности пожарного персонала при крупномасштабных и взрывоопасных аварий со сжиженными газами.
Характерной отличительной особенностью предлагаемых технических решений является получение и применение комбинированной гибридной водовоздушной пены на основе синтетических углеводородных пенообразователей с кратностью от 20 до 40 или 30 ± 10.
Авторами в лаборатории заявителя экспериментально установлено и теоретически обосновано, что комбинированная гибридная водовоздушная пена с кратностью от 20 до 40, получаемая на специально модернизированном оборудовании существенно отличается по своей структуре, вязкости, дисперсности, реологическим, тиксотропным и другим значимым для взрывопожаропредотвращения и пожаротушения свойствам от известных свойств пен низкой и средней кратности на основе углеводородных и фторсодержащих пенообразователей.
Выявлено, что в результате турбулентного безударного перемешивания пузырьков пены низкой кратности и пузырьков пены средней кратности в гибридной пене образуются усредненные по размерам пузырьки пены, более крупные по сравнению с пузырьками пены низкой кратности, но с более утолщенными по сравнению с пенами средней кратности водосодержащими каналами Плато-Гиббса.
Как экспериментально установлено авторами, структура гибридной пены с кратностью от 20 до 40 или 30 ± 10 с уникальными по своей структуре и огнетушащим свойствам водовоздушными пузырьками, позволяет не только лучше сдерживать высокую температуру пламени без существенных разрушений объема самой гибридной пены, то есть эффективнее изолировать поверхность пожара, но и доставлять струи гибридной пены на значительно большие расстояния по сравнению со струями пены средней кратности или комбинированными струями пены низкой кратности и средней кратности.
Авторами экспериментально установлено также, что при воздействии комбинированной гибридной пены с кратностью от 20 до 40 или 30 ± 10 на поверхность разлива сжиженного природного или углеводородного газа проявляется эффект синергизма за счет одновременного воздействия нескольких факторов - охлаждения, разбавления парами воды атмосферы в зоне испарения и горения газа, теплоизоляции и резкого снижения концентрации газа и паров горючих жидкостей над слоем пены в зоне горения вплоть до снижения скорости химической реакции и последующего уменьшения температуры пламени до температуры потухания.
Это обусловлено усредненной дисперсностью и утолщенностью водосодержащих каналов Гиббса-Плато гибридной пены по сравнению с пенами низкой и средней кратности или по сравнению с пеной в комбинированных струях пены низкой кратности и средней кратности.
Натурные огневые испытания разработанных заявителем модернизированных устройств для получения комбинированной гибридной пены производимых заявителем модернизированных стволов и пеногенераторов, используемых в предлагаемом автономном пожарном модуле, показали высокую эффективность пожаровзрывопредотвращения и тушения горения как легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, так и розливов сжиженных природных и углеводородных газов.
Заявителем были проведены натурные огневые испытания на полигоне, где с помощью разработанных заявителем модернизированных установок комбинированного тушения пожаров "Пурга" обеспечивалось эффективное тушение слоя углеводородного топлива на площади 1250 м2.
Как показали результаты испытаний, применяемые для тушения пожара разработанные заявителем модернизированные установки "ПУРГА" обеспечивают мягкую и плавную подачу гибридной пены на поверхность горючего на повышенных расстояниях без грубого воздействия на площадь горения. то есть без перемешивания верхнего слой горючего с пенным слоем.
Кратность получаемой на разработанных заявителем модернизированных установках "ПУРГА" гибридной пены составляла от 20 до 40 или 30 ± 10.
Использовался синтетический углеводородный экологически чистый пенообразователь типа ПО-6ТС российского производства.
Натурные огневые испытания разработанных заявителем модернизированных установок "Пурга" показали, что комбинированная гибридная пена обладает значительно более мягким воздействие на поверхность горения и большей огнетушащей эффективностью по сравнению с пенами оборудования, подающего отдельно пены низкой и средней кратности или по сравнению с комбинированными пенами низкой и средней кратности.
Присутствующие на испытаниях авторитетные специалисты международных организаций пришли к выводу, что оборудование для «гибридной пены» производства заявителя ООО НПО «СОПОТ» может стать эффективным вариантом для применения пенообразователей и пен, не содержащих фтор.
Используемые разработанные заявителем устройства могут также использоваться для охлаждения и/или противопожарной защиты зданий, сооружений, техники, оборудования, горючих и взрывоопасных материалов и изделий, а также пожаровзрывопредотвращения на местах аварий с пожаро- и взрывоопасными материалами.
Используемые разработанные заявителем устройства пожаротушения обеспечивают создание струй комбинированной водовоздушной пены гибридной пены с кратностью от 20 до 40 или 30 ± 10 с возможностью автоматизированного их направления в зону тушения пожара и взрывопожаропредотвращения и с возможностью дистанционного управления включением/выключением пеногенераторов и поворотами пеногенераторов в вертикальной и горизонтальной плоскости, что позволяет их эффективно использоваться для тушения комбинированной пеной крупномасштабных пожаров классов А и В, а также сжиженных углеводородных и природных газов (СУГ и СПГ), и они работоспособны при использовании всех типов отечественных и зарубежных пенообразователей с концентрацией от 3 до 6 % для получения пены низкой и средней кратности
Используемые разработанные заявителем устройства комбинированного тушения пожара имеют компактную конструкцию, удобны в перевозке и подключении к магистральным трубопроводам подачи воды или водного раствора пенообразователя за счет комплектации стандартными быстросъемными соединениями с напорными трубопроводами обеспечивается возможность его использования совместно с другими пожарными гидравлическими системами и пожарными рукавами.
Эти применяемые устройства в пожаротушения струями комбинированной воздушномеханической гибридной пены с кратностью от 20 до 40 или 30 ± 10 могут быть оперативно перенесены или перевезены в требуемое место, быстро собраны и подготовлены к использованию в недоступных и/или труднодоступных для обычной пожарной техники местах - на промышленных предприятиях с особой взрывопожароопасностью производств, например, на предприятиях нефтехимической промышленности или на предприятиях с обращением СУГ и СПГ, а также на аварийно-химических опасных объектах, где возможно выделение сильнодействующих ядовитых веществ, на объектах хранения и изготовления взрывчатых веществ, а также на объектах, где необходимо применение в качестве огнетушащего средства высокоэффективных пен низкой и средней кратности, в том числе комбинированных струй; а также может эффективно использоваться для тушения различных крупномасшбаных пожаров, включая пожары сжиженных углеводородных и природных газов (СУГ и СПГ)
Известно, что основной принцип обеспечения безопасности при авариях с сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ) сводится к быстрому, практически мгновенному взятию под физический контроль всей свободной поверхности истекающей или растекающейся пожаровзрывоопасной жидкости сжиженного горючего газа с момента начала процесса истечения или растекания с желательным использованием автоматических систем включения и управления процессом купирования и ликвидации аварии с сжиженным горючим газом путем ускоренного формирования на поверхности разлива сжиженного газа слоя комбинированной гибридной водовоздушной пены кратностью от 20 до 40, преимущественно на основе синтетического углеводородного пенообразователя.
В качестве технического приема, технического способа реализации этого принципа нейтрализации или купирования опасных факторов аварий такого рода принята идея (и предложены соответствующие технические способы) оперативного покрытия всей свободной поверхности разлива горючих жидкостей и сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ) комбинированной гибридной водовоздушной пены с кратностью от 20 до 40 или 30 ± 10 преимущественно на основе синтетического углеводородного пенообразователя определенной кратности, с определенными параметрами и свойствами, с применением определенных технических устройств, систем и приспособлений.
Параметры, состав и свойства комбинированной гибридной водовоздушной пены с кратностью от 20 до 40 или 30 ± 10 преимущественно на основе синтетического углеводородного пенообразователя, а также режимы и способы ее подачи, определены и обоснованы авторами экспериментально с учетом термодинамических и теплофизических особенностей ее взаимодействия при ее непосредственном контакте с поверхностью разлива сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ).
Специфика решаемой изобретением проблемы состоит в том, что при всех прочих вариантах применения воздушно-механических и даже химических пен с целью тушения пожаров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ) и/или даже защиты их от воспламенения, весьма существенную роль, а при тушении пожаров горючих жидкостей (ГЖ) даже доминирующую роль, играет процесс охлаждения поверхности горящей жидкости от температуры ее кипения, до которой ее поверхность прогревается уже за первые 3-5 минут пожара, до более низкой температуры (для варианта тушения пожара горючих жидкостей (ГЖ), вообще до температуры ниже температуры вспышки.
При тушении пожара легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) температура поверхностного слоя жидкости снижается до температуры ниже температуры ее кипения.
При этом, во всех случаях снижается интенсивность испарения ЛВЖ и ГЖ, снижается давление паров упругости горящей жидкости под слоем пены и их парциальное давление. Тогда механическое изолирующее действие слоя пены только довершает процесс изоляции горящей жидкости и ее паров от зоны горения, от зоны пламени пожара и горение ЛВЖ и ГЖ прекращается. Так происходит процесс тушения пожаров ЛВЖ и ГЖ.
Существенно иначе выглядит теплофизическая картина теплового взаимодействия соприкасающихся сред при нанесении воздушно-механических пен на поверхность СГ.
Температура воздушно-механической пены редко выходит за пределы от +1 до +15°С. Это означает, что теплоперепад (тепловой напор) от пены к СУГ порядка 30-40°С, а для СПГ даже 150-160°С. Поэтому, процесс испарения сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ), за счет теплопритока от пены, при ее нанесении, не снижается, а наоборот, интенсифицируется.
Таким образом, процесс предотвращения возгорания (купирование) процесса прохождения паров горючего газа в надпенное пространство, в зону возможного горения, сводится к процессам сорбции, поглощения, задержания потока паров сжиженного горючего газа, что согласно изобретения может быть обеспечено пенным слоем определенного состава, определенной толщины и определенной структуры.
В силу того, что процесс разрушения жидкой пены, даже при отсутствии пожара над ней или под ней, идет непрерывно, и часть пенообразователя сквозь пену стекает вниз и попадает на поверхностный слой сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ), процесс интенсификации их испарения, за счет отекания «теплого» раствора пенообразователя продолжается непрерывно, но может ограничиваться ледяным слоем замороженной пены, располагаемой непосредственно на поверхности разлива сжиженного горючего газа ледяного слоя замороженной комбинированной водовоздушной пены низкой и средней кратности и гибридной пены.
Экспериментально определено и теоретически обосновано, что особую роль в ситуации разлива сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ) играют фазовые превращения на поверхности раздела фаз пена/СУГ и/или пена/СПГ (пена/ сжиженный горючий газ) и поверхностным слоем жидких субстанций сжиженного горючего газа.
При контакте жидкой фазы пены с жидкой фазой горючего, имеющего температуру -162°С (при СПГ) или -42°С (при СУГ), нижние слои пены замерзают, переходя в твердую фазу определенной снегообразной структуры. Под слоем замороженной снегообразной пены начинает формироваться пористая ледяная подложка непосредственно на поверхности разлива сжиженного горючего газа.
В зависимости от дисперсности и кратности применяемых пен, физической и химической природы раствора пенообразователя и соотношения сил поверхностного натяжения на границе раздела фаз зависят плотность, пористость, газопроницаемость, теплопроводность и плавучесть образовавшегося снегообразного слоя замороженной пены под защитным слоем жидкой пены.
Следовательно, самым существенным образом от этого зависят теплоизолирующие и газоизолирующие свойства слоистого «сэндвича» на поверхности разлива сжиженного горючего газа: пары сжиженного горючего газа, ледяной слой, слой замороженной газонасыщенной пены и слой жидкой газонасыщенной пены или слой замороженной газонасыщенной пены и слой жидкой газонасыщенной пены.
Дальнейшие параметры процесса испарения горючей субстанции сжиженного горючего газа и проникновение ее паров в зону возможного контролируемого горения над слоем газонасыщенной пены или контролируемого горения насыщенной газом пены (концентрация паров горючего газа над пеной или концентрация газа в пене), зависят от теплофизических свойств ледяного слоя замороженной пены и следующего слоя жидкой пены. От их толщины, газопроницаемости, теплопроводности, сорбционных свойств слоя замороженной газонасыщенной гибридной пены и расположенного выше слоя жидкой газонасыщенной гибридной пены.
Исследования авторов и натурные огневые испытания показали, что дорогие импортные фторсодержащие пленкообразующие пенообразователи самые худшие из известных пенообразователей для купирования и тушении пожаров СУГ и СПГ, а наиболее эффективны именно дешевые, производимые в России экологически безопасные синтетические углеводородные пенообразователи, например синтетический углеводородный пенообразователь типа ПО-6ЦТ.
Экспериментально установлено также, что в качестве генераторов комбинированной гибридной пены для купирования и тушения пожаров СУГ и СПГ и утилизации разливов СУГ и СПГ целесообразно использовать разработанные авторами установки комбинированного тушения "ПУРГА" производства заявителя, обеспечивающие формирование и подачу комбинированной гибридной пены.
Таким образом, используемые в автономном пожарном модуле контейнерного типа устройства пожаротушения с возможностью формирования и подачи под напором струй комбинированной гибридной воздушномеханической пены обеспечивают существенное повышение эффективности пожаротушения различных крупномасштабных пожаров.
Возможности ликвидации аварийных разливов, пожаровзрывопредотвращения, купирования и тушения пожара разливов легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), а также сжиженного природного газа или сжиженного углеводородного газа комбинированной водовоздушной гибридной пеной с кратностью от 20 до 40 определены экспериментально и практически проверены в процессе натурных огневых испытаний.
Натурные испытания в полевых условиях показали уверенное решение актуальной проблемы и достижения требуемого технического результата, а именно реализация настоящего изобретения позволяет повысить эффективность пожаровзрывопредотвращения и тушения крупномасштабных аварийно-транспортных и аварийно-промышленных пожаров за счет повышения дальнобойности, равномерности и более мягкого распределения комбинированной водовоздушной гибридной пены по площади пожара, повышения безопасности процесса тушения пожаров и пожаровзрывопредотвращения на особо пожаровзрывоопасных объектах и при ликвидации технологических и транспортных аварий путем предотвращения возгораний, взрывов, снижения интенсивности горения и тушения пожаров в энергетической, транспортной, газодобывающей, газоперерабатывающей и химической промышленности, а также возможность тушение отдельных пожаров посредством ручных и мобильных средств пожаротушения и пожарных рукавов водовоздушной пеной низкой и средней кратности и гибридной пеной с удаленного расстояния.
Поэтому все отображенные в формуле изобретения общие и частные признаки являются существенными и находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом, получаемым от использования изобретения.
Характерной особенностью предлагаемого автономного пожарного модуля и универсальной установки комбинированного тушения пожара является возможность генерирования, подачи под напором для тушения и локализации пожаров быстротвердеющей пеной на основе вспененного геля кремнезема.
Химический процесс получения вспененного геля кремнезема и слоя пенокерамического материала на основе обезвоженного вспененного кремнезема включает стадию формирования золя кремнезема и стадию вспенивания золя кремнезема с образованием вспененного геля кремнезема и высвобождением воды, а также стадию обезвоживания вспененного геля кремнезема с получением твердого пенокерамического материала на основе вспененного кремнезема.
Формирование золя кремнезема происходит в результате смешения и взаимной гомогенизации смеси водного раствора силиката щелочного металла, преимущественно силиката натрия, и пенообразующего поверхностно-активного вещества, преимущественно синтетического углеводородного пенообразователя, (компонент А), и активатора золеобразования кремнезема (компонент Б).
Переход силиката щелочного металла, далее в преимущественном варианте - силиката натрия, в кремнезем обусловлен химической реакцией гидролиза силиката натрия в водной среде в присутствии активатора золеобразования с образованием кремниевой кислоты и последующей конденсации кремниевой кислоты, способствующей зародышеобразованию дисперсной фазы золя кремнезема и высвобождению воды
Влияние активатора золеобразования на полимеризацию сформированных мономеров кремнезема и ограничение этой стадии процесса от дальнейшего гелирования определяется показателем размера гидродинамического радиуса частиц в диапазоне до 50 нм, так как известно, что увеличение концентрации и размеров дисперсной фазы приводит к появлению коагуляционных контактов между частицами и началу структурирования
Как показали исследования авторов в качестве активатора золеобразования кремнезема из силиката щелочного металла (компонента Б) целесообразно использовать кислые растворы с рН от 0,5 до 5, например, водный раствор - от 20 до 60%, преимущественно от 30 - 50%-ный водный раствор уксусной кислоты
Объемное соотношение компонентов А и Б составляет от 15:1 до 6:1, преимущественно 10:1.
Компоненты А и Б смешивают и вспенивают в стволе с эжектором с образованием быстротвердеющей пены кремнезема с кратностью 2 - 60 с протеканием в пенной среде реакций золеобразования кремнезема и поликонденсации золя кремнезема с золь-гель переходом кремнезема с получением вспененного геля кремнезема с набором его твердости при использовании указанных выше компонентов в указанном соотношении в течение от 1 секунды до 1,5 минут и изменением его объема не более 10% в течение 24 часов.
В результате естественного или принудительного выделения влаги из вспененного геля кремнезема получается твердый пенокерамический материал на основе вспененного геля кремнезема, который при сохранении вспененной структуры обладает термостабильностью при воздействии температуры не менее 1000°С до 60 минут, что позволяет использовать полученный вспененный гель кремнезема и пенокерамический материал на основе вспененного геля кремнезема в качестве огнетушащего средства при взрывопожаропредотвращении, в том числе для тушения и локализации лесных пожаров путем создания огнестойких пенных заградительных полос, в качестве изолирующего материала в строительстве и в иных отраслях промышленности, для локализации радиационно опасных участков местности и аварийных проливов АХОВ, для пожаровзрывопредотвращения при аварийном розливе расплавленных металлов, таких как медь, алюминий и др.
Как показали исследования авторов, смешивание компонентов А и Б целесообразно проводить одновременно с вспениванием смеси компонентов А и Б в стволе с эжектором.
Получаемая быстротвердеющая пена вспененного кремнезема обладает хорошей адгезией к различным объектам пожаротушения, в том числе к вертикальным металлическим поверхностям, и высокой структурно-механической стойкостью к неблагоприятному воздействию на нее внешних факторов, такие как тепловые потоки и ветер.
Концентрации и условия взаимного диспергирования силиката щелочного металла и активатора золеобразования кремнезема, а также концентрации силиката натрия, химические свойства пенообразующего поверхностно-активного вещества оказывают существенное влияние на процесс золеобразования и пенообразования при вспенивании, в связи с чем выбор концентраций и конкретных компонентов пенообразующего поверхностно-активного вещества и активатора золеобразования кремнезема могут изменяться в конкретных случаях.
Как показали проведенные авторами исследования смешивание компонентов и вспенивание смеси с образованием вспененного геля кремнезема целесообразно осуществлять в диапазоне времени от 1 - 5 секунд, в течение которого осуществляется набор механической прочности геля с образованием субтвердой массы вспененного кремнезема с вязкостью до 100Па⋅с, что, как известно, соответствует понятию - твердого состояния вещества.
Кроме этого, в пределах именно этого диапазона времени обычно осуществляется подача на очаг пожара пен с расстояния до 10 м и более.
Рост мономерных цепочек кремнезема в результате поликонденсации частиц золя кремнезема приводит к увеличению их среднего гидродинамического радиуса и, следовательно, к увеличению коагуляционных контактов между наночастицами золя кремнезема.
В связи с высокой гомогенизацией смеси раствора силиката щелочного металла с поверхностно-активным веществом и раствора активатора золеобразования в процессе одновременного смешивания и вспенивания в эжекторном смесителе-пеногенераторе на стадии формирования золя кремнезема, достижение энергетического барьера, определяющего возможность химического взаимодействия отдельных мономеров золя кремнезема через равновесную по толщине прослойку стенок пены как дисперсионной среды, происходит во всем объеме вспененной смеси компонентов с достаточно высокой гомогенностью.
Это позволяет с достаточно высокой скоростью обеспечить переход смеси растворов из состояния золя кремнезема в гель кремнезема с образованием быстротвердеющего вспененного геля кремнезема.
Дальнейшая поликонденсация частиц золя кремнезема в гель кремнезема в пене приводит к высвобождению химически связанных молекул воды и уплотнению сформировавшегося неорганического полимера вспененного кремнезема с высвобождением воды и обезвоживанием.
Внешние факторы, например, воздействие высокой температуры при пожаре, могут ускорять стадию высвобождения воды и обезвоживания, причем увеличение термостабильности неорганического полимера кремнезема будет пропорционально количеству высвобождающихся химически связанных молекул воды, что в конечном итоге способствует повышению огнетушащей способности вспененного кремнезема.
В результате детально описанного физико-химического процесса получается вспененный гель кремнезема, который по результатам проведенных авторами исследований в необезвоженном состоянии обладает следующими основными свойствами и характеристиками:
содержит: мас. %, 13-65%, преимущественно 20-50% кремнезема, 1-15%, преимущественно 6% пенообразующего поверхностно-активного вещества, вода-остальное;
имеет объемную массу 0,1-0,8 г/см3;
имеет объемную устойчивость не менее 22 часов при изменении объема не более 10%.
В обезвоженном состоянии вспененный гель кремнезема имеет объемную массу 0,05-0,1 г/см3 и
сохраняет не менее 95% объемной формы при нагреве до температуры 1000°с в течении не менее 40 минут;
имеет микро- и макропористую структуру с удельной площадью поверхности не менее 20 м2/г;
имеет пластичную структуру геля с кратностью от 2 до 20;
имеет твердость по показателю вязкости более 100 Па⋅с;
имеет белый или желтовато-белый цвет.
Вспененный гель кремнезема в преимущественном варианте реализации изобретения получают эжекционным смешением и вспениванием смеси водного раствора 10-70%, преимущественно 20-50%, силиката натрия, и 1-15%, преимущественно 6%, синтетическим углеводородным пенообразователем, с 1 до 6%, преимущественно 20 до 50-ти %ного водного раствора уксусной кислоты, при массовом соотношении водного раствора силиката натрия с пенообразующим поверхностно-активным веществом и водного раствора уксусной кислоты от 15:1 до 5:1, преимущественно 10:1.
Вспененный гель кремнезема получается на основе водного раствора золя кремнезема, сформированного в процессе гидролиза вспененной смеси раствора силиката натрия с пенообразователем с рН от 10,5 до 12,0 и активатора золеобразования с рН от 1 до 5 при использовании раствора кислоты или с рН от 3 до 8 при использовании раствора соли, с гидродинамическим радиусом частиц кремнезема не более 50 нм при эжекционном вспенивании раствора золя кремнезема в процессе роста мономеров кремнезема до среднего диаметра золя кремнезема 100 нм с набором механической прочности по показателю динамической вязкости от 20 мПа⋅с до 100 Па⋅с в диапазоне времени 1-10 секунд.
Растворимый силикат щелочных металлов лития, калия, натрия, обычно называемый «жидкое стекло», представляет собой вязкую жидкость с общей химической формулой R2⋅О⋅mSiO2⋅nH2O (где R2 О - оксид щелочного металла, m - модуль жидкого стекла) с плотностью 1400-1500 кг/м3 и коэффициентом динамической вязкости до 1 Па⋅с.
Жидкое натриевое стекло смешивается с водой в любых соотношениях и при содержании в огнетушащем составе в указанном количестве (10-70%, преимущественно от 20 до 70%) изменяет вязкость раствора от 6 мПа⋅с до 40 мПа⋅с при изменении плотности раствора с 1020 кг/м3 до 1250 кг/м3.
В указанном диапазоне концентрации жидкого стекла в составе водного раствора вязкость раствора увеличивается в 4-500 раз по сравнению с вязкостью воды (0,001 Па⋅с, 20°С). Такое изменение вязкости водных растворов, используемых для тушения пожаров, практически недостижимо при использовании органических или неорганических загустителей.
Кроме того, при растворении жидкого стекла в воде существенно повышается плотность раствора, что способствует увеличению кинетической энергии движения струи огнетушащего раствора или пены по сравнению с энергией струи воды, направленной в очаг горения с одинаковой скоростью. Дальность полета струи огнетушащего раствора или пены при этом также увеличивается.
При приготовлении предлагаемого огнетушащего средства необходимо использовать жидкое стекло с модулем m=SiO2/R2O=2,5-3,2. Данный выбор диапазона установлен исходя из экономической целесообразности использования наиболее распространенных и доступных композиций жидкого стекла.
Обозначенный интервал силикатного модуля позволяет значительно удешевить его производство, оказывая положительный экономический эффект на создаваемый продукт. Однако допускается использование иного модуля с небольшим отклонением от установленного в диапазоне ±0,5.
Этот интервал охватывает практически все виды жидких стекол, выпускаемых промышленностью.
Срок хранения раствора жидкого стекла в герметичных металлических емкостях практически неограничен и не вызывает коррозии металла.
Подбор концентрации реагентов исходил из условий, что набор твердости вспененного субстрата из золя кремнезема при переходе в состояние геля сопровождался набором вязкости до 100 Па⋅с за установленный интервал времени 1-10 секунд.
Нижнее значение установленного интервала времени (1 с) определена исходя минимально возможного времени гомогенизации смеси растворов с одновременным вспениванием.
Верхнее значение установленного интервала времени (10 с) определено экспериментально на основе визуального наблюдения ухудшения структурно-механических параметров пены на объектах пожаротушения.
При интенсивной гомогенизации смеси компонента Б (преимущественно водного раствора уксусной кислоты) и компонента А, состоящего из водного раствора поверхностно-активного вещества (ПАВ) и силиката щелочного металла, может быть получен золь кремнезема, перспективный для получения вспененного геля кремнезема, однако ключевыми параметрами в данном случае являются концентрации силиката и активатора золеообразования, условия смешивания и вспенивания компонентов, которые определены авторами экспериментально.
При исследованиях учитывали такие показатели как стабильность вспененного материала, структура вспененного материала, кратность вспененного материала, огнетушащие свойства и термостойкость материала.
Стабильность характеризуется периодом времени, в течение которого пены не изменяли своего объема (т.е. уменьшение объема 10%).
Структура вспененного материала оценивалась визуально после затвердевания и сушки (примерно через 3 дня при температуре 25±5°С).
Кратность пены определялась весовым методом.
Огнетушащие свойства - временем тушения модельного очага пожара 1А.
Термостойкость - сохранением материалом структуры и свойств при нагреве до определенной температуры, выше которой начинается частичное подплавление поверхностного слоя и его уплотнение.
Отличительной характерной особенностью предлагаемой установки для взрывопожаропредотвращения и тушения является возможность получения вспененного геля кремнезема, образующего быстротвердеющую пену низкой и средней кратности, получаемую путем эжекционного смешивания и вспенивания в стволе жидких компонентов огнетушащего вещества: компонента А - водного раствора смеси силиката щелочного металла, преимущественно силиката натрия, и пенообразующего поверхностно-активного вещества, преимущественно синтетического углеводородного пенообразователя, и компонента Б - активатора золеобразования кремнезема в виде водного раствора преимущественно уксусной кислоты.
Огнетушащим средством предлагаемой установки является вспененный гель кремнезема, образующий быстротвердеющую пену, получаемую путем смешивания двух жидких компонентов огнетушащего вещества - компонента А и компонента Б и эжекционного вспенивания их смеси атмосферным воздухом.
Компонент А представляет собой водный раствор смеси силиката щелочного металла, преимущественно силиката натрия и пенообразующего поверхностно-активного вещества, преимущественно синтетического углеводородного пенообразователя, с рН от 10,5 до 12,0, при соотношении, мас. %: 10-70%, преимущественно 20-50% силиката натрия, 1-15%, преимущественно 6% пенообразующего поверхностно-активного вещества, 30-79% - воды.
Компонент Б - водный раствор активатора золеобразования кремнезема из силиката щелочного металла представляет собой от 20 до 60%, преимущественно от 30 - 50%-ный водный раствор преимущественно уксусной кислоты с рН от 0,5 до 5.
Объемное соотношение компонентов А и Б составляет от 15:1 до 6:1, преимущественно 10:1.
Смесь компонентов А и Б вспенивается атмосферным воздухом в стволе с эжектором с образованием быстротвердеющей пены кремнезема (вспененного геля кремнезема) с протеканием в пенной среде реакций золеобразования кремнезема и поликонденсации золя кремнезема, с золь-гель переходом кремнезема и с получением вспененного геля кремнезема с набором его твердости в течение от 2 секунд до 2 минут и изменением его объема в затвердевшем состоянии не более 10% в течение 24 часов.
В результате выделения избыточной влаги из вспененного геля кремнезема получается твердый пенокерамический материал на основе вспененного геля кремнезема, который при сохранении вспененной структуры обладает термостабильностью при воздействии температуры не менее 1000°С до 60 минут, что позволяет использовать полученный вспененный гель кремнезема и пенокерамический материал на основе вспененного геля кремнезема в качестве эффективного огнетушащего средства при тушении и взрывопожаропредотвращении, в том числе путем создания огнестойких пенных заградительных полос.
При необходимости получаемая твердая пена (твердый пенокерамический материал на основе вспененного геля кремнезема) может быть механически разрушена с получением мелкодисперсного порошка кремнезема, по химической сути - экологически безопасного мелкодисперного обычного песка SiO2.
Таким образом, борьба с пламенем посредством вспененного геля кремнезема, образующего быстротвердеющую термостойкую неорганическую пену, осуществляется посредством эффективной комбинации всех факторов, совмещающих индивидуальные преимущества различных типов известных огнетушителей.
Конкретные технические преимущества предлагаемой установки для взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения вспененным гелем кремнезема заключаются в следующем:
1) свободная, физически и химически связанная вода вспененного геля кремнезема понижает температуру зоны возгорания, поглощая латентное тепло и способствуя гашению огня;
2) вспененный гель кремнезема формирует отличный термостойкий и теплоизоляционный слой, ограничивая горячую зону возгорания, которая, несмотря на охлаждение вследствие процесса (1), может излучать тепло, распространяя его на прилегающие охлажденные водой зоны;
3) твердая пена кремнезема формирует покрывной слой в виде защитного теплогазоизолирующего огнестойкого покрытия, предотвращающего любое возгорание горючего материала данной зоны, оказавшегося под этим покрывным слоем;
4) твердая пена кремнезема с наноразмерными частица кремнезема создает между горючим материалом, еще не охваченным огнем, и кислородом прилегающей атмосферы барьер для кислорода, необходимого для того, чтобы произошло возгорание;
5) наноразмерные частицы кремнезема за счет образования объемной решетчатой структуры не только хорошо удерживают воду, но и обеспечивает прилипание тонкодисперсных частиц кремнезема к объекту пожаротушения, а быстротвердеющая пена, в отличие от воды и обычной жидкой воздушно-механической водяной пены, которая стекает с вертикальных, наклонных и неровных поверхностей обеспечивает формирование твердопенного теплогазоизолирующего барьера.
Как показали натурные испытания, использование предлагаемой установки комбинированного тушения пожаров воздушно-механической пеной средней кратности, воздушно-механической пеной низкой кратности, распыленной водой или быстротвердеющей пеной на основе вспененного геля кремнезема по сравнению с известными средствами пожаротушения пеной средней кратности наиболее перспективны в процессе ликвидации крупномасштабных пожаров:
на предприятиях топливной, химической, нефтеперерабатывающей промышленности;
на предприятиях лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, в лесах и на сельскохозяйственных угодьях;
при тушении послеаварийных пожаров воздушного транспорта на земле, аварий, катастроф не железнодорожном, морском и речном транспорте;
при нейтрализации и утилизации сильнодействующих ядовитых веществ.
Использование установки позволяет реализовать новые современные технологи получения и подачи гибридной пены средней кратности или распыленной воды с увеличенной дальнобойностью и скоростью растекания по поверхности горения, что позволяет:
сократить время пожаротушения по сравнению с традиционными средствами, на складах боеприпасов и сильнодействующих ядовитых веществ;
существенно уменьшить количество ствольщиков, непосредственно участвующих в тушении пожара;
снизить риск для здоровья и жизни людей, поскольку тушение пожара может осуществляться на значительном расстоянии от горящего объекта;
повысить мобильность и механизацию процесса доставки воды и пены в зону горения.
Подробное описание конструкции и особенностей функционирования доказывают промышленную применимость предлагаемого автономного пожарного модуля.
Учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие сущности изобретения», доказанную в разделе «Осуществление изобретения» техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, решение поставленной изобретательской задачи и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, по нашему мнению, заявленное изобретение удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.
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.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Универсальная установка комбинированного тушения пожара воздушно-механической пеной средней кратности, воздушно-механической пеной низкой кратности, распыленной и диспергированной водой или быстротвердеющей пеной на основе вспененного геля кремнезема | 2024 |
|
RU2826678C1 |
| Автономный пожарный модуль контейнерного типа | 2023 |
|
RU2813419C1 |
| Способ пожаровзрывопредотвращения и тушения крупномасштабных аварийно-транспортных и аварийно-промышленных пожаров комбинированной гибридной пеной и устройство для его осуществления | 2023 |
|
RU2804950C1 |
| Способ пожаровзрывопредотвращения и тушения пожара гибридной пеной и устройство для его осуществления | 2020 |
|
RU2757479C1 |
| Устройство для предотвращения и тушения лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и прокладки заградительных полос быстротвердеющей пеной | 2019 |
|
RU2701402C1 |
| Пожарный поезд с автономным пожарным модулем контейнерного типа | 2023 |
|
RU2804551C1 |
| Устройство для предотвращения и тушения лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и прокладки заградительных полос | 2019 |
|
RU2701614C1 |
| Пожарный поезд с автономным пожарным модулем контейнерного типа | 2023 |
|
RU2819950C1 |
| Установка комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой | 2023 |
|
RU2819524C1 |
| Способ предотвращения и тушения крупномасштабных лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров быстротвердеющей пеной и устройство для его осуществления | 2019 |
|
RU2701419C1 |
Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к автономному пожарному модулю, изготовленному на основе контейнера для грузоперевозок и содержащему установку комбинированного тушения пожара с возможностью раздельного генерирования и раздельной подачи под напором или воздушно-механической пены средней кратности, или воздушно-механической пены низкой кратности, или распыленной и диспергированной воды, или быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема, насос с двигателем, емкости с компонентами огнетушащих средств, систему всасывающих и напорных трубопроводов с запорно-регулирующей и присоединительной арматурой с возможностью гидравлического сообщения с источниками огнетушащих средств и патрубками присоединения установки комбинированного тушения пожара, ручных средств пожаротушения и пожарных рукавов, при этом установка комбинированного тушения пожара содержит корпус, ствол и размещенную внутри корпуса кассету сеток, изготовленную из коаксиально установленных с натягом один внутри другого внутреннего обода с установленной и закрепленной в нем посредством плоских параллельных направлению движения в корпусе огнетушащего средства ребер кольцевой обоймой со сквозным отверстием для размещения в нём ствола, промежуточного обода, наружного обода и двух расположенных с зазором относительно друг друга сеток, одна из которых зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями наружного и промежуточного ободов, а другая сетка зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями промежуточного и внутреннего ободов, в сетках выполнены соосные и соразмерные сквозному отверстию обоймы отверстия с фиксацией краев сеток на обойме посредством кольцевых шайб и винтов,а ствол размещен в сквозном отверстии обоймы в кассете сеток, присоединен к средству подачи в него огнетушащих средств и содержит размещенный внутри ствола эжекторный смеситель с патрубком эжекционного всасывания внутрь ствола компонента огнетушащего средства. Технический результат - повышение эффективности пожаротушения. 13 з.п. ф-лы, 10 ил.
1. Автономный пожарный модуль, характеризующийся тем, что
изготовлен на основе контейнера для грузоперевозок и содержит
установку комбинированного тушения пожара с возможностью раздельного генерирования и раздельной подачи под напором или воздушно-механической пены средней кратности, или воздушно-механической пены низкой кратности, или распыленной и диспергированной воды, или быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема,
насос с двигателем,
емкости с компонентами огнетушащих средств,
систему всасывающих и напорных трубопроводов с запорно-регулирующей и присоединительной арматурой с возможностью гидравлического сообщения с источниками огнетушащих средств и патрубками присоединения установки комбинированного тушения пожара, ручных средств пожаротушения и пожарных рукавов,
при этом установка комбинированного тушения пожара содержит
корпус, ствол и
размещенную внутри корпуса кассету сеток, изготовленную из коаксиально установленных с натягом один внутри другого
внутреннего обода с установленной и закрепленной в нем посредством плоских параллельных направлению движения в корпусе огнетушащего средства ребер кольцевой обоймой со сквозным отверстием для размещения в нём ствола,
промежуточного обода,
наружного обода
и двух расположенных с зазором относительно друг друга сеток,
одна из которых зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями наружного и промежуточного ободов, а другая сетка зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями промежуточного и внутреннего ободов,
в сетках выполнены соосные и соразмерные сквозному отверстию обоймы отверстия с фиксацией краев сеток на обойме посредством кольцевых шайб и винтов,
а ствол размещен в сквозном отверстии обоймы в кассете сеток, присоединен к средству подачи в него огнетушащих средств и содержит размещенный внутри ствола эжекторный смеситель с патрубком эжекционного всасывания внутрь ствола компонента огнетушащего средства.
2. Автономный пожарный модуль по п. 1, характеризующийся тем, что установка комбинированного тушения пожара содержит
расположенные перед кассетой сеток форсунки подачи на кассету сеток огнетушащих средств,
трубопроводы подачи огнетушащих средств на форсунки и в ствол и
краны открытия/закрытия трубопроводов огнетушащих средств.
3. Автономный пожарный модуль по п. 1, характеризующийся тем, что
установка комбинированного тушения пожара изготовлена с возможностью использования в качестве огнетушащих средств раствора пенообразователя, воды и компонентов быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема.
4. Автономный пожарный модуль по п. 3, характеризующийся тем, что
установка комбинированного тушения пожара изготовлена с возможностью генерирования и подачи под напором воздушно-механической пены средней кратности с кратностью 30 ± 10, получаемой в результате генерирования и турбулентного перемешивания в процессе спутного движения соприкасающихся струи формируемой в стволе пены низкой кратности с кратностью от 5 до 15 и по генерируемой на кассете сеток струи воздушно-механической пены средней кратности с кратностью от 25 до 70, получаемых при подаче под на кассету сеток и в ствол раствора пенообразователя.
5. Автономный пожарный модуль по п. 3, характеризующийся тем, что
установка комбинированного тушения пожара изготовлена с возможностью генерирования и подачи под напором воздушно-механической пены низкой кратности с кратностью от 5 до 15, получаемой при подаче в ствол раствора пенообразователя или при подаче в ствол воды и подаче в расположенный внутри ствола эжекторный смеситель пенообразователя.
6. Автономный пожарный модуль по п. 3, характеризующийся тем, что
установка комбинированного тушения пожара изготовлена с возможностью генерирования и подачи под напором распыленной воды и диспергированной воды при подаче воды на кассету сеток и в ствол.
7. Автономный пожарный модуль по п. 3, характеризующийся тем, что
установка комбинированного тушения пожара изготовлена с возможностью генерирования в стволе и подачи под напором быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема, получаемой в результате смешивания в стволе подаваемого в ствол одного компонента быстротвердеющей пены в виде водного раствора смеси силиката натрия и пенообразователя и подаваемого через эжекторный смеситель другого компонента быстротвердеющей пены в виде водного раствора уксусной кислоты с получением в стволе быстротвердеющей пены в виде вспененного геля кремнезема, содержащего, мас. %: 13-65% кремнезема, 1-15% пенообразующего поверхностно-активного вещества, вода – остальное, имеющего объемную массу 0,1-0,8 г/см3, объемную устойчивость не менее 22 часов при изменении объема не более 10%, а в обезвоженном состоянии имеющего объемную массу 0,05-0,1 г/см3 и сохраняющего не менее 95% объемной формы при нагреве до температуры 1000°С в течение не менее 40 минут, имеющего микро- и макропористую структуру с удельной площадью поверхности не менее 20 м2/г, пластичную структуру геля с кратностью от 2 до 20 с твердостью по показателю вязкости более 100 Па⋅с.
8. Автономный пожарный модуль по п. 1, характеризующийся тем, что
содержит средства видеонаблюдения и систему ручного или дистанционного управления функционированием насоса и установки комбинированного тушения пожара посредством радиосигналов и/или Интернета.
9. Автономный пожарный модуль по п. 1, характеризующийся тем, что содержит систему электроснабжения и освещения посредством аккумуляторов и/или автономного электрогенератора с ручным и/или дистанционным управлением и систему вентиляции и охлаждения с ручным и/или дистанционным управлением.
10. Автономный пожарный модуль по п. 1, характеризующийся тем, что
содержит средства подключения и применения воздушно-механических газовых, аэрозольных и порошковых устройств пожаротушения.
11. Автономный пожарный модуль по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве контейнера для грузоперевозок содержит 20-футовый контейнер для грузоперевозок, внутренние стены которого теплоизолированы слоем минеральной ваты и обшиты металлическими панелями,
12. Автономный пожарный модуль по п. 1, характеризующийся тем, что изготовлен с возможностью размещения на автомобильной или железнодорожной платформе совместно с дополнительными средствами пожаротушения в виде дополнительных пожарных модулей и/или робототехнических устройств с возможностью совместного их функционирования, управления и использования при проведении аварийно-спасательных работ и тушения пожаров.
13. Автономный пожарный модуль по п. 1, характеризующийся тем, что изготовлен с возможностью установки на железнодорожной платформе, автотранспортном средстве, на судне, корабле, буровой платформе, буксире, пароме и ином плавсредстве, гусеничном транспорте, на побережье и льду, на причальной стенке морской базы или порта, на морских судах и морских платформах для добычи углеводородов и объектах морского берегового базирования.
14. Автономный пожарный модуль по п. 1, характеризующийся тем, что изготовлен с возможностью транспортировки и доставки к месту установки или тушения пожара и проведения аварийно-спасательных работ перевозящим контейнеры для грузоперевозок транспортом.
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОСТЫХ ВИНИЛОВЫХ ЭФИРОВ | 0 |
|
SU218162A1 |
| СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ | 0 |
|
SU209417A1 |
| WO 2017027977 A1, 23.02.2017 | |||
| US 20060207659 A1, 21.09.2006 | |||
| "Автономный пожарный модуль для пожаротушения в лесах", 28.10.2021, https://web.archive.org/web/20211128210110/https://forestcomplex.ru/rf-protection/avtonomnyiy-pozharnyiy-modul-dlya-pozharotusheniya-v-lesah/. | |||
