способ получения инертной пены

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНЕРТНОЙ ПЕНЫ, включающий ввод сжиженного инертного газа в газовый поток теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности тушения пожаров за счет улучшения структуры пенного потока, предотвращения обмерзания системы и повышения ингибирующего действия на очаг пожара, получают аэрозоль раствора пенообразователя на начальном участке теплообменной камеры трубчатого корпуса путем его диспергирования в горячем потоке с последующим перемещением высокодисперсного аэрозоля в зону ввода распыленного сжиженного инертного газа для их перемешивания, расположенную на выходе корпуса в его диффузорную часть.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газовый поток теплоносителя создают с помощью встроенных в систему сменных пиропатронов ингибирующего действия, а в качестве сжиженного инертного газа азот.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано для тушения пожаров в горных выработках, выработанных пространствах шахт, а также на судах, в зданиях и сооружениях.

Известен способ получения инертной пены, включающий перемешивание воды, пенообразователя, жидкого азота, генерирование пены и ее транспортирование к месту тушения пожара по трубопроводу, при этом перемешивание воды и жидкого азота производят на начальном участке трубопровода (авт. св. СССР N 1317156, кл. Е 21 F 5/00, 1985).

Недостаток способа низкая производительность процесса получения пены вследствие обмерзания системы аэратора при постоянной подаче жидкого азота.

Известен способ газификации сжиженного инертного газа при тушении пожара в горных выработках, включающий ввод сжиженного газа в поток теплоносителя, создаваемый скоростным потоком турбореактивного двигателя (авт. св. СССР N 1602550, кл. А 62 С 5/00, 1988).

Недостаток способа заключается в том, что применение высокопроизводительного турбореактивного двигателя АИ-9 со скоростным (со сверхзвуковой скоростью) потоком раскаленных высокотемпературных газов (800-900^оС) требует значительного расхода остродефицитного авиационного топлива, направленного на газификацию малого количества жидкого азота (ЦТК-1,0/0,25 760 кг азота), что ограничивает область применения предлагаемого способа тушения (газификации) вследствие непроизводительных затрат. Кроме того, использование трудносгораемых вентиляционных труб 9 в практике шахт сегодняшнего дня реализацию способа делают маловероятной, тем более в условиях наличия вентилятора.

Известно устройство для тушения пожаров инертной пеной, содержащее трубчатый корпус с патрубками для подачи жидкого азота и теплоносителя, трубопровод раствора пенообразователя, пенопровод, распылители, теплообменную камеру и датчик температуры пены (авт. свид. СССР N 1160056, кл. Е 21 F 5/00, A 62 C 1/22, 1984).

Недостаток устройства требование дополнительного источника выработки теплоносителя, что предопределяет повышение энергоемкости техпроцесса.

Цель изобретения энергоресурсосберегающая технология получения высокодисперсной огнетушащей пенной аэрозоли высокоингибирующего действия на основе применения нетрадиционного вида энергии, заключающаяся в повышении эффективности тушения пожаров за счет улучшения структуры пенного потока, предотвращении обмерзания системы и повышения ингибирующего действия на очаг пожара.

Цель достигается тем, что при техническом процессе, включающем ввод сжиженного инертного газа в газовый поток теплоносителя, получение высокодисперсного аэрозоля раствора пенообразователя производят в начальном участке теплообменной камеры трубчатого корпуса путем его диспергирования в горячем потоке с последующим перемещением аэрозоля в зону ввода сжиженного инертного газа, размещенную на выходе в диффузионную часть корпуса устройства (камеру смешения), при этом в качестве генераторов теплоносителя применяют автономные пиропатроны ингибирующего действия.

Предлагаемая совокупность отличительных признаков за счет двойного перераспределения структуры аэрозоля (теплообменная камера (диспергирования), камера смешения), с применением списанных при конверсии с арсенала вооружения (утилизация бросового теплоносителя) пиротехнических патронов (генераторов) позволяет:

повысить качественный состав структуры пенного потока, а следовательно, дальность транспортирования и стойкость пены (пенной завесы);

повысить огнетушащую способность инертной пены за счет ингибирующего состава пиропатронов (генераторов) и возможность создания пенной пробки направленного действия (в горной выработке);

снизить энергоемкость материальные и трудовые затраты технологического процесса;

снизить температуру огнетушащей пенной аэрозоли.

На чертеже приведена схема устройства для осуществления способа.

Устройство включает трубчатый корпус 1 с диффузором 2 и патрубками 3, 4 и 5 соответственно для подсоединения пиропатронов 6 и 7 и источника подачи сжиженного инертного газа (не показан). Для контроля и режима подачи ингибирующего состава патрубки 3 и 4 снабжены манометрами 8, кранами 9 и 10 регулирования и перекрытия каналов и обратными клапанами 11 и 12. Для монтажа устройства в магистральный трубопровод 13 на корпусе 1 устройства установлены быстросъемные соединения 14 типа БРС, а его диффузорная часть 2 снабжена фланцем 15 для подсоединения на пенопровод или проемную трубу изоляционного сооружения (перемычки, корпуса, обсадной трубы скважины, парашюта с полюсным отверстием и др.). Функционально внутренняя корпусная часть разделяются на 2 камеры: теплообменную 16 и смешения и теплообмена II ступени 17.

Способ осуществляется следующим образом.

При пожаре, например, в забое тупиковой горной выработки, на ближних безопасных подступах устанавливают парусную (парашютную) перемычку, на отверстие которой устанавливают предлагаемое устройство для реализации способа, подсоединяют трубопровод 13 подачи раствора пенообразователя, на патрубки 3 и 4 устанавливают пиропатроны 6 и 7, а к патрубку 5 источник подачи жидкого азота (например, комплекс азотный энергетический КАЭ-1 конструкции РосНИИГД).

Для получения инертной пены с высоким ингибирующим действием обеспечивают подачу на устройство раствора пенообразователя (или пульпы) и жидкого азота. Для исключения обмерзания системы и получения более стойкого пенного аэрозоля с повышенным ингибирующим действием в работу включают один из пиропатронов 6 и 7. В этом случае в теплообменной (диспергирования) камере 16 происходит разогрев раствора пенообразователя (пульпы) с его аэрацией потоком горячих газов ингибирующего состава с частичным образованием парогазовой смеси. При дальнейшем попадании полученного аэрозоля в камеру 17 смешения и вторичного теплообмена происходит качественно новый вид дробления смеси за счет его вскипания, носящего взрывной характер при испарении жидкого азота. При этом термодинамический процесс происходит по всему сечению на срезе основания диффузора 2 с расширением в объеме и заполнением на выходе всего сечения выходного канала диффузора мелкоячейковой инертной пеной с повышенным ингибирующим действием. При транспортировании пенного потока за перемычку обечайка диффузора 2 выполняет роль опорой стенки. Контроль за работой пиропатрона проводят по времени и давлению на манометре 8. При полном срабатывании пиропатрона 6 обратный клапан 11 на патрубке 3 автоматически закрывается, перекрывают кран 9 и производят смену пиропатрона, а в это время в работу включают пиропатрон 7.

П р и м е р. Экспериментальные исследования получения устойчивого высокодисперсного пенного аэрозоля высокого ингибирующего действия для создания пенной завесы кратностью пены до 100 проводились с использованием пиротехнических огнетушащих генераторов низкотемпературного газа (200-800^оС) типа "Ватник", ГИСД, составы ГГУ-37 и ГГ-40, созданные Институтом прикладной химии (НИИПХ). Сравнительный анализ с фреоновой пеной на основе хладона 114В2 при тушении фронта пламени показал 4-5-кратное ее преимущество. При этом снижаются материальные и трудовые затраты, так как по сравнению с фреоновым ингибитором расход огнетушащего пиротехнического состава требуется в 3-7 раз меньше, стоимость 1 кг состава в 5-7 раз меньше (данные НИИПХ).

Применение в качестве теплоносителя при газификации азота и получения высокодисперсной огнетушащей пенной аэрозоли на основе применения нетрадиционного вида энергии повышает эффективность производства работ при ликвидации пожаров в шахтах.