Установка порошкового пожаротушения

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к средствам тушения пожаров порошком. Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в упрощении конструкции, повышении надежности работы установки, в повышении эффективности работы установки. В предлагаемом техническом решении аэратор, имеющий вид кольцевого коллектора, по периметру снабжен сквозными соосными отверстиями, при этом на наружной поверхности аэратора симметрично относительно каждого из отверстий расположены выполняющие роль обратных клапанов упругие кольца, торцами плотно прилегающие друг к другу. Ввод газа в порошок производится через кольцевые зазоры между кольцами в виде радиально расходящихся плоских струй, обеспечивающих повышенную эффективность процесса аэрации. 2 ил.

 

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к порошковым средствам пожаротушения, предназначенным преимущественно для применения в составе пожарного транспортного средства.

Известны установки для тушения пожаров порошком, например, по авторскому свидетельству СССР №1037918, А 62 С 35/50 с приоритетом от 02.04.82, содержащие емкость для огнетушащего порошка, сифон, через который осуществляется подача порошка в очаг пожара, аэратор (вспушиватель), установленный в нижней части емкости, и источник сжатого газа, соединенный с емкостью газоподводящей магистралью через аэратор. Для обеспечения подачи порошка в очаг пожара производится его аэрирование. Для этого в содержащую порошок емкость через аэратор вводится сжатый газ. Образованная в результате аэрации газопорошковая смесь, имеющая давление в несколько атмосфер, подается через сифон в очаг пожара. Эффективность тушения пожара из таких установок зависит от полноты выброса порошка из емкости, а также от однородности образуемой при аэрации газопорошковой смеси. Полнота выброса порошка и однородность газопорошковой смеси обеспечиваются конструкцией аэратора, снабжаемого оборудованными обратными клапанами отверстиями, обеспечивающими ввод газа в порошок и его аэрирование. Газ из аэратора подается в массу порошка в виде струй, начальная форма которых определяется формой отверстия, а направление движения - от направления оси отверстия относительно поверхности аэратора. Форма аэратора, размещение его в емкости, форма, скорость и направление движения газовых струй, а также размер поверхности контакта газа и порошка на выходе газа из отверстий аэратора во многом определяют эффективность установок порошкового пожаротушения. В связи с этим существует большое количество технических решений, реализующих различные усовершенствования, касающиеся процесса аэрирования порошка и выброса его из емкости.

Так, например, известен порошковый огнетушитель по авторскому свидетельству СССР №1558409, А 62 С 13/00 с приоритетом от 28.01.88, в котором аэратор разделен перегородкой на две полости, при этом одна полость соединена с газоподводящей магистралью и снабжена тангенциальными каналами, направленными в верхнюю часть резервуара, а другая полость снабжена тангенциальными каналами, направленными в нижнюю часть резервуара, причем на перегородке аэратора установлен обратный клапан.

Известна установка для тушения пожара порошком по авторскому свидетельству СССР №1037918, А 62 С 35/50 с приоритетом от 02.04.82, согласно которому объект защиты состоит из резервуара для огнетушащего порошка, сифона, источника сжатого газа, соединенного с емкостью, и аэратора, выполненного в виде кольцевого коллектора, установленного в верхней части днища и снабженного тангенциальными выходными каналами, направленными вниз под углом к горизонтальной плоскости, большим, чем угол естественного откоса порошка.

Известна установка для тушения пожара порошком по дополнительному авторскому свидетельству СССР №1366162, А 62 С 35/50, с приоритетом 05.05.86, являющаяся усовершенствованием установки по авторскому свидетельству №1037918. Согласно описанию кольцевой коллектор этой установки снабжен направленными в верхнюю часть резервуара для огнетушащего порошка и в плоскости коллектора дополнительными тангенциальными каналами и установленными на выходах из каналов обратными клапанами. Давление срабатывания клапанов каналов, направленных вниз, превышает давление срабатывания клапанов дополнительных тангенциальных каналов. Это обеспечивает автоматическое перераспределение подачи сжатого газа в процессе работы установки.

Последнее техническое решение как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому результату принято в качестве прототипа.

Конструкция аэратора прототипа, несмотря на усовершенствования, внесенные введением направленных в верхнюю часть резервуара для огнетушащего порошка и в плоскости коллектора дополнительных тангенциальных каналов, снабженных обратными клапанами, имеет недостатки, обусловленные использованием обратных клапанов, имеющих, как следует из описания и поясняющих его чертежей, круглые выходные отверстия. Такие отверстия реализуют подачу газа в порошок в виде струй цилиндрической формы. Для обеспечения безопасности газораспределяющих устройств необходимо, чтобы суммарная площадь сечения отверстий для выхода газа была больше суммарной площади сечения газоподводящих отверстий. Это правило позволяет оценить соотношение суммарной площади выходных отверстий в аэраторе (S_A) и площади сечения газоподводящей магистрали (S_M) как

Суммарная площадь выходных отверстий из аэратора равна где D_К - диаметр выходного отверстия в обратном клапане, N - число отверстий.

Из соотношения (1) следует, что

Начальная площадь контакта газа с порошком (S_К0), определяемая суммарной длиной боковой поверхности всех вводимых в порошок струй, составляет S_К0=π·D·N, откуда, учитывая (2), получаем, что

Следовательно, в случае применения обратных клапанов с круглыми выходными отверстиями, при увеличении количества отверстий N и постоянной площади газоподводящих отверстий S_M величина S_К0 растет пропорционально корню квадратному из количества отверстий N.

Применение большого количества отверстий, каждое из которых снабжено обратным клапаном с выходным отверстием круглого сечения, усложняет конструкцию аэратора и установки в целом и увеличивает вероятность выхода системы аэрирования из строя. Это снижает надежность безаварийной работы установки. Применение небольшого количества отверстий ухудшает качество аэрирования порошка, снижает стабильность характеристик подаваемого в очаг пожара потока газопорошковой смеси и, следовательно, снижает эффективность работы установки.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача создания установки, в которой процесс аэрации огнетушащего порошка сжатым газом обеспечивает создание потока газопорошковой смеси с повышенной стабильностью характеристик.

Поставленная задача решается тем, что в установке порошкового пожаротушения, содержащей опору, источник сжатого газа, резервуар для огнетушащего порошкового состава, внутри которого со стороны дна размещены аэратор в виде кольцевого коллектора и сифоны лафетного и ручных стволов, при этом аэратор соединен газоподводящей магистралью с источником сжатого газа, по периметру аэратора выполнены сквозные соосные отверстия для выхода газа, а на наружной поверхности аэратора симметрично относительно каждого из отверстий расположены упругие кольца, прилегающие друг к другу соседними торцами.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается:

- в упрощении конструкции и повышении надежности работы установки;

- в повышении эффективности работы установки.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом техническом решении:

- аэратор в виде кольцевого коллектора по периметру снабжен сквозными соосными отверстиями;

- на наружной поверхности аэратора симметрично относительно каждого из отверстий расположены выполняющие функции обратных клапанов и задающие форму газовых струй упругие, например резиновые, кольца, прилегающие друг к другу соседними торцами.

Газовая струя, образуемая предлагаемой конструкцией аэратора, имеет плоскую форму. Газ движется относительно оси коллектора в радиальном направлении, образуя кольцевой расходящийся поток, площадь поверхности контакта с порошком в котором увеличивается по мере движения струи, что увеличивает эффективность аэрации порошка. Начальная площадь контакта газа с порошком в такой струе (S_J0) определяется внешним диаметром коллектора, площадь проходного сечения которого по условию (1) должна быть не менее площади проходного сечения газоподводящей магистрали. Пренебрегая толщиной стенок коллектора и предполагая равенство проходных сечений газоподводящей магистрали и коллектора, можно записать, что

Тогда в случае наличия в коллекторе N сквозных отверстий, будет сформирована радиально расходящаяся плоская струя, суммарная начальная площадь контакта с порошком у которых составит

Следовательно, в случае применения предлагаемого технического решения, при увеличении количества отверстий N и постоянной площади газоподводящих отверстий S_M величина S_КJ0 растет пропорционально количеству отверстий N, а не корню квадратному из N, как в случае, реализуемом прототипом.

Из сравнения величин начальной площади контакта газа с порошком, обеспечиваемой в прототипе (формула 3), и в предлагаемом решении (формула 4) видно, что предлагаемое решение обеспечивает большую величину начальной площади контакта. Радиально расходящиеся плоские струи газа, формируемые при работе аэратора, изготовленного согласно предлагаемому техническому решению, обеспечивают большую площадь контакта газа с порошком и в процессе расширения струи.

Аналогов, имеющих признаки, сходные с заявляемым изобретением, не обнаружено, следовательно, можно считать, что заявляемая конструкция установки порошкового пожаротушения является новой и обладает достаточным изобретательским уровнем.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид установки; на фиг.2 - аэратор.

Установка порошкового пожаротушения состоит из установленного на опоре 1 резервуара 2 с пожаротушащим порошком, источника сжатого газа 3, соединенного с аэратором 4, который выполнен в виде кольцевого коллектора, по периметру которого размещены сквозные соосные отверстия для выхода газа 5, а на наружной поверхности симметрично относительно каждого из отверстий расположены упругие кольца 6, прилегающие друг к другу соседними торцами. Для подачи газопорошковой смеси в очаг пожара емкость снабжена сифонами, выходящими на лафетный ствол 7 и ручной ствол 8. Для обеспечения безопасности резервуар снабжен предохранительным клапаном 9.

Установка работает следующим образом.

После открытия источника сжатого газа 3 газ поступает в аэратор 4 и через отверстия 5 и зазоры между упругими кольцами 6 в резервуар 2. Газовые струи, образуемые предлагаемой конструкцией аэратора, имеют плоскую форму. Струи движутся относительно оси коллектора в радиальном направлении, образуя кольцевые расходящиеся потоки, площадь поверхности контакта с порошком у которых увеличивается по мере движения струи, что увеличивает эффективность аэрации порошка. Это обеспечивает быструю аэрацию порошка во всем объеме резервуара 2 и подачу газопорошковой смеси из резервуара через лафетный ствол 7 или ручной ствол 8 в очаг пожара.

Использование предлагаемого изобретения, как показали натурные испытания установки, выполненной согласно предлагаемому техническому решению, позволило обеспечить практически 100% выброс 600 кг огнетушащего порошка из резервуара. Средний расход порошка через лафетный ствол составил около 30 кг/с при дальности подачи до 30 м, что позволило обеспечить тушение пожара класса В (нефтяной разлив) на площади до 150 квадратных метров.

Установка порошкового пожаротушения, содержащая опору, источник сжатого газа, резервуар для огнетушащего порошкового состава, внутри которого со стороны дна размещен аэратор в виде кольцевого коллектора и сифоны лафетного и ручных стволов, отличающаяся тем, что по периметру аэратора выполнены сквозные соосные отверстия, а на наружной поверхности аэратора симметрично относительно каждого из отверстий расположены упругие кольца, прилегающие друг к другу соседними торцами.