RU218162U1 - Автономный пожарный модуль контейнерного типа - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности к противопожарному оборудованию. Для повышения эффективности взрывопожаропредотвращения, пожаротушения и ликвидации аварий техногенного и природного характера, оперативного купирования и тушения крупномасштабных пожаров и аварий на автомобильных и железных дорогах и на море, на удаленных от дорог стационарных объектах, проведения аварийно-спасательных работ и ликвидации последствий аварийных ситуаций на различных объектах, предприятиях и организациях, не относящихся к крупнотоннажному транспорту и крупнотоннажным перевозкам пожаро- и взрывоопасным грузам и материалам, но находящихся в пределах тактико-технических возможностей противопожарного оборудования, автономный пожарный модуль контейнерного типа изготовлен на основе контейнера для грузоперевозок с боковыми наружными дверьми и торцевыми подъемными воротами, на крыше которого расположены по крайней мере два присоединяемых к напорным трубопроводам устройства водопенного пожаротушения с возможностью напорной подачи разнонаправленных комбинированных струй воздушно-механической пены низкой кратности и гибридной пены или спутнонаправленных комбинированных струй воздушно-механической пены низкой кратности и гибридной пены с возможностью получения единой струи или единых струй повышенной мощности и дальнобойности, и внутри которого расположены насос с двигателем, по крайней мере одна емкость для пенообразователя, устройство смешения воды с пенообразователем, по крайней мере одно устройство намотки/размотки и хранения пожарных рукавов в катушках с возможностью перемещения внутри контейнера и поворота в сторону требуемой двери или ворот контейнера, система всасывающих и напорных трубопроводов огнетушащей жидкости с запорно-регулирующей и присоединительной арматурой и средствами быстросъемного присоединения/отсоединение шлангов подачи воды, выполненная с возможностью гидравлического сообщения с источниками воды, насосом, устройством смешения воды с пенообразователем и патрубками присоединения устройств водопенного пожаротушения и пожарных рукавов. 12 з.п. ф-лы, 18 ил.

Description

Область техники

Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности к противопожарному оборудованию, и может быть преимущественно использована для тушения крупномасштабных пожаров и проведения аварийно-спасательных работ на транспорте, при ликвидации последствий аварийных ситуаций с пожаро- и взрывоопасными материалами и грузами III-IV классов опасности, при проведении аварийно-спасательных работ в зонах чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, быстроразвивающихся пожаров углеводородов на морских судах и морских платформах для добычи углеводородов и объектах морского берегового базирования с высокой степенью пожаровзрывоопасности.

Уровень техники

Опасные грузы (пожаро-, взрывоопасные и химические вещества) перевозятся в основном железнодорожным, крупнотоннажным автомобильным и морским транспортом цистернах и контейнерах.

Пожары на железнодорожном и крупнотоннажном автомобильном и морском транспорте отличаются особой сложностью.

Взрыв железнодорожных цистерн с нефтепродуктами происходит, как правило, через 16-24 мин после начала воздействия на них открытого факела пламени. Высота факела пламени достигает 50 метров. Взрыв одной железнодорожной цистерны способствует увеличению площади пожара более1500 м². Воздействие открытого пламени и высокой температуры на железнодорожные цистерны с ЛВЖ и ГЖ приводит к вспышке промасленного слоя на их поверхности. Наличие неплотностей и неисправностей запорной арматуры на цистернах с ЛВЖ и сжиженными углеводородными газами приводит к вспышке паров жидкости над горловинами цистерн, а также газов над избыточными клапанами.

Наиболее быстрое распространение огня происходит при разливе легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ) из железнодорожных и автомобильных цистерн в результате аварий, столкновений или крушений поездов и автомобилей.

Статистика пожаров на железнодорожных составах цистерн с ЛВЖ и ГЖ показывает, что площадь разлива жидкости из одной цистерны составляет 800-1400 м² в зависимости от состояния и вида почвы, метеоусловий и рельефа местности, вследствие чего площадь пожара может достигать 10000-35000 м².

При взрыве цистерн со сжиженными углеводородными газами (СУГ) происходит выброс факела на высоту до 120-150 м, далее - пламенное горение высотой до 50 м. Осколки взорвавшихся цистерн разбрасываются на расстояние до 150 м, а в отдельных случаях до 450 м. Иногда взрыв срывает цистерну с железнодорожной платформы и отбрасывает ее на расстояние до 80 м. Все это приводит к возникновению новых очагов пожара, повторному воспламенению разлитых горючих жидкостей.

При пожарах также возможно повреждение цистерн и емкостей с ядовитыми газами и жидкостями, что приводит к загазованности территории и затруднению боевых действий до ликвидации пожаров, а также вызывает необходимость эвакуации населения из районов, прилегающих к месту происшествия.

Тушение пожаров при авариях на крупнотоннажном транспорте осложняется:

высокой пожарной нагрузкой и химической опасностью перевозимых крупнотоннажных грузов;

быстрым распространением огня;

разливом легковоспламеняющихся, горючих, ядовитых и токсичных жидкостей из цистерн и образованием загазованных зон на прилегающей территории;

наличием угрозы находящимся рядом людям;

обычной ограниченностью подъездов и подступов к месту аварии и пожара и сложностью прокладки рукавных линий;

отсутствием или удаленностью водоисточников;

воздушной ударной волной взрывов, образующимся облаком топливно-воздушных смесей СУГ и ЛВЖ, механическим воздействием осколков цистерн, образующихся при взрыве.

Отличительными особенностями аварий и катастроф на морских транспортных и площадочных объектах добычи, переработки и транспортировки нефтепродуктов и сжиженного природного газа, является чрезвычайная скоротечность развития аварийных процессов, связанных с выбросом углеводородов и их горением в условиях плотного размещения технологического оборудования.

Именно по этой причине основной концепцией систем подавления пожаров и взрывов на морских судах и платформах является необходимость обеспечения мгновенной ответной реакции на загорание любого масштаба.

Наиболее важным фактором локализации тушения пожаров на крупнотоннажном железнодорожном и автомобильном транспорте, на морских судах и морских платформах для добычи углеводородов и объектах морского берегового базирования с высокой степенью пожаровзрывоопасности является предотвращение пламенного горения в любой форме. Физическая сущность этого условия заключается в том, что под понятием «тушение пожара» подразумевается создание таких физических условий, которые исключили бы возможность продолжения процессов горения в любой форме и любого материала.

Известны передвижные и стационарные установки пожаротушения контейнерного типа, реализующие подачу воды, пены или мелкодисперсной струи насосом.

Известны морские комплектные насосные станции фирм Nijhuis Fire Fighting Protection (Нидерланды), SPP-Pumps Ltd. (Англия), МТТ (США), Flughafenfeuerwehr Baden-Airpark (Германия), позволяющие генерировать или только струи воды или струи низкократной пены требуемой дальнобойности, но неудовлетворительной эффективности при тушении пожаров углеводородов из-за низкой эффективности тушения водой пожаров углеводородов по причине их более низкой плотности по сравнению с водой. Поэтому интенсивно разрабатываются системы и способы водопенного пожаротушения.

Пены низкой кратности обладают хорошей охлаждающей способностью и высокой скоростью растекания по поверхности горючего, повышенной дальностью подачи за счет. Однако, они недостаточно эффективны из-за низкой изолирующей способности, кроме пен низкой кратности на основе дорогих и экологически вредных фторсодержащих пенообразователей.

Известно, что водовоздушные воздушно-механические пены обладают повышенными теплоизолирующими свойствами, однако их использование при крупномасштабных пожарах ограничено из-за обычной малой дальнобойности, низкой скорости растекания на поверхности горючего, высоким коэффициентом разрушения от воздействия лучистых тепловых и конвективных потоков пламени, а также от нагретых металлических и других конструкций горящего объекта.

Известны лафетные и ручные стволы, формирующие струи пены низкой кратности с дальностью подачи 20-60 м. Однако они обладают недостаточно эффективными пожаротушащими свойствами, не позволяют обеспечить большую площадь покрытия и требуют использования дорогих пленкообразующих фторированных пенообразователей, что не позволяет получать требуемый огнетушащий эффект, приводит к затягиванию времени тушения и высокой стоимости расходуемых при тушении пожара пенообразователей.

Известно применение пены средней кратности, обладающей повышенной (по сравнению с пенами низкой кратности) огнетушащей эффективностью при тушении нефти и нефтепродуктов и генераторы пены в переносном и стационарном варианте. Однако большинство известных ранее генераторов пены средней кратности обеспечивали получение пенных струй от 3 до 8 м, что затрудняло процесс их использования из-за высокого риска работающего в зоне пожара личного состава пожарных подразделений. Подобные способы и устройства формирования струи пены средней кратности, описанные в а.с. СССР N 1789239, кл. А62С 31/12, опубл. 23.01.93, и а.с.CCCP N 1614813, кл. А62С 5/02, опубл. 23.12.90.

Известно устройство формирования комбинированной струи пены средней и низкой кратности с дальнобойностью струи пены средней кратности до 20-50 м, содержащее средство формирования струи раствора пенообразователя, корпус пеногенератора и расположенную в корпусе сетку, корпус пеногенератора выполнен в виде полого цилиндра, к которому со стороны подачи раствора пенообразователя прикреплено сопло или иное средство формирования струи раствора пенообразователя и внутри которого со стороны выхода пены закреплена сетка, при этом корпус пеногенератора имеет длину от 0,3 до 1,5 расстояния от средства формирования струи раствора пенообразователя до сетки. При этом средство формирования направленной струи раствора пенообразователя выполнено с возможностью регулирования угла раскрытия и/или регулирования направления оси струи раствора пенообразователя и/или регулирования количества раствора пенообразователя с обеспечением возможности формирования в корпусе пеногенератора или в пространстве вне корпуса генератора струи пены с увеличивающейся кратностью и уменьшающейся плотностью по направлению от центра струи к периферии. Пеногенератор дополнительно содержит диффузор, закрепленный в корпусе пеногенератора непосредственно за сеткой со стороны выхода пены, выполненный длиной 0,1-0,9 диаметра диффузора и имеющий площадь свободного сечения меньшую, чем площадь сечения сетки, а средство формирования направленной струи раствора пенообразователя выполнено с возможностью непосредственного смешения в нем воды и пенообразователя, выполненного, например, в виде эжекционного устройства [RU 2170123, А62С 5/02, Опубл. 10.07.2001].

Недостатком данных средств пожаротушения является недостаточная для тушения крупномасштабных пожаров эффективность пожаротушения и недостаточная дальнобойность.

Известно разработанное ранее заявителем устройство для пожаровзрывопредотвращения и тушения пожара, изготовленное с возможностью получения и подачи в зону пожаровзрывопредотвращения и пожара по крайней мере одной струи гибридной пены с кратностью от 20 до 40, получаемой в результате турбулентного перемешивания под напором 0,6-1,4, преимущественно 0,8-1,2 МПа, в результате турбулентного перемешивания в процессе спутного движения коаксиальных, соприкасающихся или пересекающихся струй воздушно-механической пены низкой кратности с кратностью от 5 до 15 и струй воздушно-механической пены средней кратности с кратностью от 25 до 70 при их соответствующем соотношении по расходу используемого для их образования раствора пенообразователя от 8:1 до 1:1 и их соответствующем объемном соотношении от 0,1 до 1,0 [RU 2757479, A62C 3/06, A62C 5/02, опубл. 18.10.2021 Бюл. № 29].

Достоинствами гибридной пены является ее повышенные пожаротушащие свойства, однако известные устройства ее получения обладают недостаточной мобильностью и недостаточной дальнобойностью, особенно значимые для тушения крупномасштабных пожаров и аварий.

Известен контейнер автономного пожарного модуля, который для повышения безопасности при проведении аварийно-спасательных работ, связанных с тушением пожаров на плавучих объектах, содержит вентиляционные люки и установленную на крыше телескопическую заваливаемую осветительную мачту с наклонно-поворотной платформой, выполненные управляемыми из командного отсека [RU 209417 A62C 3/10 B63C7/00 B65D88/00 Опубл. 16.03.2022 Бюл. № 8].

Недостатком контейнера автономного пожарного модуля по RU 209417 являются ограниченные возможности применения по причинам наличия в верхней части выступающей телескопической осветительной мачты с нарушением требований предельной высоты оборудования железнодорожного транспорта.

Известна размещенная в стандартном морском контейнере установка пожаротушения, предназначенная для тушения пожаров любой мощности, преимущественно на судах, морских платформах, нефтегазовых и других пожароопасных промышленных объектах посредством интенсивной подачи воды или пены, включающая емкость для воды, водяной насос с механическим приводом, смеситель и лафетный ствол, соединенные трубопроводами и арматурой, в которой механический привод насоса выполнен в виде дизельного двигателя с топливным баком, источником электропитания и пультом управления, смеситель соединен посредством трубопровода с отсечным клапаном с емкостью для пенообразователя, которая установлена выше смесителя, а емкость для воды выполнена в виде цистерны коробчатой конструкции объемом не менее 15 м³. При этом установка снабжена системой электроуправления и автоматики, включающей устройство защиты насоса от «сухого хода» и пуска дизельного двигателя, а источник электропитания для пуска двигателя и работы системы электроуправления и автоматики выполнен в виде аккумуляторной батареи. Лафетный ствол высокой производительности оборудован системой вращения в двух плоскостях, дизельный двигатель с топливным баком, насос, источник электропитания и пульт управления смонтированы на единой фундаментной раме, все электрическое и механическое оборудование установки выполнено с учетом его работы в морских условиях, источник электропитания для пуска двигателя и работы системы электроуправления и автоматики выполнен в виде воздушного баллона (баллонов) и соединенной с ним минитурбины с электрогенератором, водяной насос соединен с судовой или промышленной водной магистралью, а цистерна для воды и емкость для пенообразователя выполнены из пластика [RU 2426571 A62C 35/00 Опубл.20.08.2011 Бюл. № 23].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом) является разработанная ранее заявителем система для тушения пожаров на морских судах, морских платформах и объектах морского берегового базирования, содержащая размещенные в контейнере и соединенные трубопроводами насосную станцию со средством подачи воды, емкость для пенообразователя и установку тушения пожара, выполненные с возможностью создания посредством центробежного насоса и подачи под напором комбинированной водовоздушной струи пены низкой кратности с кратностью от 7 до 20 и пены средней кратности с кратностью от 20 до 100. Система выполнена в мобильном исполнении с возможностью размещения в стандартных контейнерах класса ISO, устанавливаемых и используемых на палубах морских судов, морских платформ и на транспортных средствах объектов морского берегового базирования. Для создания и подачи под напором комбинированной водовоздушной струи пены низкой кратности с кратностью от 7 до 20 и пены средней кратности с кратностью от 20 до 100 используют размещенные внутри контейнера установки комбинированного тушения пожаров «Пурга». Средство подачи воды на насосную станцию выполнено в виде размещенной в контейнере или у контейнера емкости для воды или выполнено в виде присоединенного к насосной станции трубопровода подачи воды из-за борта морского судна или морской платформы или выполнено в виде присоединенного к насосной станции трубопровода подачи воды из системы водоснабжения морского судна, морской платформы или объекта морского берегового базирования [RU 108981 A62C31/12 Опубл. 10.10.2011 Бюл. № 28 (прототип)].

Общими техническими недостатками известных аналогов и прототипов являются ограниченные функциональные возможности, сравнительно небольшая дальность и мощность струи, а также незначительные запасы воды, ограничивающие возможность тушения крупномасштабных пожаров.

Проблема и технический результат

Решаемой проблемой и техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является повышение эффективности взрывопожаропредотвращения, пожаротушения и ликвидации аварий техногенного и природного характера, для оперативного купирования и тушения крупномасштабных пожаров и аварий на автомобильных и железных дорогах и на море, но и на удаленных от дорог стационарных объектах, проведения аварийно-спасательных работ и ликвидации последствий аварийных ситуаций на различных объектах, предприятиях и организациях, не относящихся к крупнотоннажному транспорту и крупнотоннажным перевозкам пожаро- и взрывоопасным грузам и материалам, но находящихся в пределах тактико-технических возможностей противопожарного оборудования.

Основная сущность полезной модели

Характерными отличительными особенностями предлагаемого автономного пожарного модуля контейнерного типа являются:

способность немедленно включаться в работу и обеспечивать подачу струй пены с увеличенной мощностью и дальнобойностью и увеличенной скоростью тушения по сравнению с традиционными и известными средствами борьбы с крупномасштабными пожарами;

возможность подключения к цистернам с водой или к сторонним источникам воды в сочетании с большим (до 10.000 л) запасом пенообразователя с обеспечением возможности ликвидацию особо крупных пожаров и аварий на больших площадях за нормативное время тушения;

применение в составе средств пожаротушения набора катушек с пожарными рукавами, позволяющими прокладывать рукавные линии на расстояние до 800 м для оперативной ликвидации отдельных удаленных очагов пожара посредством использования ручных средств пожаротушения;

возможность подключения к электросети станций, пристанционных и иных объектов,

наличие автономной системы электрообеспечения и отопления.

Характерной особенностью применяемых в предлагаемом автономном пожарном модуле контейнерного типа устройств водопенного пожаротушения является также возможность генерации и подачи под напором на расстояние 140 м и более комбинированных струй водовоздушной пены низкой и средней кратности и воздушно-механической гибридной пены с получением единых разнонаправленных или спутнонаправленных (однонаправленных) струй комбинированной гибридной пены кратностью 30 ± 10 повышенной мощности и дальнобойности, которые как это было доказано натурными испытаниями пригодны для тушения практически всех видов легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), включая и сжиженные углеводородные и природные газы (СУГ и СПГ), которые как известно нельзя тушить струями воды.

Поставленная задача решается и требуемый технический результат достигается тем, что автономный пожарный модуль контейнерного типа изготовлен на основе контейнера для грузоперевозок с боковыми наружными дверьми и торцевыми подъемными воротами,

на крыше которого расположены по крайней мере два присоединяемых к напорным трубопроводам устройства водопенного пожаротушения с возможностью формирования и совместной подачи под напором соприкасающихся струй воздушно-механической пены низкой и средней кратности и воздушно-механической гибридной пены с получением единых разнонаправленных или спутнонаправленных (однонаправленных) струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены повышенной мощности и дальнобойности,

и внутри которого расположены

насос с двигателем,

по крайней мере одна емкость для пенообразователя,

устройство смешения воды с пенообразователем,

по крайней мере одно устройство намотки/размотки и хранения пожарных рукавов в катушках с возможностью перемещения внутри контейнера и поворота в сторону требуемой двери или ворот контейнера,

система всасывающих и напорных трубопроводов огнетушащей жидкости с запорно-регулирующей и присоединительной арматурой и средствами быстросъемного присоединения/отсоединение шлангов подачи воды, выполненная с возможностью гидравлического сообщения с источниками воды, насосом, устройством смешения воды с пенообразователем и патрубками присоединения устройств водопенного пожаротушения и пожарных рукавов.

Автономный пожарный модуль контейнерного типа содержит присоединяемые к напорным трубопроводам устройства водопенного пожаротушения с возможностью напорной подачи

разнонаправленных струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены

или спутнонаправленных (однонаправленных) струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены кратностью 30±10 повышенной мощности и дальнобойности,

с возможностью подачи под напором 0,8-1,2 МПа струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены на расстояние до 140 м с расходом водного раствора пенообразователя до 333 л/с и производительностью по пене средней кратности с кратностью 30±10 до 540.000 л/мин.

Устройства водопенного пожаротушения изготовлены с возможностью подъема в рабочее положения и ручного и/или дистанционного управления поворотами в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью опускания в транспортное положение.

Автономный пожарный модуль контейнерного типа в различных вариантах конструктивного исполнения может содержать

средства видеонаблюдения и систему управления функционированием насоса и водопенных устройств пожаротушения, выполненные с возможностью ручного управления или дистанционного управления посредством радиосигналов и/или интернета,

систему электроснабжения и освещения посредством аккумуляторов и/или автономного электрогенератора с ручным и/или дистанционным управлением,

систему вентиляции и охлаждения с ручным и/или дистанционным управлением.

В качестве стандартного контейнера для грузоперевозок автономный пожарный модуль контейнерного типа преимущественно содержит 40-футовый контейнер для грузоперевозок класса ISO или контейнер типа 1АА (1А) по ГОСТ Р53350-2009, внутренние стены которого теплоизолированы слоем минеральной ваты и обшиты металлическими панелями, а внутри него внутри установлены шкафы для размещения штатного пожарного оборудования и инвентаря, а на крыше контейнера установлены прожекторы наружного освещения с ручным и дистанционным управлением.

Устройство смешения воды с пенообразователем выполнено с возможностью приготовления 3-6%-ного водного раствора пенообразователя и его подачи в напорные трубопроводы.

Кроме этого, автономный пожарный модуль контейнерного типа в различных вариантах конструктивного исполнения может содержать средства подключения и применения газовых, аэрозольных, порошковых и быстротвердеющих пен на основе структурированных частиц кремнезема устройств пожаротушения,

и может быть изготовлен с возможностью размещения на платформе совместно с дополнительными средствами пожаротушения в виде дополнительных пожарных модулей и/или робототехнических устройством с вспомогательными газовыми, аэрозольными, порошковыми и/или твердопенными на основе структурированных частиц кремнезема устройствами пожаротушения с возможностью совместного их функционирования, управления и использования при проведении аварийно-спасательных работ и тушения пожаров,

с возможностью установки на железнодорожной платформе, автотранспортном средстве, на специализированном и неспециализированном судне, корабле, буровой платформе, буксире, пароме и ином плавсредстве, гусеничном транспорте, на необорудованное побережье и лед, на причальной стенке военно-морской базы или порта, на морских судах и морских платформах для добычи углеводородов и объектах морского берегового базирования с высокой степенью пожаровзрывоопасности и

с возможностью оперативной доставки к месту установки или тушения пожара и проведения аварийно-спасательных работ перевозящим стандартные контейнеры для грузоперевозок транспортом.

Данная совокупность общих и частных существенных признаков полезной модели позволяет существенно повысить эффективности взрывопожаропредотвращения и пожаротушения и ликвидации аварий при использовании предлагаемого автономного пожарного модуля контейнерного типа при оперативном купировании и тушении крупных пожаров и аварий на дорогах, а также на удаленных от дорог стационарных объектах, при проведении аварийно-спасательных работ и ликвидации последствий аварийных и чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на дорогах и на объектах, предприятиях и организациях, находящихся в пределах тактико-технических возможностей противопожарного оборудования пожарного поезда, что практически доказано в ходе натурных испытаний опытно-промышленного образца автономного пожарного модуля контейнерного типа.

Краткое описание чертежей

Техническая сущность и конструктивные особенности предлагаемой полезной модели иллюстрируются чертежами и фотографиями, на которых номерами позиций показаны с указанием их возможной преимущественной, но не обязательной реализации, отдельные элементы, детали и узлы предлагаемого полезной модели: 1 - стандартный контейнер для грузоперевозок; 2 - насосный агрегат с дизельным двигателем, 3 - глушитель выхлопных газов дизель-насосного агрегата; 4 - модифицированное устройство водопенного пожаротушения с дистанционным управлением в рабочем положении с возможностью дистанционно управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью формирования и подачи под напором струи или струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены; 5 - установленное на крыше контейнера дополнительное устройство водопенного пожаротушения; 6 - жалюзи вентиляции; 7 - дверь боковая; 8 пульт для дистанционного открытия дверей; 9 - тележка для перевозки вспомогательного пожарного оборудования; 10 - автономная электростанция для аварийной генерации и подачи электроэнергии; 11 - прожекторы заливного света,; 12 - заслонка; 13 и 14 - шкафы для пожарного оборудования и инвентаря; 15 - аккумулятор для автоматизированного запуска дизель-насосный агрегат и аварийного освещения; 16 - огнетушитель углекислотный; 17 - электрообогреватель; 18 - электрораспределительные щиты; 19 - светильники; 20 - пеносмеситель (устройство смешания воды с пенообразователем); 21 - система трубопроводов; 22 - бак для пенообразователя; 23 - устройства для намотки/размотки и хранения пожарных рукавов в катушках; 24 - механизм подъема водопенного лафетного ствола в рабочее положение; 25 - лестница для подъема на крышу контейнера; 26 - перила; 27 - окна нижние для шлангов подвода воды к дизель-насосному агрегату из вагонов-цистерен с водой или из сторонних источников воды; 28 - талреп для перемещения катушек с пожарными рукавами внутри контейнера; 29 - дверь торцевая; 30 - ворота гаражные; 31 - рукоятка механизма подъема устройства пожаротушения в рабочее положение; 32 - напорные трубопроводы подачи огнетушащей жидкости (воды или водного раствора пенообразователя) в устройства водопенного пожаротушения с возможностью управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью формирования и подачи под напором струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены; 33 - напорные трубопроводы подачи огнетушащей жидкости (воды или водного раствора пенообразователя) в пожарные рукава; 34 - напорные трубопроводы подачи огнетушащей жидкости (воды или водного раствора пенообразователя); 35 - модифицированный водопенный лафетный ствол с дистанционным управлением в транспортном положении.

На фиг. 1, 2 и 3 соответственно показаны сечения опытного образца автономного пожарного модуля вертикальной и горизонтальной плоскостями и вид сверху.

На фиг. 4 и 5 представлены фото общего вида автономного пожарного модуля контейнерного типа на железнодорожной платформе и на автомобильном трейлере.

На фиг. 6 - фото насосного агрегата с трубопроводами подачи воды к насосу и запорно-регулирующей арматурой на них.

На фиг. 7 - фото устанавливаемого на крыше контейнера модифицированного водопенного лафетного ствола с дистанционным управлением типа УКТП «Пурга 100» производства заявителя ООО «НПО «СОПОТ» с возможностью дистанционно управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью формирования подачи под напором струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены кратностью 20-40 на расстоянии до 100 м.

На фиг. 8 и 9 фото дополнительно устанавливаемых на крыше контейнера установок водопенного пожаротушения типа УКТП «Пурга 60» и УКТП «Пурга 300», производства заявителя ООО «НПО «СОПОТ» с дистанционным управлением с возможностью управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью формирования и подачи под напором струй воздушно-механической гибридной пены и комбинированной воздушно-механической гибридной пены кратностью 20-40 на расстоянии соответственно до 60 и до 140 м.

На фиг. 10 - фото насосного агрегата с запорно-регулирующей арматурой на напорном патрубке центробежного насоса.

На фиг. 11 - фото баков с пенообразователем;

На фиг. 12 - фото устройств намотки/размотки и хранения пожарных рукавов в катушках с возможностью перемещения внутри контейнера посредством рельсового талрепа.

На фиг. 13 - фото элемента оригинального водосливного узла, выполненного с возможностью его присоединения верхней частью к всасывающе-сливной части системы трубопроводов подачи воды к центробежному насосу и присоединения боковыми частями к шлангам подачи воды из емкостей-цистерн с водой или из сторонних источником водоснабжения.

На фиг. 14 - фото водосливного узла всасывающе-сливной части системы трубопроводов при соединении его со шлангом подачи воды из цистерны с водой или из стороннего источника водоснабжения.

На фиг. 15 и 16 - фото контрольно-распределительных шкафов с индикаторами уровня пенообразователя в баках (емкостях) пенообразователя, индикаторов подключения установок комбинированного тушения пожара (УКТП), включателя/выключателя аварийного освещения, переключателя линий ввода электричества и включателей/выключателей освещения соответственно в закрытом и открытом положении.

На фиг. 17 и 18 - фото натурных испытаний функционирования опытного образца автономного пожарного модуля контейнерного типа.

Осуществление полезной модели

Характерными отличительными особенностями и возможностями предлагаемого автономного пожарного модуля контейнерного типа являются:

способность автономного пожарного модуля немедленно включаться в работу и обеспечивать формирование и подачу под напором струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены кратностью 20-40 с увеличенной, экспериментально доказанной дальнобойностью струй до 140 м и практически доказанным увеличением в два-три раза скоростью тушения по сравнению с традиционными и известными средствами борьбы с крупномасштабными пожарами легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), горючих жидкостей (ГЖ) и сжиженных углеродных и природных газов (СУГ и СПГ);

возможность одновременного применение нескольких устройств водопенного пожаротушения с ручным и дистанционным управлением с возможностью управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью формирования подачи под напором нескольких разнонаправленных или спутнонаправленных (однонаправленных) струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены, позволяющих эффективно тушить различные типы пожаров и различных горючих материалов;

возможность подключения средств пожаротушения к цистерне или к нескольким цистернам с водой или к сторонним источникам воды в сочетании с большим (10.000 л) запасом пенообразователя с обеспечением возможности ликвидацию крупных пожаров и аварий на больших площадях за нормативное время тушения;

наличие в составе средств пожаротушения набора катушек с пожарными рукавами, позволяющими прокладывать рукавные линии на расстояние до 800 м в нужном направлении;

возможность подключения к электросети станций, пристанционных и иных объектов с потреблением от них электроэнергии или с подачей в них электроэнергии,

наличие видеонаблюдения и дистанционного управления функционированием центробежного насоса, водопенных устройств пожаротушения и устройства смешения воды, выполненных с возможностью управления посредством радиосигналов и/или интернет,

наличие автономной системы электрообеспечения и отопления.

Особенности конструктивного исполнения и практической реализации автономного пожарного модуля в составе пожарного поезда детально показаны на чертежах.

Используемый автономный пожарный модуль контейнерного типа преимущественно изготавливают на основе стандартного грузового контейнера (1), например, типа 1АА (1А) по ГОСТ Р 53350-2009 или 40-футового контейнера по системе ISO, внутренние стенки которого утеплены теплоизолирующим материалом (минеральной ватой) и обшиты металлическими панелями.

На верхней поверхности контейнера (1) располагаются

по крайней мере один прожектор заливного света (11) с дистанционным управлением и

сообщающийся с напорным трубопроводом (21) по крайней мере одно устройство водопенного пожаротушения (4) типа УКТП «ПУРГА-300» производства заявителя ООО «НПО «СОПОТ» (фиг. 4, 5, 7) с дистанционным управлением с возможностью управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью формирования и подачи под напором комбинированных струй воздушно-механической пены низкой и/или средней кратности или воздушно-механической гибридной пены (Фиг. 1, 2, 4, 7).

В исходном, транспортном положении водопенные устройства пожаротушения могут быть опущены и зафиксированы со стороны торцевой стены контейнера (фиг. 1) или опущены внутрь контейнера.

В рабочее вертикальное положение УКТП “ПУРГА-300” в показанном на чертежах варианте конструкции переводится оператором рукояткой (31) механизма подъема (24), перемещаемой маятниковыми движениями вдоль контейнера (1).

Опускание УКТП “Пурга” из рабочего в исходное транспортное положение осуществляется рукояткой (31) поворотом дросселирующего винта домкрата.

На верхней поверхности контейнера (1) может быть также дополнительно установлено по крайней мере еще одно сообщающиеся с напорным трубопроводом (21) устройство водопенного пожаротушения (5), например в виде установки комбинированного тушения пожара (5) типа УКТП «ПУРГА 100» (фиг.1, 3, 8) производства заявителя с дистанционным управлением с возможностью управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью формирования и подачи под напором струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены кратностью 20 - 40.

Напорные трубопроводы подачи огнетушащей жидкости (воды или водного раствора пенообразователя) 32 могут располагаться как снаружи по крыше контейнера (фиг. 1, 3), так и внутри под крышей контейнера (на чертежах не показано).

Безопасность обслуживающего персонала на крыше контейнера может обеспечиваться перилами (26) (фиг. 1, 4), а возможность подъема персонала на крышу контейнера обеспечивается лестницами (25) (фиг. 2, 3, 4, 5, 7)

Внутри контейнера (1) в данном варианте конструкции расположены:

дизель-насосный агрегат (2) (фиг. 1, 2, 6), например, типа AN720/120SC в составе дизельного двигателя - DC965A10-95 Cadoppi мощностью 315 кВт (428 л.с.), насоса центробежного CS-M200 520BC SCANIA, обеспечивающих подачу огнетушащей жидкости (воды или водного раствора пенообразователя) в систему трубопроводов под напором 0,8 - 1,2 Мпа с регулируемой производительностью до 200 л/с (720 м³/час);

по крайней мере одна или несколько емкостей для пенообразователя (22) емкостью до 1000 л каждый (фиг. 1, 2, 10);

шкафы (13, 14) со штатным противопожарным оборудованием и ручным инвентарем (фиг. 1), например, в виде присоединяемых к пожарным рукавам ручных стволов установок комбинированного тушения пожара типа УКТП «Пурга 5» и/или УКТП «Пурга 7», или мобильных установок комбинированного тушения пожара типа УКТП «Пурга-30» производства заявителя ООО «НПО «СОПОТ»;

устройства для намотки и хранения пожарных рукавов в катушках (23), изготовленных с возможностью их перемещения внутри контейнера и поворота катушек с пожарными рукавами посредством талрепа (28) в сторону требуемой боковой двери (7, 29) или торцевых подъемных ворот (30) (фиг. 1, 2, 11), причем на четырех показанных на чертежах (фиг. 1, 2, 11) катушках может быть размещено 40 пожарных рукавов ∅51мм, 40 пожарных рукавов ∅60мм; 20 пожарных рукавов ∅51мм, одна катушка может быть выполнена резервной, с возможностью разматывания рукавов с катушек (23) через открытые соседние нижние окна (27) или противоположные боковые двери (27);

устройство смешения воды с пенообразователем (20) в виде водоструйного эжектора со средствами дистанционного управления пеносмешения с возможностью приготовления 3-6%-ного водного раствора синтетического пенообразователя, преимущественно ПО 6-ЦТ (фиг. 1, 9);

система трубопроводов (21) огнетушащей жидкости с запорно-регулирующей и присоединительной арматурой, выполненная с возможностью гидравлического сообщения с источниками воды, центробежным насосом, устройством смешения воды с пенообразователем и патрубками присоединения водопенных устройств пожаротушения с дистанционным управлением и пожарных рукавов с ручными средствами пожаротушения (фиг. 1, 2);

электрогенератор с системой линий электроснабжения, основного и аварийного освещения.

Снаружи контейнера (1) вдоль и в нижней части его боковых сторон (фиг. 1, 2, 3, 4, 5) или внутри по полу контейнера расположены сообщающиеся с центробежным насосом всасывающие трубопроводы (34) с оконечными патрубками присоединения посредством шлангов к цистернами с водой и/или к внешним источникам водоснабжения.

Кроме этого система трубопроводов содержит оригинальный водосливной узел, выполненный с возможностью его присоединения верхней частью к всасывающе-сливной части системы трубопроводов подачи воды к центробежному насосу и с возможностью присоединения боковыми частями к шлангам подачи воды из емкостей-цистерн с водой или из сторонних источником водоснабжения

Автономный пожарный модуль выполнен с возможностью подачи воды или водопенного раствора на сторонние ручные и роботизированные установки различных модификаций и исполнения с расходами водного раствора от 5 до 200 л/с и производительностью по пене средней кратности от 21000 до 360000 л/мин.

Стационарная установка комбинированного тушения пожаров УКТП «ПУРГА-300» с дистанционным управлением производительностью 300 л/с обеспечивает дальность подачи под напором струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены кратностью 30±10 до 140 м.

Входящий в состав автономного пожарного модуля вспомогательного устройства пожаротушения установка комбинированного пожара УКТП «ПУРГА 100» имеет производительность по воде 100 л/с; дальность подачи пены низкой и средней кратности 100 м.

Заявителем был изготовлен и успешно испытан на Российских железных дорогах опытно-промышленный образец автономного пожарного модуля со следующими тактико-техническими характеристиками:

Мощность двигателя дизель-насосного агрегата - 315 кВт (428 л.с.)

Запас топлива - на 3 часа работы

Производительность центробежного насоса 200 л/с (720 м³/час)

Напор 120 м

Диаметр напорного патрубка 200 мм

Диаметр всасывающего патрубка 250 мм

Емкость пенообразователя 10 м³

Рукава диаметром 51 мм - 800 м

Рукава диаметром 66 мм - 800 м

Рукава диаметром 77 мм - 400 м

Прожекторы наружного освещения - 2×1000 Вт

Масса с оборудованием (без пенообразователя) - около 15000 кг

Габаритные размеры (Д×Ш×В) - 12,192×2,438×2,591 м

Автономный пожарный модуль по изобретению функционирует следующим образом:

Посредством соответствующих шлангов система трубопроводов подключается к цистерне или другим сторонним источникам воды, откуда вода подается по заборным трубопроводам и всасывающему трубопроводу на насос.

Посредством стартера от собственной аккумуляторной батареи запускается показанный на чертежах двигатель дизель-насосного агрегата или (не показано на чертежах) посредством электрогенератора включается электрический двигатель насоса.

Насосом вода под давлением подается в напорный трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой и манометрами контроля давления и, проходя через пеносмеситель, подается под напором к устройствам водопенного пожаротушения и в напорные трубопроводы с патрубками присоединения пожарных рукавов и ручных средств пожаротушения.

Включение пеносмесителя осуществляется с помощью соответствующих кранов, при открытии которых пенообразователь из баков пенообразователя посредством эжекции всасывается в напорный трубопровод с получением водного раствора пенообразователя требуемой концентрации.

Затем вода или водный раствор пенообразователя по раздельным напорным трубопроводам направляется к расположенным на крыше контейнера устройствами водопенного пожаротушения и/или через присоединенные пожарные рукава к ручным средствам пожаротушения.

Эксплуатация отдельных узлов оборудования осуществляется обычным образом согласно инструкциям по эксплуатации соответствующего оборудования и систем специально подготовленным персоналом.

В качестве отдельных механизмов, узлов и систем в автономном пожарном модуле могут быть использованы известные и применяемые в пожарной технике устройства, оборудование, системы дистанционного управления, видеонаблюдения, электроснабжения и освещения.

Характерной особенностью полезной модели является возможность одновременной генерации и подачи под напором нескольких разнонаправленных или спутнонаправленных (однонаправленных) струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены, позволяющих эффективно тушить различные типы пожаров и горючих материалов соответствующими огнетушащими жидкостями для оперативного купирования и тушения крупных пожаров и аварий на железных дорогах по ходу движения и в тоннелях, а так же на удаленных от железнодорожных и автомобильных путей стационарных объектах, проведения аварийно-спасательных работ и ликвидации последствий аварийных ситуаций и чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на различных объектах, находящихся в пределах тактико-технических возможностей противопожарного оборудования.

Кроме этого, посредством пожарных рукавов и соответствующих трубопроводов и патрубков для их присоединения могут подключаться и использоваться в процессе тушения пожара различные дополнительные средства пожаротушения в виде ручных, передвижных и мобильных средств пожаротушения и вспомогательного и ручного пожарного оборудования.

Известно, что пена - наиболее эффективное и широко применяемое огнетушащее вещество, представляющее собой дисперсную систему, состоящую из ячеек - пузырьков воздуха (газа), разделенных пленками жидкости, содержащей пенообразователь [ГОСТ Р 50588-2012. Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний].

Отношение объемов газовой и жидкой фаз (в единице объема) пены определяет структуру и ее свойства. Если объем газовой фазы V_г превышает объем жидкости V_ж не более чем в 10-20 раз (пены низкой кратности), ячейки пены, заполненные газом, имеют сферическую форму. В таких пенах газовые пузыри окружены оболочками жидкости относительно большой толщины. Сферические пены отличаются высоким содержанием жидкости и в силу этого - малой устойчивостью. Поэтому их относят к метастабильным (условно стабильным).

В нестабильных пенах наблюдается так называемый эффект Плато: жидкая фаза из перегородок удаляется, истекая под действием силы тяжести, и происходит быстрая коалесценция (от лат. coalesce - срастаюсь, соединяюсь) - слияние соприкасающихся газовых пузырьков. В пене газовый пузырек не может свободно перемещаться ни в вертикальной, ни в горизонтальной плоскости. Он как бы «зажат» другими, прилегающими к нему пузырьками.

С увеличением отношения V_г/V_ж толщина пленки жидкости, разделяющая газовые объемы, уменьшается, а газовая полость утрачивает сферическую форму. Пены средней кратности, у которых отношение V_г/V_ж составляет несколько десятков или даже сотен, имеют многогранную форму. Причем форма многогранников может быть различной - треугольные призмы, тетраэдры, неправильной формы параллелепипеды. В процессе старения пены шарообразная форма ячеек переходит в многогранную. Многогранные пены отличаются малым содержанием жидкой фазы и характеризуются высокой стабильностью. В таких пенах отдельные пузырьки сближены и разделены тонкими «растянутыми упругими пленками». Эти пленки в силу упругости и ряда других факторов препятствуют коалесценции газовых пузырьков. По мере утончения разделительных пленок пузырьки все плотнее сближаются, прилегают друг к другу и приобретают четкую форму многогранников [Бобков С.А., Бабурин А.В., Комраков П.В. Физико-химические основы развития и тушения пожаров: учеб. пособие / М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. - 210 с. ].

Основными физико-химическими свойства пены являются:

кратность - отношение объема пены к объему раствора пенообразователя, содержащегося в пене;

дисперсность - степень измельчения пузырьков (размеры пузырьков);

вязкость - способность пены к растеканию по поверхности;

стойкость - способность пены сопротивляться процессу разрушения [там же].

В зависимости от величины кратности (К) пены разделяют на четыре группы:

пеноэмульсии, К < 3;

низкократные пены, 3 < К< 20;

пены средней кратности, 20 < К < 200;

пены высокой кратности, К > 200 [Шароварников А.Ф., Шароварников С.А. Пенообразователи и пены для тушения пожаров. Состав, свойства, применение. М.: Пожнаука, 2005. - 335 с.].

Дисперсность пены обратно пропорциональна среднему диаметру пузырьков.

Известно, что чем выше дисперсность, тем выше стойкость пены и огнетушащая эффективность. Степень дисперсности пены во многом зависит от условий ее получения, в том числе и от характеристики аппаратуры. Кратность и дисперсность пены определяют изолирующую способность пены и ее текучесть. [Бобков С.А., Бабурин А.В., Комраков П.В. Физико-химические основы развития и тушения пожаров: учеб. пособие / М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. - 210 с.].

В качестве огнетушащих свойства пены выделяют:

изолирующее действие - препятствие поступления в зону горения горючих паров, газов или воздуха, обусловливающего прекращение горения;

охлаждающее действие - обусловленное наличием в преимущественно пене низкой кратности значительного количества жидкости.

Охлаждающее действие пены обусловливается водой, выделяющейся из пены.

Изолирующее действие обусловливается образованием слоя пены, который препятствует доступу кислорода к зоне пожара, включая:

эффект разделения, заключающийся в изолировании жидкости от паровой фазы;

эффект вытеснения, обусловливающий изоляцию горючего вещества от воздуха;

преграждающий эффект, при котором пена препятствует испарению горючей жидкости.

Пены низкой кратности (3 < К< 20) в силу значительного большего количества воды в межпузырьковых перегородах (в каналах Плато-Гиббса) преимущественно проявляют охлаждающий огнетушащий эффект, обусловливающийся охлаждающим действием самой пены и воды, выделяющейся из пены.

Пены средней кратности (20 < К < 200) в силу незначительного количества воды в межпузырьковых перегородах (в каналах Плато-Гиббса) преимущественно проявляют изолирующий огнетушащий эффект, обусловливающийся созданием над зоной горения обедненной кислородом и насыщенными парами воды атмосферы, способствующей замедлению и полному прекращению горения.

При этом в силу более значительного количества воды, имеющейся в пене низкой кратности воды, и соответственно большей плотности (веса единицы объема) пены низкой кратности по сравнению с пенами средней кратности можно подавать с более дальних расстояний, что существенно влияет на обеспечение безопасности пожарного персонала при крупномасштабных и взрывоопасных аварий со сжиженными газами.

Характерной отличительной особенностью предлагаемых технических решений является получение и применение гибридной водовоздушной пены на основе синтетических углеводородных пенообразователей с кратностью от 20 до 40, получаемой в результате турбулентного перемешивания в процессе спутного движения струй воздушно-механической пены низкой кратности с кратностью от 5 до 15 и струй воздушно-механической пены средней кратности с кратностью от 25 до 70.

Авторами в лаборатории заявителя экспериментально установлено и теоретически обосновано, что гибридная водовоздушная пена с кратностью от 20 до 40, существенно отличается по своей структуре, вязкости, дисперсности, реологическим, тиксотропным и другим значимым для взрывопожаропредотвращения и пожаротушения свойствам от известных свойств пен низкой и средней кратности на основе углеводородных и фторсодержащих пенообразователей.

Выявлено, что в результате турбулентного перемешивания пузырьков пены низкой кратности и пузырьков пены средней кратности в гибридной пене образуются усредненные по размерам пузырьки пены, более крупные по сравнению с пузырьками пены низкой кратности, но с более утолщенными по сравнению с пенами средней кратности водосодержащими каналами Плато-Гиббса.

Как экспериментально установлено авторами, структура гибридной пены с кратностью от 20 до 40 с уникальными по своей структуре и огнетушащим свойствам водовоздушными пузырьками, позволяет не только лучше сдерживать высокую температуру пламени без существенных разрушений объема самой гибридной пены, то есть эффективнее изолировать поверхность пожара, но и доставлять струю гибридной пены на значительно большие расстояния по сравнению со струями пены средней кратности или комбинированными струями пены низкой кратности и средней кратности.

Авторами экспериментально установлено также, что при воздействии комбинированной гибридной пены с кратностью от 20 до 40 на поверхность разлива сжиженного природного или углеводородного газа проявляется эффект синергизма за счет одновременного воздействия нескольких факторов - охлаждения, разбавления парами воды атмосферы в зоне испарения и горения газа, теплоизоляции и резкого снижения концентрации газа и паров горючих жидкостей над слоем пены в зоне горения вплоть до снижения скорости химической реакции и последующего уменьшения температуры пламени до температуры потухания.

Это обусловлено усредненной дисперсностью и утолщенностью водосодержащих каналов Гиббса-Плато гибридной пены по сравнению с пенами низкой и средней кратности или по сравнению с пеной в комбинированных струях пены низкой кратности и средней кратности.

Натурные огневые испытания разработанных заявителем модернизированных устройств для получения комбинированной гибридной пены производимых заявителем модернизированных стволов и пеногенераторов, используемых в предлагаемом автономном пожарном модуле, показали высокую эффективность пожаровзрывопредотвращения и тушения горения как легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, так и розливов сжиженных природных и углеводородных газов.

Заявителем были проведены натурные огневые испытания на полигоне, где с помощью разработанных заявителем модернизированных установок комбинированного тушения пожаров «Пурга» обеспечивалось эффективное тушение слоя углеводородного топлива на площади 1250 м².

Как показали результаты испытаний, применяемые для тушения пожара разработанные заявителем модернизированные установки «ПУРГА» обеспечивают мягкую и плавную подачу гибридной пены на поверхность горючего на повышенных расстояниях до 140 и более метров без грубого воздействия на площадь горения, то есть без перемешивания верхнего слоЯ горючего с пенным слоем.

Кратность получаемой на разработанных заявителем модернизированных установках «ПУРГА» гибридной пены составляла от 20 до 40 или 30 ± 10.

Использовался синтетический углеводородный экологически чистый пенообразователь типа ПО-6ТС российского производства. Дальность подачи получаемой гибридной пены составляла до 140 м.

Натурные огневые испытания разработанных заявителем модернизированных установок «ПУРГА» показали, что комбинированная гибридная пена обладает значительно более мягким воздействие на поверхность горения и большей огнетушащей эффективностью по сравнению с пенами оборудования, подающего отдельно пены низкой и средней кратности или по сравнению с комбинированными пенами низкой и средней кратности.

Присутствующие на испытаниях авторитетные специалисты международных организаций пришли к выводу, что оборудование для «гибридной пены» производства заявителя ООО НПО «СОПОТ» может стать эффективным вариантом для применения пенообразователей и пен, не содержащих фтор.

Используемые разработанные заявителем устройства для тушения крупномасштабных пожаров и пожаровзрывопредотвращения комбинированной водовоздушной гибридной пеной с кратностью от 20 до 40 показали возможность эффективного тушения пожаров с равномерным распределением гибридной пены по площади пожаров горючих жидкостей класса В, твердых горючих материалов класса А, а также сжиженных углеводородных и природных газов (СУГ и СПГ).

Используемые разработанные заявителем устройства могут также использоваться для охлаждения и/или противопожарной защиты зданий, сооружений, техники, оборудования, горючих и взрывоопасных материалов и изделий, а также пожаровзрывопредотвращения на местах аварий с пожаро- и взрывоопасными материалами.

Используемые разработанные заявителем устройства пожаротушения обеспечивают формирование струй комбинированной водовоздушной гибридной пены кратностью от 20 до 40 с возможностью автоматизированного их направления в зону тушения пожара и взрывопожаропредотвращения и с возможностью дистанционного управления включением/выключением пеногенераторов и поворотами пеногенераторов в вертикальной и горизонтальной плоскости, что позволяет их эффективно использоваться для тушения комбинированной гибридной пеной крупномасштабных пожаров классов А и В, а также сжиженных углеводородных и природных газов (СУГ и СПГ) с использованием всех типов отечественных и зарубежных пенообразователей с концентрацией от 3 до 6% для получения пены низкой и средней кратности.

Используемые разработанные заявителем устройства имеют компактную конструкцию, удобны в перевозке и подключении к магистральным трубопроводам подачи воды или водного раствора пенообразователя за счет комплектации стандартными быстросъемными соединениями с напорными трубопроводами обеспечивается возможность его использования совместно с другими пожарными гидравлическими системами и пожарными рукавами.

Применяемые устройства водопенного пожаротушения могут быть оперативно перенесено или перевезено в требуемое место, быстро собраны и подготовлены к использованию в недоступных и/или труднодоступных для обычной пожарной техники местах - на промышленных предприятиях с особой взрывопожароопасностью производств, например, на предприятиях нефтехимической промышленности или на предприятиях с обращением СУГ и СПГ, а также на аварийно-химических опасных объектах, где возможно выделение сильнодействующих ядовитых веществ, на объектах хранения и изготовления взрывчатых веществ, а также на объектах, где необходимо применение в качестве огнетушащего средства высокоэффективных пен низкой и средней кратности, в том числе комбинированных струй; а также может эффективно использоваться для тушения различных крупномасштабных пожаров, включая пожары сжиженных углеводородных и природных газов (СУГ и СПГ).

Основная идея обеспечения безопасности при авариях сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ) сводится к быстрому, практически мгновенному взятию под физический контроль всей свободной поверхности истекающей или растекающейся пожаровзрывоопасной жидкости сжиженного горючего газа с момента начала процесса истечения или растекания с желательным использованием автоматических систем включения и управления процессом купирования и ликвидации аварии с сжиженным горючим газом путем ускоренного формирования на поверхности разлива сжиженного газа слоя комбинированной гибридной водовоздушной пены кратностью от 20 до 40, преимущественно на основе синтетического углеводородного пенообразователя.

В качестве технического приема, технического способа реализации этой идеи нейтрализации или купирования опасных факторов аварий такого рода принята идея (и предложены соответствующие технические способы) оперативного покрытия всей свободной поверхности разлива горючих жидкостей и сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ) комбинированной гибридной водовоздушной пены с кратностью от 20 до 40 преимущественно на основе синтетического углеводородного пенообразователя определенной кратности, с определенными параметрами и свойствами, с применением определенных технических устройств, систем и приспособлений.

Параметры, состав и свойства комбинированной гибридной водовоздушной пены с кратностью от 20 до 40 преимущественно на основе синтетического углеводородного пенообразователя, а также режимы и способы ее подачи, определены и обоснованы экспериментально с учетом термодинамических и теплофизических особенностей ее взаимодействия при ее непосредственном контакте с поверхностью разлива сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ).

Специфика решаемой полезная моделью проблемы состоит в том, что при всех прочих вариантах применения воздушно-механических и даже химических пен с целью тушения пожаров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ) и/или даже защиты их от воспламенения, весьма существенную роль, а при тушении пожаров горючих жидкостей (ГЖ) даже доминирующую роль, играет процесс охлаждения поверхности горящей жидкости от температуры ее кипения, до которой ее поверхность прогревается уже за первые 3-5 минут пожара, до более низкой температуры (для варианта тушения пожара горючих жидкостей (ГЖ), вообще до температуры ниже температуры вспышки).

При тушении пожара легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) температура поверхностного слоя жидкости снижается до температуры ниже температуры ее кипения.

При этом, во всех случаях снижается интенсивность испарения ЛВЖ и ГЖ, снижается давление паров упругости горящей жидкости под слоем пены и их парциальное давление. Тогда механическое изолирующее действие слоя пены только довершает процесс изоляции горящей жидкости и ее паров от зоны горения, от зоны пламени пожара и горение ЛВЖ и ГЖ прекращается. Так происходит процесс тушения пожаров ЛВЖ и ГЖ.

Существенно иначе выглядит теплофизическая картина теплового взаимодействия соприкасающихся сред при нанесении воздушно-механических пен на поверхность СГ.

Температура воздушно-механической пены редко выходит за пределы от 1 до 15°С. Это означает, что теплоперепад (тепловой напор) от пены к СУГ порядка 30-40°С, а для СПГ даже 150-160°С. Поэтому, процесс испарения сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ), за счет теплопритока от пены, при ее нанесении, не снижается, а наоборот, интенсифицируется.

Таким образом, процесс предотвращения возгорания (купирование) процесса прохождения паров горючего газа в надпенное пространство, в зону возможного горения, сводится к процессам сорбции, поглощения, задержания потока паров сжиженного горючего газа, что согласно полезной модели может быть обеспечено пенным слоем определенного состава, определенной толщины и определенной структуры.

В силу того, что процесс разрушения жидкой пены, даже при отсутствии пожара над ней или под ней, идет непрерывно, и часть пенообразователя сквозь пену стекает вниз и попадает на поверхностный слой сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ), процесс интенсификации их испарения, за счет отекания «теплого» раствора пенообразователя продолжается непрерывно, но может ограничиваться ледяным слоем замороженной пены, располагаемой непосредственно на поверхности разлива сжиженного горючего газа ледяного слоя замороженной комбинированной водовоздушной гибридной пены.

Экспериментально определено и теоретически обосновано, что особую роль в ситуации разлива сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ) играют фазовые превращения на поверхности раздела фаз пена/СУГ и/или пена/СПГ (пена/ сжиженный горючий газ) и поверхностным слоем жидких субстанций сжиженного горючего газа.

При контакте жидкой фазы пены с жидкой фазой горючего, имеющего температуру -162°С (при СПГ) или -42°С (при СУГ), нижние слои пены замерзают, переходя в твердую фазу определенной снегообразной структуры. Под слоем замороженной снегообразной пены начинает формироваться пористая ледяная подложка непосредственно на поверхности разлива сжиженного горючего газа.

В зависимости от дисперсности и кратности применяемых пен, физической и химической природы раствора пенообразователя и соотношения сил поверхностного натяжения на границе раздела фаз зависят плотность, пористость, газопроницаемость, теплопроводность и плавучесть образовавшегося снегообразного слоя замороженной пены под защитным слоем жидкой пены.

Следовательно, самым существенным образом от этого зависят теплоизолирующие и газоизолирующие свойства слоистого «сэндвича» на поверхности разлива сжиженного горючего газа: пары сжиженного горючего газа, ледяной слой, слой замороженной газонасыщенной пены и слой жидкой газонасыщенной пены или слой замороженной газонасыщенной пены и слой жидкой газонасыщенной пены.

Дальнейшие параметры процесса испарения горючей субстанции сжиженного горючего газа и проникновение ее паров в зону возможного контролируемого горения над слоем газонасыщенной пены или контролируемого горения насыщенной газом пены (концентрация паров горючего газа над пеной или концентрация газа в пене), зависят от теплофизических свойств ледяного слоя замороженной пены и следующего слоя жидкой пены. От их толщины, газопроницаемости, теплопроводности, сорбционных свойств слоя замороженной газонасыщенной гибридной пены и расположенного выше слоя жидкой газонасыщенной гибридной пены.

Исследования авторов и натурные огневые испытания показали, что дорогие импортные фторсодержащие пленкообразующие пенообразователи самые худшие из известных пенообразователей для купирования и тушении пожаров СУГ и СПГ, а наиболее эффективны именно дешевые, производимые в России экологически безопасные синтетические углеводородные пенообразователи, например синтетический углеводородный пенообразователь типа ПО-6ЦТ.

Экспериментально установлено также, что в качестве генераторов комбинированной гибридной пены для купирования и тушения пожаров СУГ и СПГ и утилизации разливов СУГ и СПГ целесообразно использовать модернизированные установки «Пурга» производства заявителя, обеспечивающих формирование и подачу комбинированной гибридной пены на расстояние до 140 метров.

Таким образом, используемые в автономном пожарном модуле контейнерного типа устройства водопенного пожаротушения с возможностью формирования и подачи под напором струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены обеспечивают существенное повышение эффективности пожаротушения различных крупномасштабных пожаров различных горючих материалов.

Поэтому все отображенные в формуле полезной модели общие и частные признаки являются существенными и находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом, получаемым от использования полезной модели.

Возможности ликвидации аварийных разливов, пожаровзрывопредотвращения, купирования и тушения пожара разливов легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), а также сжиженного природного газа или сжиженного природного и углеводородного газа (СПГ и СУГ) комбинированной водовоздушной гибридной пеной с кратностью от 20 до 40 определены экспериментально и практически проверены в процессе натурных огневых испытаний.

Натурные испытания в полевых условиях показали уверенное решение актуальной проблемы и достижения требуемого технического результата, а именно реализация настоящего полезной модели позволяет повысить эффективность пожаровзрывопредотвращения и тушения крупномасштабных аварийно-транспортных и аварийно-промышленных пожаров за счет повышения дальнобойности, равномерности и более мягкого распределения комбинированной водовоздушной гибридной пены по площади пожара, повышения безопасности процесса тушения пожаров и пожаровзрывопредотвращения на особо пожаровзрывоопасных объектах и при ликвидации технологических и транспортных аварий путем предотвращения возгораний, взрывов, снижения интенсивности горения и тушения пожаров в энергетической, транспортной, газодобывающей, газоперерабатывающей и химической промышленности.

Использование комбинированной воздушно-механической гибридной пены с уникальными пожаротушащими свойствами обусловлена необходимостью обеспечения быстрого пожаротушения на особо взрывопожароопасных объектах, связанных со скоротечностью развития пожара и с переходом пожара с начальной стадии развития в считанные минуты в катастрофические пожары с трудно предсказуемыми последствиями.

За счет высоких кинетических энергетических характеристик дальнебойных струй комбинированной водовоздушной гибридной пены с повышенными пожаротушащими свойствами при использовании предлагаемой полезной модели обеспечивается:

быстрое тушение различных пожаров на больших площадях;

тушение пожара с большой энергетикой;

тушение крупномасштабных пожаров с большого расстояния (до 140 и более метров) дальнебойными струями комбинированной водовоздушной гибридной пены, что особенно значимо в случаях невозможности приближения к очагам крупных возгораний по транспортным, высокотемпературным, взрывоопасным и другим ограничениям,

тушение отдельных пожаров посредством ручных и мобильных средств пожаротушения и пожарных рукавов водовоздушной пеной низкой и средней кратности и гибридной пеной с расстояния до 800 м.

Отдельные детали и узлы оборудования заявляемой полезной модели могут быть изготовлены из обычно используемых в противопожарной технике материалов, на обычном оборудовании по обычным технологиям.

Подробное описание конструкции и особенностей функционирования системы доказывают промышленную применимость предлагаемого пожарного поезда с предлагаемым автономным пожарным модулем.

Учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение актуальной проблемы и существенность всех общих и частных признаков полезной модели, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие сущности полезной модели», доказанную в разделе «Осуществление полезной модели» техническую осуществимость и промышленную применимость полезной модели, решение актуальной проблемы и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании полезной модели, по нашему мнению, заявленная полезная модель удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к полезным моделям.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки полезной модели являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели полезной модели, но и позволяют реализовать полезную модель промышленным способом.

Claims (13)

1. Автономный пожарный модуль контейнерного типа, характеризующийся тем, что изготовлен на основе контейнера для грузоперевозок с боковыми наружными дверьми и торцевыми подъемными воротами, на крыше которого расположены по крайней мере два присоединяемых к напорным трубопроводам устройства водопенного пожаротушения с возможностью напорной подачи разнонаправленных струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены повышенной мощности и дальнобойности, или спутнонаправленных комбинированных струй воздушно-механической гибридной пены с возможностью получения единой струи, или единых струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены повышенной мощности и дальнобойности, и внутри которого расположены насос с двигателем, по крайней мере одна емкость для пенообразователя, устройство смешения воды с пенообразователем, по крайней мере одно устройство намотки/размотки и хранения пожарных рукавов в катушках с возможностью перемещения внутри контейнера и поворота в сторону требуемой двери или ворот контейнера, система всасывающих и напорных трубопроводов огнетушащей жидкости с запорно-регулирующей и присоединительной арматурой и средствами быстросъемного присоединения/отсоединения шлангов подачи воды, выполненная с возможностью гидравлического сообщения с источниками воды, насосом, устройством смешения воды с пенообразователем и патрубками присоединения устройств водопенного пожаротушения и пожарных рукавов.

2. Автономный пожарный модуль контейнерного типа по п. 1, характеризующийся тем, что содержит по крайней мере два присоединяемых к напорным трубопроводам устройства водопенного пожаротушения с возможностью подачи под напором 0,8-1,2 МПа струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены на расстояние до 140 м с расходом водного раствора до 333 л/с и производительностью по пене кратностью 30 ± 10 до 540.000 л/мин.

3. Автономный пожарный модуль контейнерного типа по п. 1, характеризующийся тем, что устройства водопенного пожаротушения изготовлены с возможностью подъема в рабочее положение и опускания в транспортное положение и с возможностью ручного и/или дистанционного управления поворотами в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

4. Автономный пожарный модуль контейнерного типа по п. 1, характеризующийся тем, что содержит средства видеонаблюдения и систему управления функционированием насоса и водопенных устройств пожаротушения с возможностью ручного управления или дистанционного управления посредством радиосигналов и/или интернета.

5. Автономный пожарный модуль контейнерного типа по п. 1, характеризующийся тем, что содержит систему электроснабжения и освещения посредством аккумуляторов и/или автономного электрогенератора с ручным и/или дистанционным управлением.

6. Автономный пожарный модуль контейнерного типа по п. 1, характеризующийся тем, что содержит систему вентиляции и охлаждения с ручным и/или дистанционным управлением.

7. Автономный пожарный модуль контейнерного типа по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве стандартного контейнера для грузоперевозок преимущественно содержит 40-футовый контейнер для грузоперевозок класса ISO или контейнер типа 1АА (1А) по ГОСТ Р53350-2009, внутренние стены контейнера теплоизолированы слоем минеральной ваты и обшиты металлическими панелями.

8. Автономный пожарный модуль контейнерного типа по п. 1, характеризующийся тем, что внутри контейнера установлены шкафы для размещения штатного пожарного оборудования и инвентаря, а на крыше контейнера установлены прожекторы наружного освещения с ручным и дистанционным управлением.

9. Автономный пожарный модуль контейнерного типа по п. 1, характеризующийся тем, что устройство смешения воды с пенообразователем выполнено с возможностью приготовления 3-6%-ного водного раствора пенообразователя и его подачи в напорные трубопроводы.

10. Автономный пожарный модуль контейнерного типа по п. 1, характеризующийся тем, что дополнительно содержит средства подключения и применения газовых, аэрозольных, порошковых и быстротвердеющих пен на основе структурированных частиц кремнезема устройств пожаротушения.

11. Автономный пожарный модуль контейнерного типа по п. 1, характеризующийся тем, что изготовлен с возможностью размещения на платформе совместно с дополнительными средствами пожаротушения в виде дополнительных пожарных модулей и/или робототехнических устройств с вспомогательными газовыми, аэрозольными, порошковыми или твердопенными на основе структурированных частиц кремнезема устройствами пожаротушения с возможностью совместного их функционирования, управления и использования при проведении аварийно-спасательных работ и тушении пожаров.

12. Автономный пожарный модуль контейнерного типа по п. 1, характеризующийся тем, что изготовлен с возможностью установки на железнодорожной платформе, автотранспортном средстве, на специализированном и неспециализированном судне, корабле, буровой платформе, буксире, пароме и ином плавсредстве, гусеничном транспорте, на необорудованное побережье и лед, на причальной стенке военно-морской базы или порта, на морских судах и морских платформах для добычи углеводородов и объектах морского берегового базирования с высокой степенью пожаровзрывоопасности.

13. Автономный пожарный модуль контейнерного типа по п. 1, характеризующийся тем, что изготовлен с возможностью транспортировки и доставки к месту установки или тушения пожара и проведения аварийно-спасательных работ перевозящим стандартные контейнеры для грузоперевозок транспортом.

Images