Система ударно-волновых, двухсторонних распылителей огнетушащих составов для автоматической установки импульсного тушения в резервуаре хранения нефти и нефтепродуктов Российский патент 2025 года по МПК A62C3/06 A62C13/20 A62C35/13 A62C5/00 

Область применения. Данное изобретение относится к технике локализации и ликвидации пожаров в резервуарах нефти и нефтепродуктов (далее нефтерезервуар).

Аналог. Резервуарный парк - комплекс из одной или нескольких групп резервуаров для хранения нефти, нефтепродуктов (далее нефть), обвалование или ограждающая стенка вокруг наземных резервуаров локализует розлив горящей нефти или противопожарные проезды - при резервуарах подземных, заглубленных в грунт или обсыпанных грунтом с бортов, установленных в котлованах или выемках. Непосредственно тушение пожаров резервуаров нефти чаще всего обеспечивается автоматическими Установками Пенного Тушения (АУПТ), включающих: 1 - резервуары для воды и пенообразователя; 2 - насосную станцию; 3 - сеть подводящих растворов пены трубопроводов с пеногенераторами; 4 - узлы управления; 5 - установленные на резервуарах и в зданиях генераторы пены с питающими и распределительными трубопроводами для подачи раствора пенообразователя к этим генераторам; 6 - средства автоматизации. Близки по устройству пенные системы со стационарно размещенными пено-генераторами на верхнем крае борта резервуара равномерно по его периметру, подслойного тушения пожара путем подачи в слой нефти - фторсодержащего, пленкообразующего пенообразователя. АУПТ по СП 5.13130 [5] должны устанавливаться: на наземных резервуаров нефти и нефтепродуктов объемом более V=5000 м³, в зданиях любых насосных станций, складских зданий для хранения нефти и нефте-продуктов в таре, разливочных, расфасовочных, площадью от S=500 м². Здания и помещения с АУПТ допускается не укомплектовывать внутри противопожарным водопроводом.

Недостатки. АУПТ - сложная система с большим временем срабатывания - до 3 минут от момента запуска до начала интенсивной подачи пены на зеркало нефти - частично или полностью (по п. А.4 СП 155.13130). Часто трубопроводы и пено-генераторы разрушаются пламенем до достижения рабочего режима интенсивной подачи пены. Анализ показывает в большинстве случаев АУПТ не успевают потушить возгорания, локализовать и потушить пожар

Прототип. Известна разработка проф. Севрикова В.В. патент № SU 1256754, № SU 874073 система импульсных распылителей огнетушащего состава для защиты нефте-резервуара, состоящая из стационарных пироимпульсных распылителей огнетушащего порошка, закрепленных на бортах резервуара внутри него или на краю бортов плавающей крыши. Эти распылители имеют сложную конструкцию - состоят из ствола (трубы), содержащей последовательно расположенные: камеру сгорания пиротехнических, быстро-сгорающих составов, камеру накопления давления, мембраны металлические, разрывающиеся при достижении определенного уровня давления, огнетушащий состав, мембрана, разрушаемая при достижении уровня давления более 5 кг/см² (атм). Распылители располагаются друг от друга на дистанции до 5 м создают газопорошковые, огнетушащие облака, заполняющие пространство между крышей и зеркалом нефти или между плавающей крышей и бортами резервуара.

Недостатки: Необходимо много распылительных устройств из-за малых радиусов эффективного тушения, сложная конструкция распылителей и малый период хранения газогенерирующего состава снижает надежность срабатывания, стабильность дальности, площади распыла и эффективного тушения, необходимость надежного крепления распылительных устройств из-за сильной отдачи при распылении, что повышает требования к прочности стенок нефтерезервуара и увеличивает его металлоемкость, если распылители закреплены на плавающей крыше, то сильная отдача при распылении может изменить плавучесть крыши и перекосить ее с созданием горящих участков не доступных для эффективного действия огнетушащего облака. Также сложная конструкция распылителей не позволяет точно определить время начала выброса огнетушащего состава и осуществить залповое распыление с эффективным взаимодействием между огнетушащими струями соседних распылительных устройств. Стоимость системы и ее технического обслуживания высока, надежность тушения низка. Система заметно превосходит аналог, но для современных резервуаров недостаточно эффективна, требует регулярной замены исполнительных, пневмо-импульсных, распылительных устройств не реже 1-2 года - трудно в условиях резервуара, сложны, дороги монтаж и обслуживание, требующие высокой квалификации персонала.

Цель изобретения. Оснастить автоматическую установку тушения возгорания пожара в нефтерезервуаре исполнительной системой тушения недорогой, простой в изготовлении и обслуживании, системой ударно-волновых распылителей, распылители должны в течение 5-10 лет, сохранять стабильные дальность, площадь распыла и тушения без перезарядки; загрязнение нефтью корпуса распылителя не должно препятствовать эффективному распылению.

Данная цель достигается тем, что Исполнительная система ударно-волновых распылителей огнетушащих составов для автоматической установки импульсного тушения возгораний и пожаров в резервуаре хранения нефти и нефтепродуктов, состоящая из распылителей, расположенных по периметру нефтерезервуара и закрепленных на его борту или на краю плавающей крыши, отличающаяся тем, что распылители выполнены ударно-волновыми, пиротехническими, двухстороннего распыления, безоткатными; исполнительная система включает не менее чем одну подсистему залпового срабатывания распылителей, вторая подсистема выполнена с возможностью тушения повторных возгораний, при наличии более двух подсистем залпового срабатывания, подсистемы выполнены с возможностью заряжания различными огнетушащими составами для создания последовательного комбинированного тушения; распылители выполнены из труб, разделенных посередине герметичной муфтой с образованием стволов, в каналы стволов с обеих сторон вставлены унитарные распылительные контейнеры бутылкообразной формы, плотно входящие горловинами в муфту, донная часть каждого контейнера выполнена наименее прочной его частью в виде полусферы, при этом в цилиндрической части горловины размещен распылительный патрон, герметично отделенный пыжом пористым за которым емкость контейнера полностью заполнена огнетушащим составом.

Рисунки. Конструкция ствола двухстороннего распыления с двумя заряженными контейнерами показан на рис. 1, 2; схема размещения в резервуаре стволов двустороннего распыления показана на рис. 3. Обозначения единые для всех рисунков:

Обозначения: 1 - ствол двухстороннего распыления, 2 - патроны распылительные, 3 - электродетонатор к-2 для шахт опасных по газу и пыли, взрывоопасных сред; электро-воспламенитель, для применения ствола, где нет взрывоопасной среды; 4 - заряд низко-импульсного взрывчатого вещества для шахт опасных по газу и пыли, взрывоопасных сред; заряд из дымного, ружейного, (черного) пороха (ДРП) для применения ствола, где нет взрывоопасной среды; 5 - пыж, 6 - закатанное дульце гильзы патрона - 2, 7 - пыж пористый, (поролоновый), 8 - электропровод от пульта управления срабатыванием системы стволов, 9 - контакты от провода и патрона, 10 - мембраны герметичные из фольги, наклеивающиеся на срез ствола - 1, 11 - бутылкообразный контейнер для огнетушащего состава, 12 - стопорное кольцо на горловине контейнера - 11, 13 - крышка горловины бутылкообразного контейнера - 11, 14 - вставка с каналом в патроне - 2, 15 - мембрана из поролона в оболочке фиксирует интервал между электродетонатором - 3 и зарядом - 4, 16 - горловина контейнера - 11, 17 - стопор, фиксирующий контейнер - 11 за кольцевой выступ - 12, 18 - кнопка нажимная поднятия стопора - 17 с целью освобождения стопорного кольца - 12 и выемки контейнера из канала ствола, 19 - пружина, опускающая стопор, 20 - состав бинарный, огнетушащий компоненты К-1 пенообразователь и К-2 вода, 21 - мембрана, разделяющая компоненты, бинарного огнетушащего состава, 22 - резервуар нефти или нефтепродуктов, 23 - зеркало нефти или нефтепродуктов.

В нефтяном резервуаре Стационарная, исполнительная часть из стволов ударно-волнового распыления огнетушащих составов работает следующим образом. Стационарная исполнительная часть состоит стволов - 1 равномерно расставленных на бортах по внутреннему пространству резервуара на одинаковых расстояниях друг от друга так, чтобы встречные огнетушащие шквалы взаимодействовали друг с другом для создания сплошной зоны тушения в кольцевом пространстве между бортами резервуара и крышей - зону возникновения воспламенений. Датчики фиксируют воспламенение и дают сигнал на пульт управления, который выдает электро-импульс по электропроводу - 8 на контакты - 9. При подаче сигнала одновременно срабатывают стволы - в зоне тушения, которых находится возгорание в резервуаре. В каждом стволе - 1 одновременно срабатывают оба электродетонатора - 3 и заряда - 4, создающие волны ударные газовых продуктов взрыва, распыляется огнетушащие составы одновременно в обе стороны, что отдачу компенсирует и в месте крепления ствола на борту резервура не создаются напряжения, способные повредить стенку резервуара, например, в виде трещин и крепление ствола к борту резервуара. Стабилизации этих процессов содействует снаряжение патронов с фиксацией расстояний содействуют: пыжи 5, 7, закатка дульца патрона - 6, конусная вставка - 14, мембрана из поролона - 15 в оболочке. При выстреле распыле из одного устройства создаются газо-капельные Шквалы или газо-порошковые Вихри с быстрым расширением Фронтов заполняют пространство между стенкой и бортом резервуара, создают сплошное, эффективное тушение на своих участках. Наличие под крышей резервуара взрывоопасной среды паров нефти, топлива с воздухом и малое время развития возгорания во вспышку компенсирует залп части распылителей - подсистемы с созданием сплошной, мультивихревой тушащей среды над всей огнеопасной площадью поверхности, при этом взаимодействие встречных потоков увеличивает площадь эффективного тушения и позволяет сократить в 2 раза и более число распылителей, необходимых для тушения возгорания на всей площади поверхности нефти в резервуаре. Система состоит из не менее чем одной подсистемы, при наличии двух подсистем - вторая служит для тушения повторных возгораний, при наличии более двух подсистем, каждая может заряжаться различными огнетушащими составами для создания последовательного комбинированного тушения. Встречное взаимодействие фронтов Шкалов (Вихрей) создает обратную волну высокого давления - вторичное тушение, гарантирующее отсутствие повторных воспламенений. После окончания тушения производится перезарядка стволов, для чего нажимается кнопка - 18 поднятия стопора, заменяются пустые контейнеры - 11, вставляются заряженные контейнеры, при этом при нажиме стопорного кольца - 12 на стопоры - 17 они поднимаются и после прохождения кольца - 12 под ними стопора опускаются под действием пружины - 19 и фиксируют контейнер - 11. После слабыми токами проверяется целостность системы инициирования и исполнительная система готова к новому сроку дежурства.

Изобретение относится к области пожаротушения, а именно к исполнительной системе ударно-волновых распылителей огнетушащих составов для автоматической установки импульсного тушения возгораний и пожаров в резервуаре хранения нефти и нефтепродуктов. Исполнительная система состоит из распылителей, расположенных по периметру нефтерезервуара и закрепленных на его борту или на краю плавающей крыши, при этом распылители выполнены ударно-волновыми, пиротехническими, двухстороннего распыления, безоткатными; исполнительная система включает не менее чем одну подсистему залпового срабатывания распылителей; при наличии двух подсистем залпового срабатывания вторая подсистема выполнена с возможностью тушения повторных возгораний, при наличии более двух подсистем залпового срабатывания, подсистемы выполнены с возможностью заряжания различными огнетушащими составами для создания последовательного комбинированного тушения; распылители выполнены из труб, разделенных посередине герметичной муфтой с образованием стволов, в каналы стволов с обеих сторон вставлены унитарные распылительные контейнеры бутылкообразной формы, плотно входящие горловинами в муфту, донная часть каждого контейнера выполнена наименее прочной его частью в виде полусферы, при этом в цилиндрической части горловины размещен распылительный патрон, герметично отделенный пыжом пористым, за которым емкость контейнера полностью заполнена огнетушащим составом. 3 ил.

Исполнительная система ударно-волновых распылителей огнетушащих составов для автоматической установки импульсного тушения возгораний и пожаров в резервуаре хранения нефти и нефтепродуктов, состоящая из распылителей, расположенных по периметру нефтерезервуара и закрепленных на его борту или на краю плавающей крыши, отличающаяся тем, что распылители выполнены ударно-волновыми, пиротехническими, двухстороннего распыления, безоткатными; исполнительная система включает не менее чем одну подсистему залпового срабатывания распылителей; при наличии двух подсистем залпового срабатывания вторая подсистема выполнена с возможностью тушения повторных возгораний, при наличии более двух подсистем залпового срабатывания, подсистемы выполнены с возможностью заряжания различными огнетушащими составами для создания последовательного комбинированного тушения; распылители выполнены из труб, разделенных посередине герметичной муфтой с образованием стволов, в каналы стволов с обеих сторон вставлены унитарные распылительные контейнеры бутылкообразной формы, плотно входящие горловинами в муфту, донная часть каждого контейнера выполнена наименее прочной его частью в виде полусферы, при этом в цилиндрической части горловины размещен распылительный патрон, герметично отделенный пыжом пористым, за которым емкость контейнера полностью заполнена огнетушащим составом.