Способ тушения пожара в резервуарах и устройство для его осуществления

 

Использование: в противопожарной технике. Сущность изобретения: способ заключается в сжигании твердотопливной композиции и подаче газообразной смеси к горячей поверхности в охлажденном состоянии. Охлаждение ведут в два этапа. На первом этапе смесь подвергают предварительному охлаждению до температуры ниже температуры термического разложения жидкости, находящейся в резервуаре снизу вверх. Устройство содержит генератор с камерой сгорания твердотопливной композиции и средствами предварительного охлаждения газоаэрозольной смеси, выполненными в виде, например, емкостей с тепловыми замками, размещенными на пути движения потока смеси. Генератор соединен с резервуаром трубопроводом, ввод которого в резервуар расположен в нижней части резервуара и снабжен насадкой. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к противопожарной технике и предназначено для тушения пожаров при помощи газоаэрозольной смеси в открытых и закрытых резервуарах с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями.

Известен способ тушения пожара путем образования газоаэрозольной смеси (ГАС) при сжигании твердотопливной композиции (ТТК) и подачи смеси к очагу горения.

Известный способ весьма эффективен, но обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что аэрозоль, образуемый при сжигании ТТК и имеющий температуру около 1500 К, стремится вверх и начинает покрывать горящую поверхность лишь по мере охлаждения и опускания вниз. При этом создание огнетушащей среды и эффект тушения достигается лишь в том случае, когда имеется возможность удерживать ГАС около горящей поверхности, т.е. только при наличии в резервуаре крыши без больших отверстий.

Известны способ и устройство для тушения пожара при помощи охлажденного аэрозоля, являющиеся наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату (прототипами) к данному изобретению.

Известный способ (прототип) заключается в образовании ГАС при сжигании ТТК и подачи смеси к горящей поверхности в охлажденном состоянии. Охлаждение ГАС осуществляется смешением потока аэрозоля с веществом-охладителем при помощи эжекторного устройства.

Известное устройство (прототип), с помощью которого осуществляется этот способ, содержит размещенный вне резервуара генератор с камерой сгорания ТТК, соединенный с резервуаром при помощи трубопровода, и эжектор, посредством которого подается охладитель в ГАС.

Основным недостатком прототипов является то, что с их помощью можно тушить пожары только в закрытых резервуарах, т.е. в резервуарах, снабженных крышей без больших отверстий. В случае открытых резервуаров, резервуаров с плавающей крышей или при сбросе крыши резервуара в момент возникновения пожара, тушение может быть затруднено, т.к. ГАС, подаваемая в верхнюю часть резервуара в пространство, свободное от жидкости (между крышей и поверхностью жидкости), обеспечивает эффект тушения только по мере заполнения свободного пространства резервуара по схеме сверху вниз, т.е. от крыши к поверхности горения.

В случае, если свободное пространство резервуара значительно по объему, начало тушения пожара задерживается на время, необходимое для заполнения всего объема, а расход ТТК будет завышен на величину, необходимую для образования ГАС, требуемой для заполнения свободного пространства.

Кроме того, охлаждение потока ГАС при помощи эжектора не обеспечивает достаточной степени охлаждения аэрозоля и не исключает появление в начальный и конечный моменты сжигания ТТС форса пламени. Последнее делает невозможным применение прототипов для защиты резервуаров, заполненных жидкостями, способными образовывать в свободном пространстве резервуара взрывоопасные смеси.

Изобретение направлено на обеспечение тушения пожаров при помощи ГАС как в закрытых, так и в открытых резервуарах с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в способе тушения пожара в резервуарах с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями путем образования ГАС при сжигании ТТК и подачи ГАС к горящей поверхности в охлажденном состоянии, согласно изобретению и в отличие от прототипа, охлаждение ГАС ведут в два этапа. На первом этапе ГАС подвергают предварительному охлаждению до температуры термического разложения жидкости. Второй этап охлаждения совмещают с подачей ГАС к горящей поверхности, пропуская ГАС через слой жидкости, находящейся в резервуаре, снизу вверх.

Устройство для тушения пожара в резервуарах с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями, предназначенное для осуществления предложенного способа и содержащее размещенный вне резервуара генератор с камерой сгорания ТТК, соединенный с резервуаром при помощи трубопровода, согласно изобретению и в отличие от прототипа, снабжено средствами предварительного охлаждения ГАС, размещенными на пути движения потока смеси, а ввод трубопровода в резервуар расположен в нижней части резервуара и снабжен входящей во внутрь резервуара насадкой из рукава, выполненного из эластичного материала с возможностью сплющивания под воздействием давления жидкости, находящейся в резервуаре.

Насадка из рукава, сплющенная в нерабочем режиме (в режиме ожидания), образует затвор, отсекающий жидкость от камеры сгорания и раскрывающийся в рабочем режиме под воздействием давления потока ГАС. Снабжение устройства средствами предварительного охлаждения ГАС в сочетании с упомянутой насадкой позволяет осуществлять заявленный способ, обеспечивая подачу ГАС в нижние слои жидкости.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено: на фиг.1 общий вид устройства; на фиг.2 генератор.

Устройство для тушения пожара в резервуаре 1 состоит из генератора 2, представляющего собой камеру сгорания 3 с зарядами 4 ТТК. Камера 3 снабжена узлом 5 зажигания зарядов ТТК и емкостями 6 с порошкообразным или жидкостным охладителем. Генератор 2 соединен с резервуаром 1 трубопроводом 7. Емкости 6 могут быть установлены вне корпуса генератора на трубопроводе 7, что может быть целесообразно при размещении генератора на некотором удалении от резервуара. В любом случае емкости 6 размещаются на пути движения потока ГАС с таким расчетом, чтобы обеспечить подачу охладителя в струю ГАС самотеком под действием силы тяжести через выпускные отверстия 8. В нерабочем режиме (в режиме ожидания) отверстия 8 перекрыты тепловыми замками 9, например, из полиэтиленовой пленки. Отверстия 8 представляют собой профилированные сопла, обеспечивающие нужный расход охладителя. В качестве емкостей могут быть использованы полиэтиленовые мешки, в этом случае последние выполняют роль тепловых замков.

Резервуар 1 может быть закрытого типа (с крышей) или открытого типа, например, с плавающей крышей (как показано на фиг.1).

Генератор 2 крепится к нижней части резервуара 2 с помощью фланцевого соединения 10. На конец трубопровода 7, входящего во внутрь резервуара, надета насадка 11 в виде рукава, выполненного из эластичного материала. Упругость рукава такова, что в режиме ожидания рукав под воздействием давления жидкости в резервуаре находится в сплющенном состоянии и образует затвор, препятствующий проникновению жидкости в генератор. При включении генератора в работу и образования потока ГАС под действием давления рукав расплавляется, отрывая проход ГАС в резервуар.

Способ реализуется следующим образом: при возникновении пожара включается вручную или автоматически узел 5 зажигания ТТК в генераторе 2. ГАС, образуемая при сгорании ТТК, направляется по трубопроводу 7 в резервуар 1.

По пути к резервуаре ГАС подвергают предварительному охлаждению путем подачи охладителя из емкостей 6.

Благодаря предварительному охлаждению обеспечивают снижение температуры аэрозоля до температуры ниже температуры термического разложения органической жидкости, находящейся в резервуаре 1 (например, до 200-300^oC). Далее ГАС пропускают через слои жидкости в резервуаре в направлении снизу вверх, для чего ГАС вводят в нижние слои жидкости через насадку 11. ГАС, обладающая значительно меньшей плотностью, чем хранящаяся в резервуаре жидкость, всплывает (барботирует) через слой жидкости к ее поверхности. При этом ГАС охлаждается до такой степени, что, достигнув верхнего уровня жидкости, большая ее часть остается вблизи поверхности, создавая над поверхностью жидкости газовую среду, не поддерживающую горения.

Проведение охлаждения ГАС в два этапа, осуществляемые последовательно, но отдельно (независимо) друг от друга, исключает влияние ТТК на динамику потока ГАС (скорость, давление), что обеспечивает управляемость процессов горения.

Охлаждение ГАС на первом этапе исключает термическое разложение хранящейся в резервуаре жидкости и не ухудшает ее свойства в процессе тушения пожара.

Пропускание ГАС через слой жидкости снизу вверх обеспечивает окончательное охлаждение ГАС до температуры, при которой она, достигнув поверхности жидкости, остается на ней, покрывая поверхность охлажденным огнегасящим облаком. Это делает возможным использование способа для тушения пожара не только в резервуарах с крышей, но и в резервуарах, крыша которых имеет большие отверстия, или она может быть сброшена во время пожара, в результате чего жидкость вызывает перемешивание нижних слоев жидкости с верхними горячими слоями, что повышает эффективность пожаротушения.

Устройство, позволяющее осуществить данный способ тушения пожара, работает следующим образом: при возникновении пожара благодаря узлу зажигания зарядов 5 воспламеняются заряды 4 ТТК, которые горят с образованием большого количества ГАС. ГАС устремляется по трубопроводу 7 в резервуар 1. При этом за счет высокой температуры ГАС мгновенно вскрываются тепловые замки 9 и из емкостей 6 в поток ГАС под действием сил тяжести поступает дозированное количество жидкостного (вода, водный раствор минеральных солей) или порошкообразного охладителя. ГАС, попадая в насадку 11, раскрывает гибкий рукав, который становится продолжением трубопровода 2. Через рукав предварительно охлажденная ГАС поступает в нижнюю часть резервуара 1. Барботируя через жидкость, ГАС окончательно охлаждается и поступает в зону пламени, обеспечивая при определенном расходе подавление пламенного горения. При этом обеспечиваются оптимальные условия пожаротушения, т.к. ГАС без потерь поступает непосредственно в зону горения. Причем, в отличие от других методов, эффект тушения достигается при расходе ГАС значительно меньшем и не зависящем от размера свободного пространства в резервуаре.

Пример.

Предлагаемые способ и устройство были испытаны на модели открытого резервуара объемом 1,5 м³ и сечением 1 м². В качестве горючего испытывались бензин и ацетон, залитые до половины резервуара. В обоих случаях тушение достигалось зарядом ТТК-2 массой 0,2 кг, т.е. с удельным расходом относительно горящей поверхности 0,2 кг/м².

Основными преимуществами предложенных способа и устройства являются: возможность тушения пожара как в закрытых, так и в открытых (без крыши) резервуарах; минимальный, независимый от объема свободного пространства резервуара потребный для тушения расход ГАС; отсутствие порчи хранящегося в резервуаре продукта; простота и удобство в эксплуатации.

Формула изобретения

1. Способ тушения пожара в резервуарах с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями путем образования газоаэрозольной смеси при сжигании твердотопливной композиции и подачи смеси к горящей поверхности в охлажденном состоянии, отличающийся тем, что охлаждение газоаэрозольной смеси ведут в два этапа, на первом этапе смесь подвергают предварительному охлаждению до температуры термического разложения жидкости, а второй этап охлаждения совмещают с подачей смеси к горящей поверхности, пропуская смесь через слой жидкости, находящейся в резервуаре снизу вверх.

2. Устройство для тушения пожара в резервуарах с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями, содержащее размещенные вне резервуара генератор с камерой сгорания твердотопливной композиции, соединенный с резервуаром при помощи трубопровода, отличающееся тем, что устройство снабжено средствами предварительного охлаждения газоаэрозольной смеси, размещенными на пути движения потока смеси, а ввод трубопровода в резервуар расположен в нижней части резервуара и снабжен входящей во внутрь резервуара насадкой из рукава, выполненного из эластичного материала с возможностью сплющивания под действием давления жидкости, находящейся в резервуаре.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2