устройство для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов
Классы МПК: | A62C2/00 Способы и устройства для предотвращения пожара или сдерживания огня |
Автор(ы): | Веретинский Павел Геннадьевич (RU), Кукшин Павел Валерьевич (RU), Осьмаков Дмитрий Дмитриевич (RU), Ржавский Лев Владиславович (RU), Селиверстов Владимир Иванович (RU), Стенковой Владимир Ильич (RU), Степанов Антон Владиславович (RU), Трубникова Галина Владимировна (RU) |
Патентообладатель(и): | Общество с ограниченной ответственностью "Каланча" (RU), Селиверстов Владимир Иванович (RU), Стенковой Владимир Ильич (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2011-10-05 публикация патента:
20.02.2013 |
Изобретение относится к области противопожарной техники и используется для борьбы с пожарами. Устройство для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов содержит герметичную емкость с химическим ингибитором, баллонный источник газа. Баллон с газом связан с полостью указанной емкости трубным аэратором. Аэратор обеспечивает инжекцию огнетушащего состава через пускозапорное устройство и выходной трубопровод. Трубопровод соединен через мембранный, механический или электрический клапан с трубным сопловым распылителем. Сопла распылителя выполнены щелевидными в количестве не менее 3-х с уменьшением угла наклона по отношению к горизонтали. При этом дальнее сопло от торца распылителя перпендикулярно к горизонтали, вектор распыла торцевого сопла параллелен горизонтали. При использовании данного устройства повышается эффективность пожаротушения за счет конструктивного выполнения сопла распылителя, обеспечивающего более равномерное распределение огнетушащего вещества по объему и увеличение дальности подачи струи. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
![устройство для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов, патент № 2475285](/images/patents/257/2475285/2475285-7.jpg)
![устройство для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов, патент № 2475285](/images/patents/257/2475285/2475285-8.jpg)
![устройство для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов, патент № 2475285](/images/patents/257/2475285/2475285-9.jpg)
![устройство для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов, патент № 2475285](/images/patents/257/2475285/2475285-10.jpg)
![устройство для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов, патент № 2475285](/images/patents/257/2475285/2475285-11.jpg)
Формула изобретения
1. Устройство для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов, содержащее герметичную емкость с химическим ингибитором, баллонный источник газа, связанный с полостью указанной емкости трубным аэратором, обеспечивающим инжекцию огнетушащего состава через пускозапорное устройство и выходной трубопровод, соединенный через мембранный, механический или электрический клапан с трубным сопловым распылителем, отличающееся тем, что сопла выполнены щелевидными в количестве не менее 3 с уменьшением угла наклона по отношению к горизонтали, при этом дальнее сопло от торца распылителя перпендикулярно горизонтали, вектор распыла торцевого сопла параллелен горизонтали, а длина образующей щели определяется выражением
где li - длина образующей i-й щели, м; i - угол наклона плоскости i-й щели, град.;
- торцевой угол раскрытия щели, град.;
а ширину щели рассчитывают по формуле
где - ширина i-й щели, м;
КД - коэффициент диафрагмирования распылителя, равный отношению общей суммы площадей сопел распылителя Sрасп, м2, к торцевой площади выходного трубопровода SТp, м2;
ST - площадь торцевого сопла(ел) распылителя, м2.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что химический ингибитор в герметичной емкости имеет щелочной характер, газ-пропеллент в баллоне - кислый, а их реакция при смешении экзотермична.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для газодисперсного состава с нейтральными ингредиентами твердый и/или жидкий ингибитор и газовый флегматизатор-пропеллент находятся в одной емкости, снабженной устройством для контроля давления.
Описание изобретения к патенту
Область техники
Изобретение относится к области противопожарной техники. С помощью предлагаемого устройства, средств и систем на его основе данное изобретение с успехом может быть использовано для борьбы с пожарами, в том числе и для их предупреждения, практически во всех отраслях промышленности: химической, нефтехимической, нефтедобывающей, деревообрабатывающей и др., а также для защиты гражданских объектов: домов, офисов, гаражей, дач и т.п.
Предшествующий уровень техники
Известны огнетушащие устройства - огнетушители, пожаротушащие модули и установки для объемного и площадного тушения пожаров с помощью газодисперсных составов (патент РФ № 2362599, патент РФ № 2355450, патент РФ № 2393901, патент РФ № 2283154, патент РФ № 2258549, заявка РСТ WO 2008/103065 A1, заявка на изобретение № 2010106910 от 24.02.2010 г.).
Все эти устройства однотипны и работают по принципу инжекции через трубопровод с пускозапорным устройством флегматизирующего газа-пропеллента в емкость с дисперсным химическим ингибитором, создание в ней (емкости) газодисперсной взвеси (огнетушащего состава), или ОТВ с последующей его подачей через мембранный клапан и перфорированный распылитель в зону пожара.
Недостатком всех этих устройств является неравномерность распределения ОТВ по объему, которая обусловлена двумя причинами. Первая - для более равномерного распределения ОТВ по объему необходимо как можно больше и более тонких струй. Это в свою очередь резко уменьшает дальность подачи струи ОТВ, т.е. существует альтернативная зависимость: либо равномерно распределить ОТВ по объему, но близко от источника генерации ОТВ, либо подать далеко мощные струи, но неравномерно по объему. Отсюда вывод: либо делать трубную разводку, либо распределять множество пожаротушащих устройств в защищаемом объеме или на защищаемой площади.
Наиболее близким по принципу устройства распылителя и самого модуля является патент РФ на полезную модель № 83926, кл. A62C 13/62, A62C 35/02 от 15.01.08 г. «Газопорошковый огнетушитель», который выбран нами за прототип. Газопорошковый огнетушитель содержит корпус с ОТВ - порошковым ингибитором и флегматизирующим газом - пропеллентом, пускозапорное устройство, сифонную трубку и трубопровод для подачи ОТВ под давлением 1.2-30 мПа в трубный распылитель, имеющий суммарную площадь выходных отверстий 0.4-0.95 площади входящего в распылитель трубопровода, причем распылитель выполнен в виде цилиндра, имеющего наружный диаметр, равный 1.5-1.7 диаметров его внутреннего центрального канала, и на наружной поверхности цилиндра выполнено не менее 2-х кольцевых конических канавок с разными углами наклона их образующих, при этом на образующей поверхности этих канавок имеются радиальные цилиндрические сопла или сопла-диффузоры с конусностью 3-15°, оси которых перпендикулярны поверхностям образующих, причем углы наклона между осями радиально выполненных диффузоров и осью центрального канала распылителя последовательно уменьшаются от 80-90° до 15-30°.
Недостатком этого устройства при использовании его в качестве автономного пожаротушащего модуля или установки пожаротушения является неравномерность распространения ОТВ по объему и, как следствие, низкие значения удельной огнетушащей способности. Так, например, газопорошковый модуль пожаротушения МПП 7.5-3-КД1-У2 с массой ОТВ, равной 8.5 кг, обеспечивает тушение в объеме 45 м3, т.е. Стуш=0.19 кг/м 3, что на данном этапе развития пожарной техники является неудовлетворительным.
Раскрытие изобретения
В основу изобретения поставлена задача повышения эффективности устройств пожаротушения за счет изменения конструкции распылителя в совокупности с применением перспективных бинарных хемоконденсационных или газодисперсных огнетушащих составов.
Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов, содержащем герметичную емкость с химическим ингибитором горения, источник газа (газовый баллон), связанный с полостью указанной емкости трубным аэратором, обеспечивающим инжекцию указанного ингибитора через пускозапорное устройство (ПЗУ) и выходной трубопровод, соединенный через мембранный, механический или электрический клапан с трубным сопловым распылителем, сопла выполнены щелевидными в количестве не менее 3-х с уменьшающимися углами наклона по отношению к горизонтали, причем дальнее от торца распылителя сопло перпендикулярно к горизонтали, а вектор распыла торцевого сопла параллелен горизонтали, длина образующей щели определяется выражением:
,
где li - длина образующей i-ой щели, м;
i - угол наклона плоскости i-той щели, град.;
- торцевой угол раскрытия щели, град.;
;
а ширину щели рассчитывают по формуле
где - ширина i-той щели, м;
КД - коэффициент диафрагмирования распылителя, равный отношению общей суммы площадей сопел распылителя Sрасп, м2 , к торцевой площади выходного трубопровода SТр, м 2, SТ - площадь торцевого сопла(ел) распылителя, м2,
при этом химический ингибитор в герметичной емкости имеет щелочную среду, газ пропеллент в баллоне - кислую, а реакция их смешения экзотермична.
Для составов с нейтральными компонентами (ph 7), например для порошкового состава типа «Феникс-70» и перфторметана, твердый и/или жидкий ингибитор и газовый флегматизатор-пропеллент находятся в одной емкости, снабженной устройством для контроля давления.
Модульное устройство с хемоконденсационным (или газодисперсным) составом по предлагаемому изобретению в совокупности со щелевым распылителем обеспечивает тушение в объеме до 95 м3, т.е. огнетушащая способность Стуш =90 г/м3, что по сравнению с прототипом повышает эффективность пожаротушения более чем в 2 раза.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами: фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.5.
Фиг.1 изображает устройство для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов с щелевидным распылителем, снаряженное бинарным хемоконденсационным составом. Заявляемое устройство - газодисперсный пожаротушащий модуль - содержит герметичную емкость 1 с щелочным химическим ингибитором 2, трубный аэратор 3, выходной трубопровод 4, мембранный или механический или электрический клапан 5, щелевидный распылитель 6, пускозапорное устройство 7, выполненное с автономным электрическим и/или ручным запуском, газовый баллон 8 с кислым газом-пропеллентом 9.
Фиг.2 изображает устройство - моноблочный газодисперсный модуль для объемного тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов со щелевидным распылителем. Заявляемое устройство содержит газовый баллон 1 с газодисперсным составом 2, 9 аэраторную трубку 3, предназначенную для перевода твердого или жидкого ингибитора горения в аэродисперсную фазу, выходной трубопровод 4, пускозапорное устройство 5, щелевой распылитель 6, устройство для контроля давления - барометрический датчик давления 7.
Фиг.3 изображает щелевидный распылитель сбоку с различными углами наклона к горизонтали .
Фиг.4 изображает различные варианты торцевого раскрытия угла щелевого сопла.
Фиг.5 изображает различные варианты исполнения торцевого сопла.
Лучший вариант осуществления изобретения
В заявляемом устройстве могут быть использованы: газопорошковый состав, бинарный хемоконденсационный состав и газовый состав для объемного пожаротушения.
Работа заявляемого устройства с бинарным хемоконденсационным составом происходит следующим образом.
После поступления сигнала о пожаре срабатывает пускозапорное устройство 7, находящееся на газовом баллоне 8 и кислотный газ-пропеллент 9, например, диоксид углерода, через трубный аэратор 3 поступает в герметичную емкость 1 с щелочным химическим ингибитором 2, который, вступая в экзотермическую реакцию с кислым газовым флегматизатором-пропеллентом, образует парогазодисперсную огнетушащую смесь, которая в свою очередь, создавая давление в емкости 1, вскрывает мембранный клапан 5 и через выходной трубопровод 4 и щелевидный распылитель 6 вышеназванная смесь поступает в защищаемый объем.
Устройство, изображенное на фиг.2, работает аналогично за исключением того, что газодисперсная огнетушащая смесь (состав) 2, 9 не образуется в результате реакции, а снаряжена в герметичную емкость 1 уже готовой. При этом емкость содержит барометрический датчик 10.
Промышленная применимость
Изобретение промышленно применимо на объектах газовой, химической, нефтехимической, деревообрабатывающей и горнорудной промышленности, а также на гражданских объектах, в домах, гаражах и офисах для предотвращения и тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов.
Класс A62C2/00 Способы и устройства для предотвращения пожара или сдерживания огня