Противопожарная система
Изобретение относится к противопожарной системе, в которой газ направляется в отсек под давлением отрегулированного уровня. Противопожарная система содержит резервуар для подачи огнегасящего газа в защищаемый отсек, регулятор для управления противопожарной системой, магистраль с клапаном. Резервуар сообщается с магистралью подачи, которая ведет в указанный отсек. Регулятор выполнен с возможностью управления клапаном для изменения давления в магистрали подачи, отходящей от резервуара. Регулятор выполнен с возможностью вначале, в течение некоторого периода времени, подавать в указанную магистраль высокое давление, затем, по истечении указанного периода, переключаться на пониженное давление, на время действия режима поддержания пожаробезопасной среды. Регулятор выполнен с возможностью получать обратную связь, по меньшей мере, по одному из параметров: давлению и температуре, которые связаны с отсеком, и избирательно регулировать давление по данным указанной обратной связи. Настоящее изобретение имеет ряд преимуществ, клапан может точно регулировать количество газа, доставляемого в защищаемую зону. 10 з.п. ф-лы, 2 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к противопожарной системе, в которой газ направляется в отсек под давлением отрегулированного уровня.
Уровень техники
Известны противопожарные системы, которые часто используются на воздушных судах, в зданиях или других сооружениях, в которых имеются ограниченные пространственные зоны. Например, воздушные суда обычно оснащаются противопожарной системой, которая может направлять газ халон в отсек, где обнаружен пожар. Задача состоит в том, чтобы создать в отсеке эффективную концентрацию огнегасящего состава, прежде чем возникнут существенные повреждения. Такая система может входить в состав грузовых отсеков воздушного судна, отсеков электронного оборудования и иных отсеков.
Как правило, такие системы содержат первое устройство разрядки с высокой скоростью подачи газа, которое используется вначале, чтобы создать в отсеке достаточно высокую концентрацию огнегасящего состава. Затем, по истечению определенного периода времени, система переключается на устройство разрядки с пониженной подачей, чтобы поддерживать в отсеке концентрацию огнегасящего состава, необходимую для обеспечения пожаробезопасной среды.
Согласно монреальскому протоколу, халон запрещен к использованию, за исключением важных областей применения. Индустрия самолетостроения - это одна из последних оставшихся отраслей, на которую еще распространяется указанное исключение. Производство халона 1301 запрещено в развитых странах с 1994 года. В последнее время появляются предложения заменить халон как огнегасящий состав. Поиск приемлемой альтернативы как по характеристикам, так и по отношению занимаемого объема к весу становится предметом озабоченности, по мере того как время идет, а поставки халона снижаются.
Например, есть предложения использовать инертный газ.
Производителям воздушных судов необходимо снижение веса, а варианты, предлагаемые на замену халона (HFC и т.п.), отрицательно сказываются на весе. Системы, которые рассматриваются в качестве кандидатов на замену халона, демонстрируя равно хорошие показатели пожаротушения, обладают столь большим весом по сравнению с системами на халоне, что потребный дополнительный расход топлива перевешивает все экологические преимущества таких систем.
Раскрытие изобретения
Противопожарная система включает в себя резервуар для подачи огнегасящего средства в защищаемый отсек. Резервуар сообщается с магистралью подачи, которая ведет в отсек. Регулятор осуществляет управление противопожарной системой, а клапан в магистрали подачи обеспечивает в ней изменяемое давление огнегасящего средства, поступающего из резервуара.
Кроме того, раскрыта система, в которой один источник газа через коллектор сообщается с несколькими отсеками.
Также раскрыта система, в которой основной газовый баллон переключается на вспомогательные газовые баллоны, как только давление в основном баллоне падает ниже установленного значения.
Эти и другие отличительные признаки настоящего изобретения должны быть понятны из последующего описания и прилагаемых чертежей.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 изображает первый вариант осуществления изобретения.
Фиг.2 изображает второй вариант осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
На фиг.1 изображена система 20, предназначенная для установки на транспортном средстве, таком как воздушное судно. Основной газовый баллон 22 содержит инертный газ или смесь газов. Вспомогательные газовые баллоны 24 также содержат инертный газ или смесь газов. Клапан 26 получает управляющее давление от пневматического регулятора 34. Баллон 22 сообщается с коллектором 23 и магистралью 25 подачи, которая по ходу течения газа находится после коллектора 23. Магистраль 25 подачи содержит клапан 30 регулировки давления, который также управляется пневматическим регулятором 34. Источник 32 газа высокого давления подает управляющий газ, которым может быть воздух, через клапан 36 к регулятору 34. Регулятор 34 содержит магистрали 40 подачи газа, связанные с клапанами 48 каждой из зон А, В и С, а также отвод 42 для подачи управляющего газа к клапану 30 регулировки давления с целью управления давлением газа, передаваемого через клапан 30 и далее в каждый из отсеков А, В и С, как показано на фиг.1.
Хотя в описании раскрыт пневматический регулятор 34, который осуществляет управление каждым из клапанов пневматически, могут быть использованы и другие средства управления клапанами, например, гидравлические, механические или электрические.
Клапан 26 представляет собой клапан с рычажным приводом, при этом, когда давление в основном баллоне 22 падает ниже установленного значения, связанный со вспомогательным баллоном клапан 28 открывает указанный вспомогательный баллон и в коллектор 23 газ начнет поступать из вспомогательного баллона 24. Это может происходить поочередно с каждым из группы вспомогательных баллонов 24.
Когда посредством датчика 52 пожара в отсеке А, В или С будет обнаружен пожар, на регулятор 34 будет послан сигнал. В отсеках А, В, и С могут быть установлены датчик 100 температуры и датчик 102 давления для формирования дополнительных сигналов управления после того, как первоначально пожар будет потушен. Например, датчик 102 давления может реагировать на изменение окружающего давления, а датчик 100 температуры может воспринимать среднюю температуру в защищаемой зоне. Пневматический регулятор 34 может использовать сигналы указанных датчиков и, в свою очередь, задавать разряд баллонов с пониженной скоростью, пока опасность возгорания вновь не окажется под контролем.
Как только происходит обнаружение пожара в отсеке (например, в отсеке А), регулятор 34 воздействует на клапан 26, чтобы открыть баллон 22 и подать инертный газ через клапан 30 в коллектор 50 и далее через релейный клапан 48, который связан с отсеком А, к форсункам 56 в отсеке А. Отсек А может представлять собой, например, грузовой отсек воздушного судна. Отсек В может быть отсеком электрооборудования, а отсек С - отсеком вспомогательной силовой установки. Регулятор 34 осуществляет управление релейным клапаном 48 через пневматическую камеру 250. Пневматическая камера 250 принимает сигнал управления от отвода 46.
Когда происходит обнаружение пожара, в отсек А инертный газ направляется из баллона 22 при сравнительно высоком давлении и, таким образом, со сравнительно высокой скоростью. Такая разрядка баллона с высокой скоростью подачи газа производится очень ограниченное время, которое требуется для гарантированно эффективного ответа на угрозу пожара, но без риска подачи избыточного количества газа, что могло бы привести к повреждению отсека из-за перенаддува и к чрезмерным потерям огнегасящего состава. Таким образом, по истечении заданного времени производится расчет допустимого давления, при котором может производиться безопасное заполнение отсека А инертным газом или смесью газов до требуемой концентрации, после чего регулятор 34 может переключить клапан 30 на режим пониженного рабочего давления. Это будет в большей степени «поддерживающий» режим, который обеспечит продолжение поступления инертного газа в отсек А с пониженной скоростью и замещение утечек инертного газа, чтобы поддерживать отсек по существу в пожаробезопасном состоянии, пока воздушное судно не совершит посадку.
На коллекторе 50 установлен разгрузочный клапан 54.
На фиг.2 изображена система 120 - другой вариант осуществления противопожарной системы. Многие компоненты системы 120 аналогичны компонентам системы 20 и обозначены такими же номерами, только «увеличенными на сто». Так, регулятор 134 аналогичным образом управляет клапаном 130 и релейными клапанами 148.
Однако в данном варианте осуществления коллектор 50 может выборочно принимать и подавать обогащенный азотом воздух из бортовой системы 160 получения инертного газа. Такие системы забирают воздух и производят воздух, обогащенный азотом, например, для наддува топливного бака 164. Данная система содержит селекторный клапан 162 на несколько направлений, который может выборочно направлять некоторую часть обогащенного азотом воздуха или весь этот воздух через расходомер 158 в коллектор 50. Таким образом, данная система позволяет использовать обогащенный азотом воздух в комбинации с инертным газом, в частности, в вышеописанном варианте работы с пониженным давлением, который система использует в «поддерживающем» режиме. Кроме того, предусмотрен кислородный анализатор 166, чтобы исключить излишне большую концентрацию кислорода в подаваемом воздухе. В данном варианте осуществления изобретения, как только в поддерживающем режиме начинается подача в отсек воздуха, обогащенного азотом, подача газа из основных баллонов может быть полностью прекращена посредством клапана 130.
В любое время, если регулятор 134 определит, что обогащенного азотом воздуха недостаточно для поддерживающего режима, клапан 130 может быть снова открыт.
У такой комбинированной системы много преимуществ, причем несколько раскрытых в изобретении качеств работают в сочетании друг с другом, усиливая друг друга. Например, наличие клапана 30/130 регулировки давления, через который огнегасящий состав доставляется в коллектор 50, дает возможность единому коллектору, клапану управления расходом и баллонам 22/24 подавать огнегасящий состав в каждый из отсеков А, В и С, независимо от того, что потребность в разрядке баллонов с высокой скоростью или с низкой скоростью различна для разных отсеков и определяется объемом утечек из конкретного отсека. Клапан 30/130 может точно регулировать количество газа, доставляемого в защищаемую зону. В предшествующих технических решениях, на каждый защищаемый отсек (зону) требовались раздельные системы для разрядки баллонов с высокой скоростью и с низкой скоростью.
Помимо этого, рассматриваемая система легко поддается модульному построению. Модульная конструкция позволяет легко приспосабливать противопожарную систему или менять ее конфигурацию при изменении размещения оборудования на воздушном судне или изменении конфигурации грузовых отсеков.
Баллоны 22/24/122/124 могут быть выполнены из легких, армированных волокном материалов. Коллекторы и клапаны могут быть выполнены из керамических материалов.
Хотя настоящее изобретение было описано на примерах предпочтительных вариантов, для специалистов в данной области будет понятно, что в форму и детали осуществления изобретения могут быть внесены изменения, не выходящие за границы идеи и объема изобретения, которые наиболее точно определяются пунктами приведенной формулы изобретения.
1. Противопожарная система, содержащая: резервуар для подачи огнегасящего газа в защищаемый отсек, причем резервуар сообщается с магистралью подачи, которая ведет в указанный отсек; и регулятор для управления противопожарной системой, причем указанная магистраль подачи включает клапан, а указанный регулятор выполнен с возможностью управления указанным клапаном с целью изменения давления через указанный клапан в магистрали подачи, отходящей от резервуара, при этом указанный регулятор выполнен с возможностью вначале, в течение некоторого периода времени, подавать в указанную магистраль высокое давление, затем, по истечении указанного периода, переключаться на пониженное давление на время действия режима поддержания пожаробезопасной среды, получать обратную связь, по меньшей мере, по одному из параметров - давлению и температуре, которые связаны с отсеком, и избирательно регулировать давление по данным указанной обратной связи,
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что резервуар включает несколько баллонов и предусмотрен клапан, который связан с основным баллоном и выполнен с возможностью переключения на вспомогательный баллон, когда давление в основном баллоне падает ниже установленного значения.
3. Система по п.2, отличающаяся тем, что переключение с основного баллона на вспомогательный баллон осуществляется пневматическим органом управления.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что регулятор, предназначенный для управления системой, представляет собой пневматический орган управления.
5. Система по п.1, отличающаяся тем, что регулятор выполнен с возможностью вначале, в течение некоторого периода времени, управлять указанным клапаном для подачи в указанную магистраль высокого давления, а затем, по истечении указанного периода, переключать клапан на пониженное давление на время действия режима поддержания пожаробезопасной среды.
6. Система по п.5, отличающаяся тем, что регулятор выполнен с возможностью после переключения клапана на пониженное давление, получать обратную связь, по меньшей мере, по одному из параметров - давлению и температуре, которые связаны с отсеком, и избирательно, по данным указанной обратной связи, возвращать клапан к режиму высокого давления.
7. Система по п.1, отличающаяся тем, что магистраль подачи сообщается с коллектором, причем указанный коллектор сообщается с несколькими отсеками, у каждого из которых имеется релейный клапан для управления подачей огнегасящего средства из коллектора в каждый индивидуальный отсек.
8. Система по п.7, отличающаяся тем, что указанные релейные клапаны выполнены с возможностью включения посредством указанного или дополнительного пневматического регулятора, когда происходит обнаружение пожара в соответствующем отсеке.
9. Система по п.1, отличающаяся тем, что обеспечивает генерацию обогащенного азотом газа и его подачу в отсек по истечении некоторого периода времени.
10. Система по п.9, отличающаяся тем, что предусмотрен генератор для получения, обогащенного азотом газа, сообщающийся с клапаном управления подачей, причем обогащенный азотом газ в нормальном режиме подается в топливный бак, связанный с транспортным средством, в котором предусмотрена противопожарная система, при этом указанный клапан выполнен с возможностью переключения на подачу, по меньшей мере, части обогащенного азотом газа в отсек.
11. Система по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она связана с воздушным судном.
