Пристрій пожежогасіння розпиленою рідиною

Пристрій пожежогасіння розпиленою рідиною, який містить джерело рідини, що з'єднано трубопроводами з приладами розпилення рідини, і прилади автоматичної пожежної сигналізації з виконавчими механізмами, який відрізняється тим, що як прилад розпилення рідини використана довгофакельна газорідинна форсунка з регульованою шириною факела, яка має кулясту насадку з соплами діаметром 1-8 мм, розташованими в границях 30-180°. (19) (21) 2000116360 (22) 10.11.2000 (24) 16.07.2001 (33) UA (46) 16.07.2001, Бюл. № 6, 2001 р. (72) Дегтярьов Віктор Семенович, Василенко Олександр Пантелійович, Саблін Валерій Олександрович (73) Запорізька державна інженерна академія, UA, Товариство з обмеженою відповідальністю "ЗАХИСТ-ТЕХНО", U A 40271 К недолікам конструкції відносяться: 1) необхідність використання електронагрівників або пальників для перегріву води до температури 160°С; 2) для охолодження не використовується тепловий ефект випаровування води; 3) існує небезпека поразки обслуговуючого персоналу електрикою, гарячою поверхнею конструкції, паром і гарячою водою; 4) малі розміри факелів розпилу води: довжина - 4-5 м, діаметр факелу - 0,7 м. В основу винаходу поставлено завдання створення пристрою пожежегасіння розпиленою рідиною, в якому за рахунок використання довгофакельних газорідинних форсунок і особливостей конструкції забезпечується збільшення швидкості і ефективності гасіння пожеж. Для рішення поставленого завдання в пристрої пожежегасіння розпиленою рідиною, який містить джерело рідини, що з'єднано трубопроводами з пристроями розпилу рідини і прилади автоматичної пожежної сигналізації з виконавчими механізмами, згідно винаходу в якості пристрою розпилу рідини використана довго-факельна газорідинна форсунка з регульованою шириною факела на поверхні кулястого насадку якого сопла діаметром 1-8 мм розташовані в границях 30-180°. Факели розпилу мають різну конфігурацію і розміри, а також різну ступень насичення краплинами. Це дозволяє найбільш повно і ефективно використовува ти для зниження температури пожежі випарювальний ефект крапельної води, а також зниження концентрації кисню в атмосфері горящих приміщень за рахунок насичення об'ємів пожежегасіння водяним паром. Пристрої можуть бути як стаціонарні, так і пересувні, однофорсуночні (ОФППГ) і багатофорсуночні (БФППГ). Газорідинні форсунки в стаціонарних МФППГ розташовують переважно по периметру, як з внутрішньої, так і з зовнішньої сторони стін приміщення (напроти отворів). При цьому факели розпилу довжиною 18-20 м з кореневим кутом розкриття у горизонтальній площині від 30 до 180° заповнюють розпиленою рідиною міжстінний простір і покривають всю площу приміщення. Нижня границя кута розкриття факелу не може бути менш 30°, так як це є кут розкриття елементарного факела форсуночного сопла. Кут 180° є конструктивно максимальним кореневим кутом спільного форсуночного факела. Діаметр сопла менш 1 мм обумовлює розпил рідини до крапель 10 мкм, що приводе до зростання опору форсунки і підвищеним витратам енергії. Діаметр сопла розміром більш 8 мм збільшує розмір крапель розпилу до значення більш 100 мкм, що різко зменшує поверхню розпилених частинок і ефект пожежегасіння. Форсунки з'єднані розподільними трубопроводами води і повітря переважно з внутрішнім діаметром 40-60 мм. Вода або інша рідина під тиском до 0,4 МПа подається в систему форсунок з заводської водопровідної магістралі або насосом з ємкостю. Стисле повітря або інертний газ при тиску до 0,5 МПа направляється в форсуночну систему з заводської компресорної магістралі, від індивідуального компресора або з балонів. Подача повітря і води на газорідинні форсунки може здійснюватися через використання енергії одного стислого повітря, наприклад, з балонів. При цьому робочий тиск газу може досягати значно більше стандартного значення тиску повітря у виробничих приміщеннях. Дисперсність крапель води на відстані 3 м від форсунок знаходиться в границі від 10 до 50 мкм, далі по довжині факелу крупність крапель зростає до 80 мкм і більш. У разі гасіння відкритої пожежі система форсунок кріпиться на спеціальному рухомому каркасі з можливістю регулювання висоти підйому і нахилу факелів розпилу по вертикалі і повороту по горизонталі. Принципова схема БФППГ показана на фіг. 1, кріплення форсунок - на фіг. 2. Пристрій містить збуджувальну систему, яка включає ємкість рідини 1, що з'єднана насосами для подачі води 2 в магістраль 3, до якої патрубками підключені форсунки 4. Магістраль стислого повітря 5 також підключена через патрубки до форсунок. Контроль тиску води і повітря в магістралях здійснюється манометрами 6, на патрубках форсунок - манометрами 7. Регулювання подачі води і повітря - вентилями 8. Основними елементами автоматичної системи запуску установки в роботу є термоелектричний пожежесповіщатель 9 і виконавчі механізми 10, які включають подачу води і повітря в форсуночну систему захи щаємого приміщення 11. Пристрій працює слідуючим чином. При підвищенні температури в приміщенні вище установленої границі для приладів пожежесповіщання 10 (наприклад, 72, 93 або 141°С) на виконавчі механізми запірної арматури поступають електричні імпульси, включається в роботу один з насосів 2, відкривається подача води і стислого повітря в розподільні трубопроводи 3 і 5 під режимними тисками, МПа: води - 0,2-0,4 і повітря - 0,3-0,5. Струмені води і стислого повітря практично одночасно поступають у відкриті форсунки 4, краплі факелів розпиленої рідини, частково випарюючись і охолоджуючи газове середовище приміщення, досягають захисних стін, заповнюють об'єм приміщення. При зниженні температури нижче рівня, при якому не відбувається самозапалювання горючих речовин (50-100°С), процес гасіння пожежі автоматично припиняється. В процесі гасіння пожежі відбувається контроль температури приміщення не менш, як у 2-х точках. Однофорсуночний пристрій пожежегасіння тонкорозпиленою водою був перевірено в дослідно-промислових умовах на комбінаті "Запоріжсталь". Пристрій оснащено однією газорідинною форсункою з розмірами, мм: довжина - 610, діаметр 140. Діаметр сопла - 3-5 мм. Продуктивність форсунки: по воді - 3,6 м 3/год, по повітрю - біля 100 нм 3/год. Кут розкриття факелу в горизонтальній площині від 30 до 180°, довжина факелу - 15-20 м. Габарити ємкості води, мм: висота - 2200, діаметр - 800, корисна ємкість - 0,50 м. Довжина шлангів, які подають повітря і воду - 20 м, внутрішні діаметри шлангів - 32 мм, патрубків - 25 мм. Магістральний тиск, МПа: повітря - 0,5, води 0,4. Тривалість витрачення заряду води в ємкості від 6 до 15 хвилин. 2 40271 Гасіння пожеж різних горючих речовин відбувається водою, яка тонкорозпилена стислим повітрям в сушильній камері з вогнетривкої цегли розміром 8х4х3 м 3 з залізними воротами-завісою гільйотинного типу. Спроба 1. Розжиг і гасіння пожежі рідких і твердих горючи х речовин проводили на трьох листах розміром 2,0х0,5х0,15 м 3, установлених на стальній платформі висотою 0,7 м, яку вкочують в камеру. Два листа були наповнені гасом (по 50 кг), третій - соляровим маслом (50 кг) з маслами, а також деревом, шинами і кабельними відходами. Підпалювання палива здійснили газовим пальником. Температуру вимірювали ХА термопарою з двох бокових сторін камери з записом на стрічковому гальванометрі і радіаційно-оптичним ОППІР09. Через 15 хвилин середня температура в камері досягла постійних значень біля 700°С, після чого почали гасіння пожежі розпиленою водою. Через 1 хвилину 40 с по записам на діаграмі температура знизилася до 50-150°С, подача розпиленої води в камеру була припинена через 4 хвилини 40 с. Однак, після підняття завіси на 0,7 м відбулося самозапалення обвугленої деревини і пожежа відновилася. Спроба пожежної обслуги погасити вогонь брандспойтом не вдалася. Тому остаточне гасіння пожежі зробили піногасником. Загальні витрати води склали 330 л, повітря 8,33 нм 3, в тому числі корисна витрата води на зниження температури від 700 до 100°С дорівнює біля 70 л або 0,7 л/м 3 камери. Газовиділення з камери при розжигу пожежі здійснювалося природною витяжкою, при гасінні додатково включали вентвідсмоктувач. При цьому вибухів, ударів і видувів газу з камери не було. Спроба 2. Гасіння пожежі рідкого палива Гасінню піддавали пожежу палив, що була розведена на двох листа х, які заповнені солярним маслом (30 кг) і сумішшю відроблених масел (30 кг). За діаграмою гальванометра розжиг пожежі до максимальних температур у стін камери рівних 330°С здійснювався протягом 6 хвилин. При цьому посередині камери був світний факел полум'я з температурою біля 800°С. Гасіння пожежі водним розпилом до 40-100°С перебігало протягом 1 хвилини 20 с. При цьому остаточна горюча рідина після відкриття завіси камери не запалювалася. Загальна витрата води була практично близька до витрати на гасіння пожежі і склала біля 80 л, повітря - 1,59 нм 3. Питома витрата на пожежегасіння була тро хи нижче - біля 0,6 л/м 3 камери. Газовиділення з камери здійснювалося тільки природною витяжкою. Спроба 3. Гасіння пожежі твердого палива, що облите горючою рідиною. Пожежа була розведена з автомобільних шин, шлангів, тексропів, що розташовані на трьох листах і облиті горючемастиль ними рідинами. Загальна маса використаних матеріалів склала біля 150 кг. Тривалість розжигу пожежі до горизонтального відрізка діаграми при температурі 300°С склала 7 хвилин. Гасіння пожежі розпиленою водою до 50-60°С продовжувалося також, як і у спробі 2, протягом 1 хвилин 20 с. При цьому в процесі горіння твердих матеріалів виділявся густий сажистий дим, який видалявся тільки природною витяжкою і крізь нещільності у верхній частині цегляної кладки стін і покрівля камери. Після підняття завіси обгоріли тексропи, аналогічно обвуглілим дровам в спробі 1, на повітрі самозапалювалися. Погасити їх вдалося факелом розпилу води на платформі поза камерою. Загальна витрата води на гасіння склала 345 л, повітря - 6,53 нм 3. Питома витрата на пожежегасіння була рівна, аналогічно спробі 2, біля 0,6 л/м 3 об'єму камери. Випробування показали, що розроблений однофорсуночний пристрій пожежегасіння надійно забезпечує глибоке зниження температури різних розгорівшихся речовин протягом 1-1,5 хвилин до температури нижче 100°С, при яких самозапалювання рідких горючих речовин (гасу, солярного масла і суміші масел) не відбувається. Пристрій надійний, економічний і безпечний в експлуатації. Багатофорсуночний пристрій пожежегасіння оснащено теплочутливими елементами, що автоматично запускають пристрій в роботу у випадку займання при підвищеній температурі всередині приміщення вище заданої (наприклад, 72, 97 або 141°С). Час подачі розпиленої води, в залежності від висоти розташованого об'єкта гасіння пожежі 1-5 хвилин. Витрата води газорідинної форсунки, в залежності від типорозміру складає 0,925,0 м 3/год, питома витрата стислого повітря - 1030 нм 3/м 3 води. Перевага пропонованого пристрою: 1) відпадає необхідність використання дорогих джерел перегріву і дальшого розпилу води, які заміняють більш дешевим і безпечним стислим повітрям, тобто температура крапель рівна температурі навколишнього середовища; 2) повністю використовується теплота випарювання і фізичного нагріву води і пару; 3) довжина факелу розпилу води складає 1520 м, ширина - до 12 м, товщина - від 0,2 до 2 м, кореневий кут розкриття факелів конструктивно регулюється в горизонтальній площині в границях 30-180°, спрощується конструкція і підвищується надійність роботи пристрою; 4) відсутня небезпека ураження обслуговуючого персоналу і інших людей електрикою, паром і гарячою водою; 5) знижуються капітальні і експлуатаційні витрати на пристрій. 3 40271 Фіг. 1 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4