Установка для подання пожежогасильної речовини у зону пожежі

Реферат: Винахід належить до галузі пожарної техніки та може застосовуватися для гасіння різних видів пожеж, ефективної локалізації осередків загоряння різних призначень та видів. Суть винаходу полягає у тому, що установка для подання пожежогасильної речовини у зону пожежі містить пожежні стволи, під'єднані до корпусу, у якому розміщений механізм для утворення вихрового потоку пожежогасильної речовини, виконаний у вигляді робочого колеса лопаткового компресора, яке розташоване у корпусі із вихідним соплом для вихрового потоку та закругленим дном, вал робочого колеса з'єднаний із приводом обертового руху, пожежні стволи під'єднані до корпусу з можливістю подання на лопаті робочого колеса компресора піноутворювача під тиском. Використання запропонованого рішення приводить до утворення тороїдального вихрового потоку пожежогасильної суміші, що, у свою чергу, забезпечує високу дальність подачі вогнегасильної речовини в епіцентр горіння та збільшення потужності потоку. Піна, що попадає в епіцентр горіння, перекриває доступ повітря і тим самим ліквідує та локалізує пожежу. Особливостями тороїдального руху є те, що у центрі утворюється розрідження робочого тіла, внаслідок чого вогонь, попавши у воронку вихрового тороїдального потоку, постійно буде рухатися до середини тороїдального потоку. Продукти горіння та температура повертатимуться UA 107948 C2 (12) UA 107948 C2 назад в осередок пожежі, тобто окрім піни, що надходить до осередку пожежі, туди буде надходити і вуглекислий газ та продукти горіння, що буде погіршувати реакцію горіння. UA 107948 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відомий ряд технічних рішень, які використовуються для створення повітряно-механічної піни та подання її на дальню відстань. На даний час цими технічними рішеннями є пінні лафетні стволи, що призначенні для подачі піни середньої кратності. Наприклад, відомий ствол комбінованої подачі піни низької та середньої кратності для гасіння пожеж (патент UA № 89274), що містить корпус, ручку для утримання ствола, пакет сіток для отримання піни середньої кратності, відцентровий розпилювач, приймальний патрубок зі з'єднувальною муфтовою головкою, насадку для отримання піни низької кратності, причому діаметр підтримуючого ствола є більшим діаметра ствола для отримання піни середньої кратності, містить чотири насадки для отримання піни низької кратності, які розміщені по контуру, що збільшує площу взаємодії струменів низької та середньої кратності, в корпусі на виході по периметру встановлені заспокоювачі та розгалуження. В даному пристрої для забезпечення дальності польоту повітряно-механічної піни, використовують ряд технічних нововведень: для підтягнення потоку повітряно-механічної піни використовують насадку сплюснутої форми. Струмина піни низької кратності утворюється завдяки роботі лафетного ствола. При цьому сильна струмина малої площини і низької кратності забезпечує збільшення дальності польоту піни середньої кратності. Але забезпечення потрібної дальності польоту піни низької кратності спричиняє великі витрати піноутворювача. Для забезпечення дальності польоту піни середньої кратності, необхідно під'єднувати ще один робочий рукав від автомобіля, тому для роботи пристрою потрібно два пожежних автомобілі. Відома установка для гасіння пожежі АГВТ, де основною рушійною силою потоку газокрапельної суміші є відпрацьовані гази авіаційної турбіни. Установка АГВТ ефективна тим, що завдяки подачі газоструминного потоку за допомогою роботи авіаційної турбіни, забезпечується підхід до осередку пожеж нафтових, газових фонтанів, та ряду інших пожеж, де необхідно використовувати газоструминний вид гасіння. До недоліків цієї установки відноситься те, що для подання газокрапельної суміші потрібна автомобільна платформа, яка використовується для маневрування та доставки технічного обладнання до місця виникнення пожежі, в надзвичайних ситуаціях. Дана турбіна працює тільки внаслідок згоряння авіаційного палива, причому для забезпечення її роботи потрібна дуже велика кількість авіаційного палива. Для створення газоводяної струмини і забезпечення роботи такої установки потрібний додатковий насосний автомобіль або насосна станція, великі витрати води, великий штат обслуговуючого персоналу (не менше шести чоловік). Це все робить установку АГВТ високозатратною та складною у використанні. Крім того, за допомогою такої установки забезпечується утворення газоводяної суміші, але неможливе утворення повітряномеханічної піни, використання якої є більш ефективним у багатьох випадках. Найбільш близькою до запропонованого рішення є установка для подання пожежогасильної речовини у зону пожежі (патент RU № 2233681), який містить пожежні стволи, під'єднанні до корпусу, у якому розміщений механізм для утворення вихрового потоку робочого тіла. Механізм утворення вихрового потоку виконаний у вигляді турбіни для обертання та переміщення контейнерів із пожежогасильною речовиною за допомогою вихрового потоку газу або рідини. До недоліків такої установки належить складність у користуванні та низька економічність. Виготовлення та обслуговування контейнерів із пожежогасильною речовиною потребує великих енерговитрат та наявності складного обладнання. При гасінні нафтових пожеж, газових фонтанів потрібна велика кількість таких контейнерів, підвіз яких у великих кількостях пов'язаний із великими витратами пального. Для точного попадання контейнерів у осередок пожежі необхідне спеціальне програмне забезпечення. Наприклад, якщо частота пострілів контейнерів буде низькою, то час локалізації та ліквідації нафтових, газових та складних пожеж з вмістом легкозаймистих речовин суттєво збільшиться, у цьому випадку використання такої установки стане неефективним. В основу запропонованого рішення поставлено задачу підвищити потужність та збільшити дальність подачі потоку пожежогасильної речовини при мінімальних енерговитратах за рахунок надання пожежогасильній речовині вихрового тороїдального руху. Поставлена задача вирішується тим, що в установці для подання пожежогасильної речовини у зону пожежі, яка містить пожежні стволи, під'єднанні до корпусу, у якому розміщений механізм для утворення вихрового потоку пожежогасильної речовини, згідно з запропонованим рішенням, механізм утворення вихрового потоку виконаний у вигляді робочого вузла, який складається із вала з розташованими на ньому лопатями, вал розміщений у корпусі, який має закруглене дно та на виході утворює сопло, співвісне його осі, вал з'єднаний із приводом обертового руху, а пожежні стволи під'єднані до корпусу з можливістю подання на лопаті піноутворювача під тиском. 1 UA 107948 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Привід обертового руху може бути виконаний у вигляді водяної турбіни, вал якої з'єднаний із валом робочого вузла компресора. Пожежні стволи можуть бути виконані у вигляді генераторів повітряно-механічної піни або у вигляді лафетних стволів. При цьому пожежні стволи можуть бути під'єднанні до корпусу на відстані, не меншій 2/3 висоти вала робочого вузла компресора. Крім того, установка оснащена вузлом регулювання тиску вихрового потоку повітря, під'єднаним до внутрішньої порожнини корпусу зі сторони дна. Використання запропонованого рішення приводить до утворення тороїдального вихрового потоку пожежогасильної суміші, що у свою чергу забезпечує високу дальність подачі вогнегасної речовини в епіцентр горіння та збільшення потужності потоку. Піна, що попадає в епіцентр горіння перекриває доступ повітря і тим самим ліквідує та локалізує пожежу. Особливостями тороїдального руху є те, що у центрі утворюється розрідження робочого тіла, внаслідок чого вогонь, попавши у воронку вихрового тороїдального потоку, постійно буде рухатися до середини тороїдального потоку. Продукти горіння та температура повертатимуться назад в осередок пожежі, тобто окрім піни, що надходить до осередку пожежі, туди буде надходити і вуглекислий газ та продукти горіння, що буде погіршувати реакцію горіння. На фіг. 1 схематично показано запропоновану конструкцію установки для подання пожежогасильної речовини у зону пожежі. На фіг. 2 показано рух робочої речовини утвореного вихрового тороїдального потоку між лопатями робочого вузла компресора. На фіг. 3 показано під'єднання пожежних стволів до корпусу компресора. Запропонована установка для подання пожежогасильної речовини у зону пожежі містить механізм утворення вихрового потоку робочої речовини, який складається із робочого вузла 1 лопаткового компресора з валом 2 та лопатями 3. Робочий вузол 1 розташований у корпусі 4, який на виході утворює конічне сопло 5 та має скруглене дно 6. Вал 2 робочого вузла 1 з'єднаний з приводом обертового руху. На фіг. 1 показано, що як привод обертового руху використовується водяна турбіна 7, вал 8 якої з'єднаний із валом 2 робочого вузла 1. До корпусу 4 рівномірно під'єднанні пожежні стволи 9. Як видно із фіг. 3, пожежні стволи 9 розташовані в одній горизонтальній площині по периметру поперечного перерізу корпусу 4 на однакових відстанях один від одного. При цьому пожежні стволи 9 можуть бути під'єднані до корпусу компресора на відстані, не меншій 2/3 висоти вала 2, що забезпечує найкращі умови для утворення тороїдального вихрового потоку. Можна використовувати будь-які відомі у сучасній промисловості пожежні стволи, наприклад генератори повітряно-механічної піни або лафетні стволи. Установка оснащена вузлом регулювання тиску вихрового потоку повітря, виконаним у вигляді каналу 10 для стравлювання повітря, під'єднаним до внутрішньої порожнини корпусу зі сторони дна 6. 11 - насосний вузол для подачі розчину піноутворювача; 12, 13 - канали подачі піноутворювача: 14 - колектор; 15 - вузол подачі води на водяну турбіну 7; 16 - вхідний патрубок кожуха водяної турбіни 7; 17 - вихідний патрубок кожуха водяної турбіни 7. Запропонована установка працює наступним чином. При роботі вузлу подачі води 15 через вхідний патрубок 16 вода подається на водяну, турбіну 7, приводячи у рух її лопаті, та виводиться із кожуха турбіни 7 через вихідний патрубок 17. Одночасно через зв'язані між собою вали 2 і 8 приводяться у обертовий рух лопаті 3 робочого вузла 1 компресора. Для приведення у рух лопатей 3 може використовуватися і інший привід: наприклад, двигун внутрішнього згоряння, високообертовий електродвигун та інше. При обертанні лопатей 3 робочого вузла 1 через конічне сопло 5 засмоктується повітря, потоки якого попадають на лопаті 3, переміщаються між лопатями, заломлюються, утворюючи тороїдальний вихор. Заломлення потоків повітря відбувається при зіштовхуванні останніх із заокругленим дном 6, після чого потоки повітря міняють напрямок і рухаються вздовж стінок корпусу 4 у напрямку сопла 5. Шляхом стравлювання повітря через канал 10 можна регулювати тиск повітря у тороїдальному вихровому потоці, створюючи необхідний перепад зовнішнього і внутрішнього тисків. Від насосного вузла 11 через канал 13 та колектор 14 піноутворювач попадає у канали 12, розташовані у міжстінному просторі корпусу 4. У каналах 12 починається утворення піни, основне піноутворення відбувається у пожежних стволах 9. Повітряно-механічна піна із стволів 9 попадає у корпус 4, підхоплюється тороїдальним вихровим потоком повітря та змішується з ним. Таким чином утворюється тороїдальний вихровий потік пожежогасильної речовини, де речовина із пожежних стволів у вигляді піни, змішана із повітрям, набуває високої швидкості та потужності і через сопло 5 надходить до осередку пожежі. Дальність подачі та потужність такого пожежогасильного потоку набагато вище, ніж у відомих аналогів такого ж призначення. 2 UA 107948 C2 Всі складові та комплектуючі запропонованого пристрою виготовляються у сучасній промисловості. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 1. Установка для подання пожежогасильної речовини у зону пожежі, яка містить пожежні стволи, під'єднані до корпусу, у якому розміщений механізм для утворення вихрового потоку пожежогасильної речовини, яка відрізняється тим, що механізм утворення вихрового потоку виконаний у вигляді робочого вузла, який складається із вала з розташованими на ньому лопатями, вал розміщений у корпусі, який має закруглене дно та на виході утворює сопло, співвісне його осі, вал з'єднаний із приводом обертового руху, а пожежні стволи під'єднані до корпусу з можливістю подання на лопаті піноутворювача під тиском. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що привід обертового руху виконаний у вигляді водяної турбіни, вал якої з'єднаний із валом робочого вузла компресора. 3. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що пожежні стволи виконані у вигляді генераторів повітряно-механічної піни. 4. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що пожежні стволи виконані у вигляді лафетних стволів. 5. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що пожежні стволи під'єднані до корпусу на відстані, не меншій 2/3 висоти вала робочого вузла компресора. 6. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що оснащена вузлом регулювання тиску вихрового потоку повітря, під'єднаним до внутрішньої порожнини корпусу зі сторони дна. 3 UA 107948 C2 4 UA 107948 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 5