Способ тушения пространственно развитого пожара и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК A62C3/02 

огнетушащей порошковой струи по защищаемой площади объекта путем сложения двух независимых гармонических колебаний струи, одновременно совершаемых ею в двух взаимно перпендикулярных продольной и поперечной плоскостях, описываемых выражениями:

x XmSin(yxt+pox);

у YmSin((yyt + ),

где х, у - текущие значения перемещения струи в поперечной и продольной плоскостях;

Xm, Ym - амплитуды поперечных и продольных гармонических колебаний струи, равные половинам ширины и высоты или длины защищаемого объекта;

аь , Шу - частоты поперечных и продольных колебаний струи по соотношению друг к другу в совокупности с величинами (рох , обеспечивают конфигурацию заданной траектории, а по величине обеспечивают такую скорость перемещения струи, что с учетом ее эффективной дальности и угла раскрытия, а также с учетом производительности установки и вида горючего вещества в каждой точке защищаемой площади, при последовательном происхождении заданной траектории создавалась ог- нетушащая интенсивность порошка;

. начальные фазы поперечных и продольных гармонических колебаний струи;

t - текущее время работы установки от начала до конца выброса порошка, причем огнетушащая порошковая струя должна пройти по заданной траектории по крайней мере один раз.

На фиг. 1 показана схема расчета параметров, характеризующих способ тушения; на фиг. 2 - экспериментальная зависимость интенсивности подачи огнетушащего порошка ПСБ-3 от времени тушения при тушении бензина А-76; на фиг. 3 - устройство, общий вид.

Пример. При определении пожароопасных мест объекта установлено, что их месторасположение вписывается в круговое кольцо с внутренним диаметром 9 м, наружным диаметром 11 м, т.е. тушение необходимо производить по площади этого кольца.

Следовательно, траектория порошковой струи проходит по средней линии этого кольца, т.е. по окружности диаметром 10 м.

Исходные данные.

Производительность

установки q, кг/с.6,25

Угол раскрытия струи у, град12

Горючее веществоБензин А76

Огнетушащий порошокПСБ-3

Оптимальная огнетушащая

интенсивность порошка I, кг/м2 -с (по фиг. 2)0,43

Диаметр окружности (траектории) D, м (по фиг. 1)10

Ширина кольца В, м1

Траектория перемещения струи в пространстве описывается уравнениями:

15

X XmSin(Wxt+ рох); У YmSin( (poy).

Для окружности имеем: D 10

Хп

Ym

.°.

Параметры порошковой струи.

Порошковая струя при перемещении по траектории описывает в пространстве ко- нус, высота которого совпадаете осью Z(CM. фиг. 1).

Основание конуса самой порошковой струи, истекающей из одиночного цилиндрического насадка, в месте пересечения с поверхностью, на которой производится тушение, представляет эллипс.

Для обеспечения перекрытия кольца по ширине В порошковой струей принимается, что большая полуось эллипса равна

d0 1,4В 1.4м,

и в дальнейшем для упрощения расчетов производится замена эллипса на круг диаметром d0.

Следовательно, площадь этого круга

So -°- 1,53м2. Расстояние до среза распылителя

U

2 -tg

Т

1,4 2 0,1

7м.

Интенсивность подачи порошка на площадь круга So

° 4,08 кг/м2-с.

оо1,Ьо

С учетом интенсивности 0 4,08 кг/м -с по зависимости фиг. 2 время тушения одиночной площади So составляет с. Следовательно, через время t0 1 с струю можно перемещать по траектории для тушения последующей одиночной площади S0 на расстояние, равное В 1 м. и т.д. и

скорость перемещения струи по траектории при этом равна

В

1

V0 -f- 1 м/с. to I

При этом происходит последовательное тушение пожара по всей траектории перемещения.

Однако интенсивность подачи 0 значительно больше оптимальной 0пт, т.е. в данном случае происходит неоправданный перерасход огнетушащего порошка. Для исключения этого недостатка следует увеличить скорость перемещения струи по траектории. Для этого по кривой на фиг. 2 для 10пт 0,43 кг/м2 с определяют время тушения 1т.опт 3,3 с и вычисляют удельный оптимальный расход порошка на защищаемую одиночную площадь S0.

Е0пт lonf tT.om 0,43-3,3 1,419 кг/м2 .

По зависимости фиг. 2 для 0 4,08 кг/м -с время тушения составляет tro 1 с и, следовательно, удельный расход в данном случае на ту же защищаемую одиночную площадь S0

Ео lo т.™ 4,08 1 4,08 кг/м2.

Значит, скорость перемещения струи Vcrp по траектории тушения может быть увеличена на величину К.

§Ј ЕОПТ V0 2,9

408 2,9.

1,419 т.е. Vcrp К V0 2,9 1 2,9 м/с.

По правилу разложения скоростей определяют составляющие полученной скорости на два взаимно перпендикулярных направления.

Для нашего случая

V Vx Vy Vcrp cos45° 2,9- 0,7 2,03 м/с.

Определяют угловые скорости (частоты) перемещения ствола по этим направлениям из выражения

(Ух Щ -|V

- 2j°l 0,29 об/с.

Таким образом, в результате расчета получены исходные данные: расстояние от распылителя до очага пожара L0 7 м, частоты перемещения струи в поперечной и продольной плоскостях О)х ,29 об/с, (О

их соотношение

Шу

1, величины начальп

ных фаз рох 0; роу амплитуды колебаний струи Ах Ау 5 м, - которые

необходимо заложить в исполнительные механизмы устройства пожаротушения перед началом работы для того, чтобы произвести эффективное тушение указанного очага пожара.

Устройство для тушения пожара порошком (фиг. 3) содержит резервуар 1 для

огнетушащего порошка с сифоном 2, запор- но-пусковым устройством 3, аэратором 4, газовый баллон 5 с запорным элементом 6, газовый редуктор 7, лафетный ствол с распылителем 8, соединенный гибким трубопроводом 9 с запорно-пусковым устройством 3 и имеющий возможность поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при помощи пневмоприводов, включающих в себя пневмоцилиндры 10 и 11, конечные

выключатели 12 и 13, дроссели 14 и 15, пневмораспределители 16 и 17 и запорные элементы 18 и 19, блок 20 управления, пожарные извещатели 21.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении пожара срабатывают пожарные извещатели 21, сигнал от них поступает на блок 20 управления, далее на открытие запорного элемента 6 баллона 5 со

сжатым газом. Сжатый газ через газовый редуктор 7 и аэратор 4 поступает в резервуар 1 с огнетушащим порошком, вспушивая и подготавливая его к выбросу. Одновременно сжатый газ от газового редуктора 7

поступает к запорным элементам 18 и 19, стоящим перед пневматическими распределителями 16 и 17. Когда давление в резервуаре 1 с огнетушащим порошком достигает значения рабочего, открывается запорный

элемент 3 и газопорошковая смесь по сифонной трубе 2, гибкому трубопроводу 9 и через распылитель лафетного ствола 8 поступает на защищаемую площадь Одновременно с этим поступает сигнал на открытие

запорных элементов 18 и 19, и сжатый газ поступает на пневматические распределители 16 и 17, а затем в рабочие плоскости пневмоцилиндров 10 и 11 пневмоприводов поворота лафетного ствола 8 в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Поршни пневмоцилиндров 10 и 11 начинают возвратно-поступательные перемещения, увлекая за собой лафетный ствол 8. Величина (амплитуда) хода поршней, и, соответственно, амплитуда перемещения ствола 8 регулируются положением конечных выключателей 12 и 13, которые дают сигнал на переключение пневмораспреде- лителей 16 и 17, т.е. осуществляется ревере хода поршней. Дроссели 14 и 15 регулируют расход поступающего в пневмоцилиндры 10 и 11 сжатого газа, т.е. осуществляют регулировку скоростей (частот) перемещения поршней пневмоцилиндров

10 и 11, а следовательно, и угловой скорости перемещения ствола 8.

Порядок наладки предлагаемого устройства по расчетным исходным данным.

1.Дросселями 14 и 15 регулируется угловая скорость (частота перемещения) лафетного ствола 8, соответствующая оы , (Уу .

2.Между конечными выключателями 12 и 13 устанавливается расстояние, равное ходу поршней пневмоцилиндров

arctg

h лб

Lo

180

где - диаметр делительной окружности шестерни реечной передачи пневмопривода, мм.

3. Лафетный ствол 8 (штоки пневмоцилиндров 10, 11) в исходном положении выставляются в соответствие с расчетными углами начальных фаз р0х , роу После проведения всех этих операций устройство готово к работе для тушения пожара по заданной траектории.

Формула изобретения Способ тушения пространственно развитого пожара, заключающийся в подаче ог- нетушащей порошковой струи из лафетного ствола установки пожаротушения на объект, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и экономично- Ститюжаротушения, расширения тактических йозрбожностей, предварительно определяют пожароопасные места объекта, по ним находят траекторию перемещения огнетушащей порошковой струи по защищаемой площади объекта путем сложения-двух независимых гармонических колебаний струи, одновременно совершаемых ею в двух взаимно перпендикулярных продольной и поперечных плоскостях, причем огнетушащую порошковую струю перемещают по заданной траектории по крайней мере один раз, а колебание струи описывается следующими выражениями:

X XmSin( pox); у YmSin(0)yt-b yby).

где х, у - текущие значения перемещения струи в поперечной и продольной плоскостях;

Xm, Ym - амплитуды поперечных и продольных гармонических колебаний струи, равные половине ширины и высоты или длины защищаемого объекта;

, - частоты поперечных и продольных гармонических колебаний струи по соотношению друг к другу в совокупности с величинами р0х , , обеспечивают конфигурацию заданной траектории, а по величине обеспечивают такую скорость перемещения струи, что с учетом ее эффективной дальности и угла раскрытия, а также с учетом производительности установки и вида горючего вещества в каждой точке защищаемой площади при последовательном прохождении заданной траектории создавалась огнетушащая интенсивность порошка;

t - текущее время работы установки от начала до конца выброса порошка;

рох , роу - начальные фазы поперечных

и продольных гармонических колебаний струи.

30

2. Устройство для тушения пространственно развитого пожара, содержащее резервуар с огнетушащим веществом, пусковое

устройство, лафетный ствол и приводы его поворота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и экономичности пожаротушения и расширения тактических возможностей, оно имеет устройство для управления перемещением ствола, включающее пневмораспределите- ли, редуктор, дросели и пневмоцилиндры,

на штоках которых установлены упоры для воздействия на конечные выключатели, смонтированные на корпусах пневмоцилиндров с возможностью перемещения вдоль осей цилиндров и соединенные цепями уп

равления с пневмораспределителями, входы которых сообщаются с выходом газового редуктора, а выходы пневмораспределите- лей через дроссели сообщаются с пневмо- цилиндрами,

Изобретение относится к пожаротушению пространственно развитого пожара и позволяет повысить эффективность и экономичность пожаротушения, а также расширить тактические возможности устройства. Способ тушения пространственно развитого пожара заключается в том, что предварительно определяют пожароопасные места объекта, затем программируют траекторию перемещения огнетушащей порошковой Изобретение относится к тушению пространственно развитого пожара и Позволяет повысить эффективность подачи огнетуша- щего средства по пространству защищаемого объекта, обеспечивая необходимую огнетушащую концентрацию. Цель изобретения - повышение эффективности и экономичности тушения пространственно развитого пожара произвольной формы и расширение тактических возможностей за счет более равномерной доставструи по защищаемой площади путем сложения двух взаимно перпендикулярных независимых гармонических колебаний, описываемых выражениями х XmSm( ( + РОХ), у Ymsin( Wyt + уъу), причем в процессе передвижения огнетушащей струи по защищаемой площади на последней должна создаваться огнетушащая интенсивность порошка, зависящая от скорости перемещения струи, ее эффективной дальности и угла раскрытия, а также от производительности установки, вида горючего вещества и марки огнетушащего порошка Устройство для осуществления способа тушения выполнено таким образом, что задавая при помощи дросселей требуемые скорости передвижения, величины рабочих ходов при помощи конечных выключателей, а также начальные фазы положения поршней пнев- моцилиндров, штоки которых связаны с ла- фетным стволом, можно получить необходимые по величине и форме перемещения лафетного ствола в пространстве, что позволяет производить тушение всевозможных пространственно развитых пожаров. 2 с.п. ф-лы, 3 ил ки огнетушащего вещества с необходимой для тушения концентрацией во все точки пространственного пожара. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу тушения пространственно развитого пожара, заключающемуся в подаче огнетушащей порошковой струи из лафетного ствола установки пожаротушения на объект предварительно определяют пожароопасные места объекта, программируют необходимую траекторию перемещения со с о С О 00 СО ю

tr -fa)

.

О 0.1 0.2 ЦЗ 0 0.5 0,6 0.7 0.8 0.9 1,0 V 1.2 1,3 3,кг с 1 н г

Фиг 2

Фиг. 1

ft

10