Система пожаротушения транспортного средства Российский патент 2025 года по МПК A62C3/07 A62C35/13 A62C37/36 

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано в автоматизированных системах пожаротушения, в частности в автоматизированных системах пожаротушения военно-гусеничных машин (ВГМ).

Известны автоматизированные системы пожаротушения, применяемые в ВГМ, например, по патенту №125868 на полезную модель «Модуль быстродействующей автоматической системы пожаротушения на транспортном средстве (з. №2012135668/12 от 20.08.2013, А62С3/00), по патенту №2217685 на изобретение «Танк» (з. №5101616 от 22.07.1992, F41H7/02, А62С3/00, G08B7/10), по патенту №2098741 на изобретение «Бронированная машина» (з. №96118187 от 10.06.1996, F41H7/02). Указанные системы пожаротушения содержат термодатчики, расположенные в пожароопасных зонах машины, аппаратуру сигнализации, баллоны, наполненные огнегасящей жидкостью (хладон) и инертным газом, находящимся под высоким давлением, встроенный в баллон сигнализатор давления, пиропатрон, пробойник и предохранительную мембрану, и блок управления, подающий сигнал на срабатывание пиропатрона при сигнале термодатчиков. Системы многоразового действия, по количеству баллонов с огнегасящей жидкостью. Контроль давления инертного газа для работоспособности системы осуществляется сигнализатором давления, а наличие огнегасящей жидкости взвешиванием баллона с высокой точностью, что неудобно.

Известно «Углекислотное противопожарное устройство» по патенту №2266464 (з. №2003105807/06 от 10.21 2001), содержащее баллон для хранения диоксида углерода в качестве огнетушащего средства и устройство для определения величины потери газа вследствие его утечки из баллона. Устройство для определения величины потери газа вследствие его утечки из баллона имеет емкостное измерительное устройство, о тарированное для интервала температур ниже и выше критической температуры диоксида углерода. Подобное емкостное измерительное устройство имеет емкостный измерительный зонд, проходящий по всей высоте баллона, измерительный модуль для измерения емкости емкостного измерительного зонда, микропроцессор, предназначенный для обработки результатов измерения емкости емкостного измерительного зонда и позволяющий соотносить измеренное изменение емкости емкостного измерительного зонда с соответствующей величиной потери массы газа вследствие его утечки из баллона, и средства для подачи предупреждающего сигнала, если выявленная микропроцессором величина потерь массы газа превышает некоторое заданное значение. Однако данное устройство нельзя применять для баллонов, наполненных огнегасящей жидкостью (хладон) и инертным газом, находящимся под высоким давлением, так как параметры емкостного зонда (емкость) не стабильны для газожидкостной смеси.

Известна система пожаротушения транспортного средства по патенту №2811571, содержащая термодатчики, расположенные в пожароопасных зонах транспортного средства, блок управления, блок сигнализации, информационное устройство контроля массы огнегасящей жидкости в баллоне, баллоны с огнегасящей жидкостью и инертным газом, находящимся под высоким давлением, выполнены составными из двух герметично связанных между собой частей, между которыми внутри корпуса установлена упругая диафрагма, закрепленная по контуру между двумя частями корпуса, разделяющая инертный газ и огнегасящую жидкость, при этом в верхней части выполнена заправочная горловина, в которую введен емкостной датчик, одна обкладка которого закреплена к упругой диафрагме, другая его обкладка закреплена к указанной заправочной горловине, при этом в нижней части баллона выполнена заправочной горловиной с сигнализатором давления, пиропатроном, пробойником и предохранительной мембраной.

Однако данная система имеет недостаток, при срабатывании системы возможно нарушение контакта в подвижной обкладке емкостного датчика требующего разборку баллона и ремонта.

В качестве прототипа выбрана система пожаротушения танка Т-80 (см. "Объект 219Р. Техническое описание и инструкция по эксплуатации". Кн. 2. М. Воениздат, 1986, с. 586 594). Система содержит термодатчики, расположенные в пожароопасных зонах транспортного средства, блок управления, блок сигнализации, баллоны с огнегасящей жидкостью и инертным газом, находящимся под высоким давлением, выполненные в виде цилиндрического сосуда с заправочной горловиной в нижней его части с сигнализатором давления, пиропатроном, пробойником и предохранительной мембраной. Баллоны в количестве трех штук расположены в моторно-трансмиссионном отделении танка (МТО). Термодатчики (15 шт.) регистрируют возникновение пожара. Блок управления и сигнализации контролирует работоспособность системы пожаротушения и выдает сигнал на срабатывания одного из баллонов при срабатывании соответствующего датчика температуры. Система трехкратного действия, при продолжении горения последовательно выдается сигнал на срабатывания следующего баллона.

Баллон представляет собой сплошной цилиндр со сферической верхней частью. В нижнюю часть баллона вкручивается горловина с заправочным и выпускным штуцерами и сигнализатором давления. Заправочный штуцер имеет пробку и заглушку для устранения утечек. Выпускной штуцер загерметизирован металлической мембраной. Имеется пиропатрон и пробойник, при срабатывании которых происходит разрушение мембраны и выбрасывания огнегасящей жидкости в очаг пожара.

Баллон находится только в вертикальном положении, причем за счет разницы удельных весов огнегасящей жидкости и инертного газа, жидкость находится в нижней части баллона, а газ в верхней. Все выпускные и заправочные отверстия находятся в нижней части баллона. При заправке в баллон заливается огнегасящая жидкость и подается газ под высоким давлением, контроль давления осуществляется сигнализатором давления.

В процессе эксплуатации за счет ухудшения герметичности возможны потери огнегасящей жидкости или давления. Давление контролируется сигнализатором давления, подающего сигнал при снижении давления до минимальной величины. Масса огнегасящей жидкости контролируется только взвешиванием заправленного баллона с высокой точностью. Для этого баллон через определенное регламентное время снимается с изделия и взвешивается, что крайне неудобно.

Техническим результатом изобретения является создание системы пожаротушения транспортного средства, позволяющей контролировать массу огнегасящей жидкости без снятия баллона.

Технический результат достигается тем, что в системе пожаротушения транспортного средства, содержащей система пожаротушения транспортного средства, содержащая термодатчики, расположенные в пожароопасных зонах транспортного средства, блок управления, блок сигнализации, а также баллоны, каждый из которых содержит и жидкость и инертный газ, находящийся под высоким давлением, при этом каждый из баллонов выполнен в виде цилиндрического сосуда с заправочной горловиной в нижней его части и соосно расположенным относительно заправочной горловине пиропатроном, пробойником и предохранительной мембраной, и радиально заправочным штуцером согласно изобретению, в заправочной горловине расположены два датчика давления, причем первый датчик расположен диаметрально заправочному штуцеру, второй датчик расположен радиально первому датчику, при этом ко второму датчику подведена цилиндрическая трубка, подающая давление к датчику с верхней части баллона, при этом система пожаротушения содержит информационное устройство контроля массы огнегасящей жидкости в баллоне, выполненное с возможностью принимать сигналы от первого и второго датчиков давления.

При этом информационное устройство содержит блок разности давлений, блок сравнения, блок памяти и блок контроля.

Анализ отличительных признаков показал следующее:

- размещение двух датчиков давления в заправочной горловине, определяющих давление в верхней части, заполненной азотом, и нижней части, заполненной хладоном, позволило контролировать перепад давления и связанный с ним уровень огнегасящей жидкости в баллоне;

- наличие информационного устройства, содержащего блок сравнения, блок памяти и блок контроля, позволяет по уровню огнегасящей жидкости определить массу жидкости без взвешивания баллона.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:

- на фиг.1 - схема системы пожаротушения;

- на фиг. 2 - разрез баллона, фронтальный;

- на фиг. 3 - разрез баллона, поперечный.

Система пожаротушения транспортного средства (см. фиг. 1) содержит термодатчики 1, расположенные в пожароопасных зонах транспортного средства, блок 2 управления (БУ), блок 3 сигнализации (БС), баллоны 4, каждый из которых содержит огнегасящую жидкость и инертный газ, находящийся под высоким давлением. Для контроля массы огнегасящей жидкости в баллоне система пожаротушения содержит информационное устройство 5.

В примере конкретного выполнения, например, система пожаротушения танка (см. фиг. 1) содержит три баллона 4 с огнегасящей жидкостью, из них два баллона находятся в МТО, один баллон в районе переднего топливного бака и 15 термодатчиков 1 (ДТ), которые фиксируют возникновение пожара. Блок 2 управления (БУ) подает сигнал на срабатывание пиропатрона 6 (ПП) (фиг. 2), находящегося в баллоне 4.

Блок (БС) 3 сигнализации связан с блоком управления (БУ) 2 и датчиком давления (ДД1) 7 (фиг. 2), расположенным в баллоне 4, и информирует о возникновении пожара или падении давления в баллоне 4 ниже минимального уровня.

Баллон 4 (см. фиг. 2 и 3) выполнен в виде сплошного цилиндра со сферической верхней частью 8, в нижней части которого расположен корпус заправочной горловины 9, к которому соосно баллону прикреплена головка распылителя 10, а радиально - заправочный штуцер 11, штуцер 12 датчика 7 давления (ДД1) и штуцер 13 датчика давления (ДД2) 14, причем штуцера 11 и 12 расположены противоположно друг другу. Входное отверстие 15 заправочного штуцера 11 герметично закрыто пробкой 16, ввинченной в заправочный штуцер 11 и уплотнением 17. Дополнительно входной штуцер 11 заглушен винтовой пробкой 18. Штуцер 12 герметично заглушен чувствительным элементом (на фиг. 2 не показан) датчика давления 7, резьбовой частью корпуса датчика и уплотнением 19. Штуцер 13 герметично заглушен чувствительным элементом (на фигуре 3 не показан) датчика 14 давления ДД2, резьбовой частью корпуса датчика и развальцовкой 20 трубки давления 21. Проходное отверстие 22 заправочной горловине 9 закрыто металлической мембраной 23, прижатой вместе с уплотнениями 24 и 25 к несущему корпусу 9 головкой распылителя 10. В головке распылителя 10 расположен поршень 26, зафиксированный стопорным кольцом 27 в проточках в головке распылителя и поршня. В поршне 26 имеется канал, в котором размещен пиропатрон 6. Пиропатрон 6 зафиксирован гайкой 28. Головка распылителя 10 имеет шесть коноидальных отверстий 29 для выхода огнегасящей жидкости.

Информационное устройство 5 контроля массы огнегасящей жидкости содержит блок 30 разности (Бр) значений датчика14 (ДД2) и датчика 7 (ДД1), блок 31 памяти (БП), фиксирующий значение разности давлений датчика ДД2 и ДД1 в заправленном баллоне 4, блок 32 сравнения (БСр) текущего значения блока 30 разности (Бр) с фиксированным значением БП 31 заправленного баллона, блок 33 контроля (БК) утечки огнегасящей жидкости. Посредством переключателя 34 блок 30 (Бр) подключен к блоку памяти (БП) 31 для фиксации разности давлений при заправленном баллоне 4. После фиксации блок 30 (Бр) отключается от блока памяти (БП) 31.

Баллоны расположены вертикально, так как плотность газообразного азота и огнегасящей жидкости разные, поэтому в нижней части баллона располагается огнегасящая жидкость с плотностью 1538 кг/м³ при 20°С (Хладон 13В1 регенерированный Технические условия ТУ 2412-066-04806898-98, стр. 2), а в верхней части азот с плотностью 1,251 г/л или 1,251 кг/м³ при 20°С (В.И. Пелерман. Краткий справочник химика. Изд. Химия, 1964, стр. 310). При изменении температуры плотность азота и хладона меняется, при уменьшении температуры возрастает, при повешении - уменьшается.

Масса огнегасящей жидкости определяется по формуле М_ОГ = H×S×γ, где H - уровень огнегасящей жидкости; S - площадь сечения цилиндрического баллона; γ - плотность огнегасящей жидкости.

Уровень огнегасящей жидкости в баллоне, при постоянной пощади сечения баллона, зависит от объема огнегасящей жидкости. При изменении рабочих температур ВГМ, объем и соответственно уровень огнегасящей жидкости изменяется, при уменьшении температуры снижается, при повешении - повышается, при чем температурный коэффициент изменения давления α_р равен температурному коэффициенту изменения объема α_V (В.Е. Кузьмичев, Законы и формулы физики, Справочник, Киев, 1989 г., стр. 167). Азот, обладая значительно меньшим модулем объемной упругости чем огнегасящая жидкость, практически не влияет на занимаемый объем и соответственно уровень огнегасящей жидкости.

Давление в верхней части баллона Р₂ определяет давление азота, давление в нижней части баллона определятся по формуле Р₁ = Р₂+ H×γ. Уровень огнегасящей жидкости H = (Р₁ – Р₂)/ γ. Так как температурные изменения медленны, а объем баллона замкнут, разность давлений остается постоянной при рабочих температурах ВГМ. Учитывая вышесказанное М_ОГ= (Р₁ – Р₂)×S. Таким образом, контролируя разность давления, можно оценивать изменения массы огнегасящей жидкости в баллоне.

Заявляемая система пожаротушения работает следующим образом.

В исходном состоянии проходное отверстие 22 закрыто металлической мембраной 23, поджатой головкой распылителя 10 к заправочной горловине 9. Пробойник 26, с помощью стопорного кольца 27, находится в исходном положении. Огнегасящая жидкость находится в герметичном баллоне. При срабатывании температурного датчика 1, сигнализирующего о возникновении пожара, блок управления 2 выдает сигнал на срабатывания пиропатрона 6. При срабатывании пиропатрона 6, происходит резкое повышение давления, действующее на пробойник 26, и срывает его со стопорного кольца 27. Пробойник под действием повышенного давления пороховых газов прорезает мембрану 23 и при дальнейшем движении открывает выходные отверстия 29 головки распылителя 10. Через открытые отверстия пороховые газы выходят в атмосферу. Прорезанная мембрана 23, имеющая форму шайбы, под действием давления баллона прижимается к торцевой конусной части пробойника 26. При уменьшении давления пороховых газов давление баллона возвращает поршень в исходное положение, при этом открывая выходные отверстия 29 головки распылителя 10 для выхода огнегасящей жидкости.

Если пожар не потушен, БУ 2 выдает команду на срабатывания следующего баллона 4.

Работоспособность системы пожаротушения контролируется датчиком 7 давления ДД1 и информационным устройством 5.

Датчик давления ДД1 сигнализирует об изменении давления в заправленном баллоне и при его уменьшении до критического уровня выдает сигнал на БС 3, который сигнализирует об изменении давления в системе пожаротушения.

Информационное устройство 5 системы пожаротушения контролирует отсутствие утечки огнетушащей жидкости из баллона 4. Его работа следующая. Заправленный огнегасящей жидкостью и инертным газом баллон 4 устанавливается в изделие в вертикальном положении. Переключатель 34 подключает ДР 30 к БП 31 для запоминания разности давлений ДД2 и ДД1 заполненного баллона 4 огнегасящей жидкостью и инертным газом. В дальнейшем переключатель 34 соединяет БП 31 с блоком БСр 32, который сравнивает текущую разность давлений датчиков ДД2 и ДД1 с первоначально заправленной. При отклонении текущих значении от значений, хранящихся в БП 31 более чем на 15%, БСр 32 выдает сигнал на БК 33, который показывает изменение массы огнегасящей жидкости за счет утечки.

Таким образом, заявляемым изобретением достигается технический результат по контролю массы огнегасящей жидкости в заправленном баллоне системы пожаротушения без снятия и взвешивания баллона через регламентное время.

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к системе пожаротушения транспортного средства, содержащей термодатчики, расположенные в пожароопасных зонах транспортного средства, блок управления, блок сигнализации, баллоны, каждый из которых содержит огнегасящую жидкость и инертный газ, находящийся под высоким давлением, при этом каждый из баллонов выполнен в виде цилиндрического сосуда с заправочной горловиной в нижней его части и соосно расположенным относительно заправочной горловины пиропатроном, пробойником и предохранительной мембраной. Новым является то, что в заправочной горловине расположены два датчика давления, причем первый датчик расположен диаметрально заправочному штуцеру, второй - радиально первому датчику, при этом ко второму датчику подведена цилиндрическая трубка, подающая давление к датчику с верхней части баллона, при этом система пожаротушения содержит информационное устройство контроля массы огнегасящей жидкости в баллоне, выполненное с возможностью принимать сигналы от первого и второго датчиков давления. Изобретение может быть использовано в автоматизированных системах пожаротушения, в частности в автоматизированных системах пожаротушения военно-гусеничных машин (ВГМ). Технический результат заключается в создании системы пожаротушения транспортного средства, позволяющей контролировать массу огнегасящей жидкости без снятия баллона. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система пожаротушения транспортного средства, содержащая термодатчики, расположенные в пожароопасных зонах транспортного средства, блок управления, блок сигнализации, а также баллоны, каждый из которых содержит и огнегасящую жидкость, и инертный газ, находящийся под высоким давлением, при этом каждый из баллонов выполнен в виде цилиндрического сосуда с заправочной горловиной в нижней его части и соосно расположенным относительно заправочной горловины пиропатроном, пробойником и предохранительной мембраной, и радиально заправочным штуцером, отличающаяся тем, что в заправочной горловине расположены два датчика давления, причем первый датчик расположен диаметрально заправочному штуцеру, второй датчик расположен радиально первому датчику, при этом ко второму датчику подведена цилиндрическая трубка, подающая давление к датчику с верхней части баллона, при этом система пожаротушения содержит информационное устройство контроля массы огнегасящей жидкости в баллоне, выполненное с возможностью принимать сигналы от первого и второго датчиков давления.

2. Система пожаротушения по п. 1, отличающаяся тем, что информационное устройство содержит блок разности давлений, блок сравнения, блок памяти и блок контроля.