Пристрій обмеження наслідків об’ємної пожежі в приміщенні

Реферат: Об'єктом винаходу є пристрій (10, 11) обмеження наслідків пожежі в приміщенні (4), що містить резервуар (28), обладнаний ємністю (29) з рідиною (26), при цьому згаданий резервуар (28) містить одну або декілька камер, які називаються "внутрішніми камерами" (54а, 54b, 54c, 54d, 54e), що сполучаються із згаданим контейнером-сховищем (4), і одну або декілька інших камер (52а, 52b, 52с, 52d, 53), при цьому резервуар (28) додатково містить щонайменше один перший вбудований переливний бак (72а) і щонайменше один другий вбудований переливний бак (72b), розташовані з двох сторін резервуара (28), при цьому кожний бак виконаний з можливістю заповнення згаданою рідиною (26), коли вона перевищує попередньо визначену задану висоту в згаданій ємності (29). UA 106800 C2 (12) UA 106800 C2 UA 106800 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки Даний винахід стосується галузі пасивних пристроїв обмеження наслідків пожежі, які забезпечують непоширення тепла або вогню і очищення газів, що виділяються, і дозволяють обмежити явища надмірного тиску або розрідження при виникненні пожежі, які можуть бути викликані самою пожежею або пристроєм гасіння цієї пожежі, або виходом з ладу будь-якого іншого обладнання. Зокрема, винахід стосується пристрою, призначеного для споруд, які повинні зберігати стійкість кожуха або приміщення відносно явищ надмірного тиску або надмірного розрідження, забезпечуючи при цьому непоширення тепла або вогню. Попередній рівень техніки У спорудах, що містять небезпечні речовини, для додержання вимог по захисту навколишнього середовища необхідно упаковувати ці небезпечні речовини і розташовувати їх у відповідному ізольованому місці. Таким місцем може бути контейнер-сховище. Вимоги в галузі захисту навколишнього середовища передбачають облік можливих порушень герметичності контейнера. У деяких галузях, наприклад, у випадку контейнера для зберігання ядерних речовин звичайно застосовують один або два додаткових принципи захисту в комбінації або окремо для ізолювання небезпечних речовин від навколишнього середовища. Перший принцип полягає в установці декількох статичних бар'єрів для обмеження наслідків виходу з ладу одного з них. При цьому контейнер-сховище можна вмістити всередині замкнутого простору, зокрема, всередині ізолюючої камери, яка, в свою чергу, ізольована від зовнішнього навколишнього середовища. Ця ізольована камера грає роль другого захисного бар'єра. Герметичність контейнера-сховища і герметичність ізолюючої камери забезпечуються герметичними перегородками або герметичними дверима. Другий принцип полягає в створенні системи динамічного ізолювання за допомогою застосування механічної вентиляції, яка створює каскад розрідження від зовнішнього простору споруди до контейнера-сховища, щоб протистояти порушенню герметичності статичних бар'єрів. Як ізолююча камера, так і контейнер-сховище можуть мати власну незалежну систему вентиляції, що складається з магістралі нагнітання свіжого повітря зовні і магістралі видалення повітря з контейнера назовні. У доповнення до ізолювання за рахунок підтримки розрідження в підданих ризику приміщеннях системи вентиляції можуть забезпечувати додаткові функції, такі як заміна і очищення повітря за допомогою очисних фільтрів, адаптованих до типів небезпечних речовин. Ці функції сприяють підтримуванню чистої атмосфери контейнера-сховища й ізолюючої камери, щоб обмежувати ризики потрапляння небезпечних речовин в довкілля. Два вищезгаданих принципи захисту, що застосовуються в комбінації або окремо, можна вважати достатніми в умовах нормальної роботи, але при цьому потрібно також враховувати аварійні ситуації, такі як пожежа. У деяких випадках аналіз ризику пожежі приводить до необхідності обліку розгорненого сценарію об'ємної і неконтрольованої пожежі в приміщенні з вогнетривкими стінками, тобто в приміщенні, стінки якого зберігають цілісність при впливі вогню. Вивчення пожеж в ізольованих середовищах дозволило виявити три послідовні фази розвитку пожежі, які показані у вигляді кривої на фіг. 1, яка є кривою теоретичного тиску об'ємної і неконтрольованої пожежі в контейнері-сховищі небезпечних речовин і на якій вісь абсцис відповідає часу (Т), а вісь ординат відповідає тиску (Р). Перша фаза, позначена на фіг. 1 позицією 200, є фазою розвитку пожежі. Ця перша фаза 200 відповідає періоду, протягом якого кількість окисника не лімітована. При відсутності системи пожежогасіння в контейнері-сховищі термодинамічні умови, такі як тиск і температура, залежать від еволюції пожежі. Починаючи з моменту 202 загорання, тиск Р підвищується від негативного значення 204 первинного розрідження до піка 206 надмірного тиску при максимальному вогні. Було встановлено, що значне і швидке підвищення температури і тиску в контейнері-сховищі близько декілька сотень градусів і декількох десятків тисяч паскаль може привести до порушення цілісності статичного ізолювання контейнера-сховища, його пристроїв ізолювання від навколишнього середовища, зокрема, протипожежних клапанів і фільтрів, його пристроїв локалізації вогню, зокрема, його герметичних перегородок і дверей. Вищезазначені екстремальні умови можуть привести до потрапляння небезпечних речовин в ізолюючу камеру і в довкілля і до поширення пожежі на іншу частину споруди. Стратегія керування вентиляцією і, зокрема, автоматичне перекривання мережі нагнітання повітря в контейнері-сховищі з моменту виявлення пожежі дозволяє обмежити розвиток вогню в контейнері-сховищі, оскільки пожежа живиться тільки присутнім киснем. При цьому пожежа обмежена окисником, присутнім в контейнері-сховищі, але не пальним. 1 UA 106800 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Друга фаза, позначена на фіг. 1 позицією 208, є фазою загасання пожежі. Ця друга фаза 208 відповідає періоду, протягом якого сила вогню виявляється обмеженою з урахуванням недостачі окисника. Загасання пожежі приводить до пониження температури і, отже, до значного падіння тиску близько декількох тисяч паскаль до негативних значень 216. Це сильне розрідження в контейнері-сховищі також може привести до порушення цілісності конструкцій, вже ослаблених екстремальними умовами пожежі. Під час фази загасання 208, як тільки тиск в контейнері-сховищі стає негативним, руйнування конструкцій може привести до нового надходження повітря і до повторного запалення і поновлення пожежі. Третя фаза, позначена на фіг. 1 позицією 212, є фазою поновлення пожежі. Враховуючи надходження окисника у другій фазі 208, може статися поновлення пожежі в контейнерісховищі. У результаті розвиваються нові цикли загасання і повторного запалення між піками 214 надмірного тиску при повторному запаленні і піками 216 розрідження при загасанні, які відповідають підйомам тиску і температури і, отже, можливим викидам в довкілля. Однак термодинамічні умови нового циклу пожежі є менш екстремальними, ніж під час першої фази 200, оскільки кількість кисню, яка потрапила в контейнер-сховище в результаті руйнування під час попередніх фаз, менша, ніж під час першої фази 200. У деяких випадках стаціонарні системи пожежогасіння, наприклад, газові системи при спрацюванні можуть створювати в контейнері-сховищі надмірний тиск, який може привести до порушення цілісності елементів, що формують статичний бар'єр. В інших випадках пожежа може привести до руйнування ємності, яка знаходиться під тиском, що може поставити під загрозу елементи, що беруть участь в статичному бар'єрі, так само, як і в попередніх випадках. Таким чином, виникає потреба в пристрої, який пасивно обмежує ризик прямого викиду речовин з контейнера-сховища в довкілля шляхом руйнуванні пристроїв ізолювання контейнера-сховища і, що перешкоджає будь-якому поширенню вогню з контейнера-сховища в оточуючий його простір. Необхідно розробити такий пристрій, який дозволяє також обмежити значення тиску і охолоджувати гази. Такий пристрій повинен відповідати тим же умовам вогнестійкості, що і контейнер-сховище. У документі FR 2879471 розкритий пристрій обмеження наслідків об'ємної неконтрольованої пожежі в контейнері-сховищі, що знаходиться в ізолюючій камері. Цей пристрій містить закритий резервуар з рідиною, обладнаний внутрішньою камерою, яка напряму сполучається із згаданим контейнером-сховищем, і бульбашковою камерою, що напряму сполучається із згаданою ізолюючою камерою щонайменше через один верхній отвір згаданого резервуара, протипожежним захистом і системою регулювання рівня рідини. Цей пристрій зберігає активність, оскільки містить декілька систем регулювання. Крім того, згідно з характеристиками цього пристрою, витрата оброблюваного газу є обмеженою. Таким чином, задачею винаходу є розробка нового пристрою обмеження наслідків пожежі, вдосконаленого з точки зору продуктивності обробки газових потоків і що має більш пасивний режим роботи, ніж існуючі пристрої, при еквівалентних габаритних розмірах. Суть винаходу Передусім, об'єктом даного винаходу є пристрій обмеження наслідків пожежі в приміщенні, такому як контейнер-сховище, встановлений в ізолюючій камері, що містить резервуар, обладнаний ємністю з рідиною, при цьому згаданий резервуар містить одну або декілька камер, які називаються "внутрішніми камерами", які сполучаються із згаданим контейнером-сховищем, і одну або декілька інших камер, які сполучаються із згаданою ізолюючою камерою, при цьому резервуар додатково містить щонайменше один перший вбудований переливний бак і щонайменше один другий вбудований переливний бак, розташовані з двох сторін резервуара, при цьому кожний бак виконаний з можливістю заповнення згаданою рідиною, коли вона перевищує попередньо визначену задану висоту в згаданій ємності. Такий пристрій дозволяє обмежувати явища надмірного тиску і розрідження, виникаючі при пожежі в приміщенні. Крім того, такий пристрій відрізняється підвищеною реакцією спрацювання. Конструкція резервуара виконана таким чином, щоб внутрішня(і) камера(и) сполучалася(ись) з однією або декількома із згаданих інших камер і щоб газовий потік, який виникає, зокрема, в результаті підвищення тиску при пожежі та перехідний між однією або декількома згаданими внутрішніми камерами і однією або декількома згаданими іншими камерами, проходив через рідину, що міститься в ємності. Дійсно, переливні баки дозволяють чітко встановити максимальне значення тиску, що досягається в приміщенні, яке відповідає порогу спрацювання в сумі з натиском системи. Інакше 2 UA 106800 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кажучи, переливні баки дозволяють зафіксувати порогове значення тиску спрацювання незалежно від витрати газу, що обробляється, і від рівня рідини в резервуарі. Оскільки висота рівня рідини напряму пов'язана із зміною тиску, переливання рідини на певному значенні висоти дозволяє встановити значення тиску спрацювання, незалежно від витрати газу, що обробляється. Переливна система дозволяє також підвищити швидкість переливання і, отже, здатність пристрою компенсувати різку зміну рівня рідини, що відповідає різкому підвищенню тиску в приміщенні. Переливні баки дозволяють також забезпечувати поріг спрацювання пристрою у випадку порушення в роботі системи подачі рідини, наприклад, в результаті протікання. Дійсно, надлишок рідини потрапляє в ці баки. Перевагою цієї системи є те, що вона не залежить від швидкості потоку надлишку рідини в контурі потоку, обмеженому діаметром трубопроводів. Ця функція збирання в баки за допомогою переливання в кінцевому результаті не сповільнює весь процес обмеження тиску в приміщенні. Присутність переливних баків дозволяє спростити контур подачі рідини і зробити його більш пасивним і відмовитися щонайменше від однієї системи регулювання. Переливні баки, пов'язані зі спрощеним контуром подачі води, дозволяють підвищити надійність роботи пристрою і зробити його швидшим в реагуванні. Використовуваною рідиною може бути вода. Згадані камери, що сполучаються з ізолюючою камерою, можуть включати в себе одну або декілька так званих "бульбашкових" камер. Бульбашкові камери сполучаються з так званою "уповільнювальною" камерою, що знаходиться у верхній частині резервуара і, яка сполучається з ізолюючою камерою через один або декілька отворів. Бульбашкові камери можуть бути відділені від внутрішніх камер за допомогою роздільних елементів, розташованих перпендикулярно до дна резервуара, при цьому згадані роздільні елементи обладнані хвилерізними пристроями, виконаними у вигляді пластин, закріплених на внутрішніх кінцях роздільних елементів і спрямованих всередину згаданої щонайменше однієї бульбашкової камери. Бульбашкові камери можуть містити пристрій розбивання бульбашок. Бульбашкові камери можуть додатково містити протирозбризкувальний пристрій. Уповільнювальна камера в поєднанні з краплиновідділювачем, відповідною висотою бульбашкових камер і протирозбризкувальними пристроями над бульбашковими камерами є засобом обмеження викидів рідини у верхній частині пристрою. Як варіант, пристрій обмеження наслідків пожежі може додатково містити водостоки, виконані з можливістю переливання згаданої рідини в переливні баки, коли її рівень досягає заданої висоти вздовж переливних баків. Пристрій обмеження наслідків пожежі і обмеження тиску або розрідження в приміщенні може додатково містити роздільні стінки, розташовані по обидві сторони від комплексу бульбашкових камер і внутрішніх камер, при цьому кожна з цих роздільних стінок занурена в рідину і знаходиться між внутрішньою камерою і входом першого переливного бака. Згідно з варіантом, одна із згаданих стінок може містити отвори в своїй верхній частині. Згідно з іншим варіантом, одна із згаданих стінок може містити отвори у верхній частині своєї бічної частини. Пристрій обмеження наслідків пожежі може додатково містити систему регулювання рівня рідини в резервуарі, обладнану контуром подачі рідини в резервуар. Система регулювання може бути обладнана поплавковим вентилем, при цьому відкривання цього поплавкового вентиля забезпечує подачу рідини в згадану ємність. Перевагою такої системи є, наприклад, можливість компенсації випаровування. Подача рідини може бути доповнена аварійним пристроєм примусової подачі, що не залежить від системи регулювання. Короткий опис креслень Винахід буде більш очевидним з нижченаведеного докладного опису варіантів його здійснення, представлених як необмежувальні приклади, з посиланнями на прикладені креслення, на яких: Фіг. 1 зображує криву теоретичного тиску при об'ємній і неконтрольованій пожежі в контейнері-сховищі небезпечних речовин. Фіг. 2 - схему встановлення пристрою обмеження наслідків пожежі, з'єднаного з контейнером-сховищем, який знаходиться в ізолюючій камері. Фіг. 3А-3К зображують різні види пристрою обмеження пожежі, в ізометрії і в розрізі. 3 UA 106800 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фіг. 4А-4J - різні стани роботи пристрою. Ідентичні, аналогічні або еквівалентні частини, показані на різних фігурах, позначені однаковими цифровими позиціями для полегшення переходу від однієї фігури до іншої. Різні частини не обов'язково показані на фігурах в однаковому масштабі для більш легкого прочитання фігур. Докладний опис приватних варіантів виконання На фіг. 2 представлений приклад встановлення пристрою 10 обмеження пожежі відповідно до винаходу, передбаченого в приміщенні, такому як контейнер-сховище небезпечних речовин, наприклад, ядерних відходів. На цій фігурі в подовжньому розрізі і в фронтальній проекції показана складська споруда, яка містить ізолюючу камеру 2, в якій знаходиться контейнер-сховище 4. Небезпечні речовини знаходяться в контейнері-сховищі 4. Ізолююча камера 2 може містити нижню перегородку 22, верхню перегородку 23 і бічні перегородки 24. Контейнер-сховище 4 розташований всередині ізолюючої камери 2 на нижній перегородці 22 ізолюючої камери 2. Контейнер-сховище 4 містить нижню перегородку 42, яка співпадає з нижньою перегородкою 22 ізолюючої камери 2. Він містить також верхню перегородку 43 і бічні перегородки 44. У цьому прикладі виконання ізолююча камера 2 і контейнер-сховище 4 можуть мати дві загальні бічні перегородки. Перегородки 42, 43, 44 контейнера-сховища 4 можуть бути виконані, наприклад, з бетону. Всередині контейнерасховища 4 вони покриті вогнетривким покриттям, наприклад, з гіпсу і/або з бетону. Нижня перегородка 22 ізолюючої камери 2 може бути виконана, наприклад, з бетону. Верхні 23 і бічні 24 перегородки ізолюючої камери 2 можуть бути виконані, наприклад, з металу. Перегородки 22, 23, 24, 42, 43, 44 є непроникними для рідин і для газів. Для доступу персоналу, що обслуговує ізолюючу камеру 2 і контейнер-сховище 4, із зовнішнього простору 8 без порушення ізоляції можна передбачити герметичні шлюзи 6. Як ізолююча камера 2, так і контейнер-сховище 4 обладнані системою вентиляції. Кожна з цих систем вентиляції містить магістраль 12 нагнітання повітря із зовнішнього простору 8, магістраль 14 видалення повітря в зовнішній простір 8 і фільтр 16 очищення повітря. Система вентиляції контейнера-сховища 4 містить також протипожежні клапани 18, встановлені на трубопроводах нагнітання і видалення вентиляційної системи для забезпечення безперервності локалізації вогню. Пристрій 10 обмеження встановлений всередині ізолюючої камери 2 і зовні контейнерасховища 4. Цей пристрій обмеження можна закріпити на опорній перегородці, яка є верхньою перегородкою 43 контейнера-сховища 4. Згідно з варіантом, паралельно можна об'єднати декілька пристроїв обмеження для підвищення продуктивності обробки. Далі з посиланнями на фіг. 3А-3К йде опис заявленого пристрою обмеження наслідків пожежі (на фіг. 3К пристрій показаний в розібраному вигляді). Різні складові елементи пристрою 10 обмеження можуть бути виконані, наприклад, з неіржавіючої сталі. Пристрій 10 обмеження містить резервуар 28, призначений для заповнення рідиною 26, наприклад, такий як вода. Резервуар 28, обладнаний ємністю 29, містить бічні стінки 34 і дно 32, яке також називається нижньою стінкою 32. На верхній частині резервуара 28 протилежно нижній стінці 32 знаходяться один або декілька отворів 36, при цьому отвори 36 сполучаються з ізолюючою камерою 2 (фіг. 3А, 3В, 3С). З'єднувальний канал (на фіг. 3А-3К канал не показаний) забезпечує газообмін між контейнером-сховищем 4 і резервуаром 28 пристрою 10 обмеження. Так, один кінець з'єднувального каналу виходить в контейнер-сховище 4, тоді як інший кінець з'єднувального каналу з'єднаний з впускним трубопроводом 48 резервуара 28, що містить множину вхідних отворів 481а, 481b. Впускний трубопровід 48 може містити центральні вхідні отвори 481а заданого перерізу і інші вхідні отвори 481b, що знаходяться по краях з двох сторін від центральних отворів 481а і мають менший переріз, наприклад, приблизно в співвідношенні 1/2 в порівнянні з центральними вхідними отворами 481а. Це дозволяє врівноважувати розподіл потоків. Вхідні отвори 481а, 481b можуть мати прямокутну форму і можуть бути розділені відбивачами 482, що виконують функцію засобів спрямування газів або димів, які можуть потрапити у впускний трубопровід 48. У представленому прикладі впускний трубопровід 48 має розширювану форму для обмеження натиску, і інтегрований в металевий кожух 483 (фіг. 3А, 3Е, 3F, 3H, 3I, 3K). 4 UA 106800 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Резервуар 28 містить одну або декілька камер 54а, 54b, 54c, 54d, 54e, які надалі називаються "внутрішніми камерами", які сполучаються з контейнером-сховищем 4 через впускні трубопроводи 48 і з'єднувальний канал. Резервуар 28 містить також одну або декілька камер 52а, 52b, 52c, 52d, які називаються "бульбашковими камерами", які сполучаються з так званою "уповільнювальною" камерою 53, яка, в свою чергу, сполучається з ізолюючою камерою 2 через отвори 36 резервуара 28. Пристрій може містити, наприклад, чотири бульбашкові камери 52а, 52b, 52c, 52d і п'ять внутрішніх камер 54а, 54b, 54c, 54d, 54e, розподілених з двох сторін від бульбашкових камер (фіг. 3С, 3D, 3F, 3K). Резервуар 28 містить бічні роздільні елементи 50 між внутрішніми камерами 54а, 54b, 54c, 54d, 54e і бульбашковими камерами 52а, 52b, 52c, 52d, виконані у вигляді пластин, що проходять в напрямку, перпендикулярному до нижньої стінки 32 резервуара 28. В умовах нормальної роботи роздільні елементи 50 занурені в рідину 26, не доходячи до нижньої стінки 32 резервуара 28. Серед всіх внутрішніх камер, камери 54b, 54c, 54d, що знаходяться відповідно між бульбашковими камерами 52а, 52b, 52c, 52d, обмежені збоку з кожної сторони роздільними елементами 50. Кожна з інших внутрішніх камер 54а, 54е, що знаходяться з двох сторін від комплексу бульбашкових камер 52а, 52b, 52c, 52d, обмежена роздільним елементом 50 і пластиною 55а, 55b, яка утворює перегородку, яка проходить в напрямку, перпендикулярному до нижньої стінки 32 резервуара 28. Пластини 55а, 55b, які утворюють перегородки, мають висоту, що перевищує висоту роздільних елементів 50, і також при нормальній роботі занурені в рідину 26. У випадку необхідності, пластини 55а, 55b, які утворюють перегородки, можуть досягати нижньої стінки 32 резервуара 28 (фіг. 3С, 3D). Кінці пластин 55а, 55b, які утворюють перегородки, що знаходяться поблизу нижньої стінки 32, можуть містити дугоподібні отвори, передбачені для пропускання рідини 26 і в той же час що дозволяють пластинам 55а, 55b зберігати свою нормальну жорсткість. Інші пластини 51а, 51b, 51c, 51d, 51e, розташовані у верхній частині резервуара 28 в одній площині, паралельній його нижній стінці 32, обмежують верх або верхню частину внутрішніх камер 54а, 54b, 54c, 54d, 54e. Уповільнювальна камера 53, що знаходиться у верхній частині резервуара 28, обмежена з кожної сторони бічними стінками 34 резервуара 28, а також пластинами 51а, 51b, 51c, 51d, 51e. Уповільнювальна камера 53 має більший переріз, ніж бульбашкові камери 52а, 52b, 52c, 52d (фіг. 3С). Як показано на фіг. 3С, кожний роздільний елемент 50 резервуара 28 може бути пов'язаний на рівні свого верхнього кінця з однією з пластин 51а, 51b, 51c, 51d, 51e і на рівні свого нижнього кінця з так званою "хвилерізною" пластиною 56, зануреною в рідину 26 при нормальній роботі пристрою 10 обмеження. Хвилерізні пластини 56 проходять всередину бульбашкових камер 52а, 52b, 52c, 52d в напрямку, який може бути паралельним дну 32 резервуара. Впускні трубопроводи 48 розташовані таким чином, щоб газовий потік, що надходить в ці впускні трубопроводи 48, спрямовувався під хвилерізними пластинами 56. У заявленому пристрої обмеження розгорнена довжина хвилеріза 56 відповідає сукупності всіх довжин L бульбашкових камер 52а, 52b, 52c, 52d, тобто дорівнює 8 L, наприклад, приблизно 12 метрів. Така довжина утворення бульбашок дозволяє обробляти газ з великою 3 витратою, наприклад, близько 20000 м /год., примушуючи повітря пройти у воду. Пристрій 10 обмеження містить також пристрої 58 розбивання бульбашок, призначені для розбивання газових бульбашок на дрібніші бульбашки, щоб максимально збільшити площу обміну міжгазом і рідиною 26 під час фази 200 розвитку пожежі, описаної вище з посиланнями на фіг. 1. Пристрої 58 розбивання бульбашок (фіг. 3с, при цьому на фіг. 3D пристрої 58 розбивання бульбашок не показані) сприяють теплообміну між газами і рідиною 26 і забезпечують також компроміс між обмеженням натиску і попередженням злиття бульбашок. Кожний пристрій 58 розбивання бульбашок розташований в нижній частині бульбашкової камери 52а, 52b, 52c, 52d і спирається на хвилерізні пластини 56 бульбашкової камери 52а, 52b, 52c, 52d. При нормальній роботі пристрої 58 розбивання бульбашок занурені в рідину 26 пристрою 10 обмеження. Кожний пристрій 58 розбивання бульбашок може бути виконаний, наприклад, за допомогою накладання один на одного шарів переплетеного металевого дроту, при цьому кожний шар розташований між утримуючими решітками. 5 UA 106800 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій 10 обмеження може також містити протирозбризкувальні пристрої 64, призначені для обмеження розбризкування рідини 26 під час виходу газів з приміщення 4 (фіг. 3С, при цьому на фіг. 3D протирозбризкувальні пристрої 64 не показані). Кожний протирозбризкувальний пристрій 64 розташований у верхній частині бульбашкової камери 52а, 52b, 52c, 52d і може бути виконаний, наприклад, у вигляді шару переплетеного металевого дроту, при цьому згаданий шар розташований між двома утримуючими решітками. Бульбашкові камери і протирозбризкувальні пристрої 64 з'єднані у вигляді кошиків і закріплені на поперечках 66, що спираються на пластини 51а, 51b, 51c, 51d, 51e. Згідно з варіантом виконання, кожний протирозбризкувальний пристрій 64 може бути з'єднаний з пристроєм 58 розбивання бульбашок, який знаходиться в тій же бульбашковій камері, за допомогою кошиків і кріпильних штирів 61 (фіг. 3С). Ці кріпильні штирі 61 дозволяють проводити одночасний монтаж протирозбризкувальних пристроїв 64 і пристроїв 58 розбивання бульбашок в бульбашкових камерах 52а, 52b, 52c, 52d. Протирозбризкувальні пристрої 64 знаходяться на вході уповільнювальної камери 53, тоді як на її виході знаходиться краплиновідділювач 63, встановлений на верхній частині резервуара 28. Краплиновідділювач 63 призначений для відділення рідких частинок, що знаходяться у зваженому стані в газовому потоці, що виходить з нього. Такий краплиновідділювач 63 дозволяє обмежити викиди рідини назовні резервуара (див. фіг. 3А-3С, при цьому на фіг. 3D, 3E, 3I, 3K резервуар показаний без краплиновідділювача). На виході краплиновідділювача 63 передбачені отвори 36, що сполучаються з ізолюючою камерою 2. Поблизу входу уповільнювальної камери 53 і виходу бульбашкових камер 52а, 52b, 52c, 52d знаходяться отвори 551 збирання рідини, виконані в пластині 51а. Резервуар 28 містить також камеру 82 регулювання рівнів рідини, робота якої буде описана нижче і яка відділена від бульбашкових камер 52а, 52b, 52c, 52d і від внутрішніх камер 54а, 54b, 54c, 54d, 54e стінкою 340 (на фіг. 3I камера 82 регулювання не показана). Стінка 340 виконана ажурною і містить отвори 341, які пропускають рідину 26, що знаходиться в резервуарі 28. У заявленому пристрої обмеження вбудовані в резервуар 28 переливні баки 72а, 72b передбачені з кожної сторони резервуара і сполучаються з ним через отвори 341, виконані в стінках 34. Ці переливні баки 72а, 72b призначені для збирання рідини 26, коли її рівень перевищує в резервуарі 28 певну порогову висоту. Зокрема, баки 72а, 72b дозволяють обмежувати натиск під час роботи пристрою, оскільки висота води напряму пов'язана з різницею тиску. Ця порогова висота залежить від порога спрацювання, який необхідно передбачити для пристрою. Коли переливання надлишку рідини 26 передбачають на певній пороговій висоті, тим самим встановлюють порогове значення тиску рідини 26 в ємності 29. Переливні баки дозволяють підвищити надійність пристрою за рахунок фіксування порогового значення тиску спрацювання при будь-якій витраті газу, який обробляється, і при будь-якому рівні рідини в резервуарі. Таким чином, переливні баки 72а, 72b дозволяють відбирати рідину 26, зокрема, у випадку порушення в роботі контуру подачі рідини 26. Дійсно, надлишок рідини 26, що з'являється в результаті витікання в контурі подачі рідини, може бути відібраний в переливні баки 72а, 72b і не буде заважати роботі пристрою 10 обмеження, оскільки рівень тиску спрацювання, пов'язаний з висотою рідини 26, буде збережений. Переливні баки 72а, 72b дозволяють також застосовувати простішу систему регулювання рівнів рідини в порівнянні з відомим пристроєм обмеження, наприклад, описаним в документі FR 2879471. Переливні баки 72а, 72b дозволяють також видаляти велику кількість води за короткий час і при дуже обмеженому натиску, наприклад, від 100 до 200 літрів менше ніж за 5 секунд, при натиску в 100 Па. Для спрямування згаданої рідини 26 в баки 72а, 72b передбачені водостоки 73. Ці водостоки 73 дозволяють збільшити довжину переливання і поліпшують здатність пристрою компенсувати різку зміну рівня рідини 26, наприклад, пов'язану з різким підвищенням тиску в контейнерісховищі. Для полегшення транспортування резервуара 28 можна передбачити відповідні елементи. Зокрема, на верхніх кутах резервуара можна передбачити вушка 485 для просмикування в них засобів, таких як один або декілька стропів для підіймання резервуара 28. Можна також передбачити отвори 487 на нижніх кутах резервуара для входження виделок транспортувальних засобів, таких як навантажувачі піддонів для переміщення резервуара 28 (фіг. 3Е, фіг. 3К). 6 UA 106800 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Резервуар може бути обладнаний декількома фланцями, розташованими з одного боку резервуара 28, зокрема, водоналивним фланцем 91, нижнім 92 і верхнім 93 фланцями, між якими розташований водяний стовпчик для візуального контролю рівня, нижні 95 і верхні 96 фланці вимірювання рівня, фланці 97 для осушування баків (фіг. 3J). Пристрій 10 обмеження додатково містить систему 80 регулювання рівнів рідини, яка дозволяє: - підтримувати рівень рідини 26 в резервуарі 28 при нормальній роботі, і - заповнювати резервуар 28 рідиною 27 при викиді газів під час фази 200 розвитку пожежі, щоб компенсувати витрату рідини 26 при випаровуванні або при переливанні в баки 72а, 72b, а також забезпечувати безперервність теплообміну між газами і рідиною 26, щоб охолоджувати газоподібні продукти горіння до температури нижче порогової температури повторного запалювання. Система 80 регулювання рівнів рідини є механічною системою і схематично показана на фіг. 4B, 4D, 4F, 4H, 4J. Пластини, які утворюють перегородку 55а, 55b, знаходяться на відстані від входу переливних баків 72а, 72b і забезпечують розділення між входами баків 72а, 72b і внутрішніми камерами 54а, 54е. У верхній частині на бічній стороні пластини 55b виконані отвори 552, зокрема, для повторної подачі рідини і для забезпечення встановлення тиску в переливних баках (фіг. 3D). Система 80 регулювання рівнів рідини містить закритий відсік 82 регулювання. У прикладі, показаному на фіг. 4А-4I, відсік 82 регулювання прилягає до резервуара 28 і знаходиться в зонах, не схильних до утворення бульбашок газів під час різних фаз роботи пристрою 10 обмеження, тобто фаз випускання (фіг. 4G і 4Н) і фаз впускання (фіг. 4I і 4J). Відсік 82 регулювання відділений стінкою від бульбашкових камер і внутрішніх камер, причому ця стінка містить з'єднувальні отвори 86. У прикладі, показаному на фіг. 4А-4I, відсік 82 регулювання знаходиться під тиском контейнера-сховища 4, завдяки наявності аераційного отвору 86, напрямку пов'язаного із з'єднувальним трубопроводом 46, і з'єднаний з резервуаром 28 через з'єднувальний отвір 341, що знаходиться в нижній частині загальної стінки 340. Відсік 82 регулювання рівнів рідини виконує також функцію резерву рідини 36. Він знаходиться на висоті відносно пристрою 10 обмеження, що дозволяє проводити з нього злив одночасно з пристроєм. Резерв дозволяє поповнювати картер рідиною 26 у випадку пониження рівня рідини 26 в пристрої 10 обмеження. Його ємність визначають залежно від інтенсивності вогню. Система 80 регулювання рівнів рідини містить також контур живлення і видалення, який містить трубку 102 подачі рідини 26, трубку заповнення 118, яка живить відсік 82 регулювання через поплавковий вентиль 140. Нижче йде більш докладний опис функцій різних елементів системи 80 регулювання рівнів рідини. Поплавковий вентиль 140, закритий при нормальній роботі, знаходиться у відсіку 82 регулювання, з'єднаному з внутрішньою камерою 54; положення цього поплавкового вентиля 140 у відсіку 82 регулювання визначає кількість рідини 26, яка знаходиться в пристрої 10 обмеження. Далі слідує опис роботи пристрою 10 обмеження з посиланнями на фіг. 4С, 4Е, 4G, 4I, з одного боку, на яких в подовжньому вертикальному розрізі показаний резервуар з його переливними баками 72а, 72b і внутрішніми і бульбашковими камерами у відповідних ситуаціях стану рівноваги, фази безпосередньо перед спрацюванням, фази випускання і фази впускання повітря. Точно так само, на фіг. 4D, 4F, 4H, 4J відсік 82 регулювання показаний у відповідних ситуаціях стану рівноваги, фази безпосередньо перед спрацюванням, фази спрацювання і фази впускання повітря. При нормальній роботі або в "стані рівноваги" (фіг. 4С і 4D) пристрій 10 обмеження забезпечує статичне ізолювання контейнера-сховища 4. Дійсно, присутність рідини 26 над кінцем роздільних елементів 50, що обмежують бульбашкові камери і внутрішні камери, забезпечує герметичність контейнера-сховища 4 на рівні пристрою 10 обмеження. У ситуації пожежі описаний вище пристрій 10 обмеження працює автономно і пасивно таким чином: під час першої фази 200 пожежі (фіг. 4Е і 4F), що відповідає розвитку об'ємної і неконтрольованої пожежі в контейнері-сховищі 4, тиск і температура в ньому різко підвищуються. Внутрішні камери 54b, 54c, 54d резервуара 28 сполучаються з охопленим вогнем 7 UA 106800 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 контейнером-сховищем 4 через впускний трубопровід 48. Отже, підвищення тиску виштовхує рідину 26 з внутрішніх камер і приводить до її кипіння в бульбашкових камерах і до її переливання в переливний бак 72а. Рівень рідини 26 у внутрішніх камерах 54а, 54b, 54c, 54d, 54e знижується до рівня хвилерізних пластин 56, що знаходяться на кінцях роздільних елементів 50. Коли тиск у внутрішніх камерах 54а, 54b, 54c, 54d, 54e досягає порогового тиску спрацювання р_есн (фіг. 4G і 4Н), гарячі гази із зони пожежі проходять під хвилерізними пластинами 56 і утворюють великі газові бульбашки. Під час підйому на поверхню бульбашкових камер 52а, 52b, 52c, 52d великі газові бульбашки розбиваються на дуже дрібні бульбашки за допомогою пристроїв 58 розбивання бульбашок. Дрібні бульбашки підіймаються на вільну поверхню води. Енергія, що передається у воду від газових бульбашок, викликає кипіння, яка приводить до викидів води (при цьому газові бульбашки перетворюються у водяні краплини), що зупиняються уповільнювальною камерою 53, протирозбризкувальними пристроями 64 і краплиновідділювачем 63. Рівень рідини 26 у відсіку 82 регулювання, який регулює внутрішню камеру 54, знижується і, отже, поплавковий вентиль 140 відкривається (фіг. 4Н). Як наслідок, приводиться в дію система 80 регулювання рівнів рідини, і рідина 26 надходить в пристрій 10 обмеження. Пристрій 10 обмеження спрацював автономно і пасивно при пороговому тиску р_есн, меншому "безпечного тиску" Ps органів ізолювання контейнера-сховища 4. Гарячі гази при пожежі охолоджуються при кипінні в бульбашкових камерах 52а, 52b, 52c, 52d до температури нижче порогової температури повторного запалення, що перешкоджає поширенню пожежі в ізолюючу камеру 2. Високий ступінь подачі свіжого повітря при вентиляції ізолюючої камери 2 відносно об'єму охолоджених газів, що виходять з пристрою 10 обмеження, забезпечує розбавлення газів. Система вентиляції ізолюючої камери 2 може забезпечувати динамічне ізолювання і обробку атмосфери ізолюючої камери 2 за рахунок останнього фільтруючого бар'єра 16 перед викидом у зовнішнє навколишнє середовище. Під час другої фази 208 пожежі (фіг. 4I і 4J), що відповідає фазі загасання пожежі, температура і тиск різко знижуються, і розрідження, яке виникає таким чином може досягати декілька тисяч паскалів. Як тільки контейнер-сховище 4 виявляється під розрідженням, внутрішня камера або внутрішні камери 54b, 54c, 54d і відсіку 82 регулювання, який регулює цю внутрішню камеру або ці внутрішні камери 54b, 54c, 54d, що сполучаються з контейнеромсховищем 4, також виявляються під розрідженням. Як тільки розрідження у внутрішній камері або внутрішніх камерах 54b, 54c, 54d досягає порога p_adm, пристрій 10 обмеження працює повністю в реверсивному режимі. Свіже повітря, що надходить з ізолюючої камери 2, проходить під хвилерізними пластинами 56 бульбашкових камер 52, при цьому відбувається утворення повітряних бульбашок, що підіймаються на поверхню рідини 26 у внутрішній камері 54 і що потрапляють в контейнерісховищі 4, що обмежує розрідження в контейнері-сховищі 4 значенням, меншим безпечного розрідження: - Ps. Рівні рідини 26 внутрішньої камери 54 і відсіку 82 регулювання, що сполучається з цією внутрішньою камерою 54, підвищуються, поплавковий вентиль 140 закривається і, отже, система 80 подачі рідини не спрацьовує. Надходження свіжого повітря у вогнище пожежі може привести до повторного запалення, з яким ефективно бореться пристрій 10 обмеження. Приклад виконання Звичайно розміри різних компонентів пристрою 10 обмеження визначають на основі загальної оцінки граничних термодинамічних умов об'ємної неконтрольованої пожежі в контейнері-сховищі 4. Це попереднє дослідження дозволяє визначити пороги тиску спрацювання р_есн і p_adm пристрою 10 обмеження і витрата потоку, яка повинна виходити через пристрій 10 обмеження, для підтримування тиску в контейнері-сховищі 4 в значенні, меншому "безпечного тиску" Ps органів ізолювання, тобто протипожежних клапанів, шлюзових дверей, перегородок. Нижче наведений приклад розмірів для випадку об'ємної пожежі з дуже повільною кінетикою, що може відповідати випадку відходів, упакованих в металеві бочки. - безпечний тиск Ps ізолюючих органів: +/- 2100 Па, 3 - об'єм ізолюючої камери 2: 15000 м , 3 - об'єм контейнера-сховища 4: 3000 м , - ступінь оновлення повітря при вентиляції: 2 об'єми/година, 8 UA 106800 C2 - тиск спрацювання пристрою 10, 11 обмеження під час першої фази 200 розвитку пожежі: +1200 Па, - тиск спрацювання пристрою 10, 11 обмеження під час фази впускання: -1200 Па, 3 - теоретична витрата газів, що виходять з контейнера-сховища 4: 20000 м /година. 5 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Пристрій (10, 11) обмеження наслідків пожежі в приміщенні (4), що містить резервуар (28), обладнаний ємністю (29) з рідиною (26), при цьому згаданий резервуар (28) містить одну або декілька камер, які називаються "внутрішніми камерами" (54а, 54b, 54c, 54d, 54e), що сполучаються із згаданим приміщенням (4), і одну або декілька інших камер (52а, 52b, 52c, 52d, 53) резервуара, при цьому резервуар (28) додатково містить щонайменше один перший вбудований переливний бак (72а) і щонайменше один другий вбудований переливний бак (72b), розташовані з двох сторін резервуара (28), при цьому кожний бак виконаний з можливістю заповнення рідиною (26), коли вона перевищує попередньо визначену задану висоту в ємності (29). 2. Пристрій за п. 1, при цьому приміщення (4) є контейнером-сховищем, встановленим в ізолюючій камері (2), при цьому інші камери (52а, 52b, 52c, 52d, 53) сполучаються з ізолюючою камерою (2). 3. Пристрій за п. 2, при цьому інші камери, що сполучаються з ізолюючою камерою, містять одну або декілька так званих "бульбашкових" камер (52а, 52b, 52с, 52d). 4. Пристрій за п. 3, при цьому бульбашкові камери (52а, 52b, 52c, 52d) сполучаються з так званою "уповільнювальною" камерою (53), що розташована у верхній частині резервуара (28) і сполучається з ізолюючою камерою через один або декілька отворів (36). 5. Пристрій за п. 4, при цьому уповільнювальна камера (53) містить краплиновідділювач (63). 6. Пристрій за будь-яким з пп. 3-5, при цьому бульбашкові камери (52а, 52b, 52с, 52d) відділені від внутрішніх камер (54а, 54b, 54c, 54d, 54e) за допомогою роздільних елементів (50), розташованих перпендикулярно до дна (32) резервуара, при цьому роздільні елементи (50) обладнані хвилерізними пристроями (56), виконаними у вигляді пластин, закріплених на нижніх кінцях роздільних елементів (50) і спрямованих всередину щонайменше однієї бульбашкової камери (52). 7. Пристрій за будь-яким з пп. 3-6, при цьому бульбашкові камери (52а, 52b, 52с, 52d) містять пристрій (58) розбивання бульбашок. 8. Пристрій за будь-яким з пп. 3-7, при цьому бульбашкові камери (52а, 52b, 52c, 52d) додатково містять протирозбризкувальний пристрій (64). 9. Пристрій за будь-яким з пп. 3-8, в якому протирозбризкувальний пристрій (64) нерухомо з'єднаний з пристроєм (58) розбивання бульбашок за допомогою щонайменше одного кошика і кріпильних штирів (61). 10. Пристрій за будь-яким з пп. 3-9, що додатково містить водостоки (73), виконані з можливістю переливання рідини (26) в переливні баки (72а, 72b), коли її рівень досягає попередньо визначеної заданої висоти. 11. Пристрій за будь-яким з пп. 3-10, що додатково містить роздільні стінки (55а, 55b), розташовані з двох сторін від комплексу бульбашкових камер (52а, 52b, 52с, 52d) і внутрішніх камер (54а, 54b, 54c, 54d, 54e), при цьому кожна із згаданих роздільних стінок занурена в рідину (26) і знаходиться між внутрішньою камерою (54а) і входом одного з переливних баків (72а). 12. Пристрій за будь-яким з пп. 3-11, при цьому одна із згаданих стінок містить отвори (552) у верхній частині на бічній стороні стінки (55b). 13. Пристрій за будь-яким з пп. 1-12, що додатково містить систему (80) регулювання рівнів рідини в резервуарі, при цьому згадана система регулювання обладнана контуром подачі рідини (26) в резервуар. 14. Пристрій за п. 13, при цьому система регулювання обладнана поплавковим вентилем, при цьому відкривання згаданого поплавкового вентиля (14) забезпечує подачу рідини в згаданий резервуар (28). 15. Пристрій за п. 14, при цьому подачу рідини здійснюють за допомогою примусової подачі, що не залежить від системи регулювання. 9 UA 106800 C2 10 UA 106800 C2 11 UA 106800 C2 12 UA 106800 C2 13 UA 106800 C2 14 UA 106800 C2 15 UA 106800 C2 16 UA 106800 C2 17 UA 106800 C2 18 UA 106800 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 19