RU2253492C1 - Volumetric fire-extinguishing method and device - Google Patents

Volumetric fire-extinguishing method and device Download PDF

Info

Publication number
RU2253492C1
RU2253492C1 RU2004101364/12A RU2004101364A RU2253492C1 RU 2253492 C1 RU2253492 C1 RU 2253492C1 RU 2004101364/12 A RU2004101364/12 A RU 2004101364/12A RU 2004101364 A RU2004101364 A RU 2004101364A RU 2253492 C1 RU2253492 C1 RU 2253492C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
extinguishing agent
extinguishing
fire
pipeline
pressure
Prior art date
Application number
RU2004101364/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Каришин (RU)
В.В. Каришин
Р.Ю. Зарецкий (RU)
Р.Ю. Зарецкий
Original Assignee
Военный инженерно-технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военный инженерно-технический университет filed Critical Военный инженерно-технический университет
Priority to RU2004101364/12A priority Critical patent/RU2253492C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2253492C1 publication Critical patent/RU2253492C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: fire fighting, particularly stationary or movable automatic or semi-automatic fire-extinguishing apparatuses.
SUBSTANCE: nitrogen fire-extinguishing apparatus has check valve installed at inlet of pipeline connected to isothermal tank, gas relief means having electrically operated valve connected to control panel and sleeve. Overpressure valve is mounted on distribution manifold. Discharge nozzles are provided with diaphragms. Liquid nitrogen is fed by displacing thereof with the use of pressurizing system or by means of immersed pump.
EFFECT: reduced time of fire-extinguishing substance delivery into room to be protected, increased efficiency of indifferent gas usage in fire-extinguishing plants, possibility to create atmosphere not sustaining combustion in waiting regime, reduced material consumption, extended capabilities, increased time of material storage due to microorganism growth suppression by displacing air with low-temperature nitrogen, increased reliability, improved transparency of room atmosphere and possibility to remove combustion products.
9 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способам тушения пожаров и предназначено для использования в автоматических или полуавтоматических стационарных и передвижных установках пожаротушения.The invention relates to fire extinguishing methods and is intended for use in automatic or semi-automatic stationary and mobile fire extinguishing installations.

Известен “способ профилактики пожаров всех видов, заключающийся в создании системы, обеспечивающей доставку в защищаемое пространство азота в жидкой фазе, отличающийся тем, что, воздействуя на горящий объект жидкостью, имеющей температуру -196°С, замораживают его” [1].The known "method of preventing fires of all kinds, which consists in creating a system that delivers nitrogen to the protected space in the liquid phase, characterized in that, acting on a burning object with a liquid having a temperature of -196 ° C, it is frozen" [1].

Известен также способ тушения пожара, включающий подачу рукава с огнетушащим средством в очаг пожара, при этом в качестве огнетушащего средства применяют азот, отличающийся тем, что для газификации жидкого азота используют тепло продуктов горения [2].There is also known a method of extinguishing a fire, including feeding a hose with a fire extinguishing agent to the fire, while nitrogen is used as a fire extinguishing agent, characterized in that the heat of combustion products is used for gasification of liquid nitrogen [2].

Недостатком данных способов является сложность их реализации в автоматических и полуавтоматических стационарных и передвижных установках пожаротушения, т.к. в этом случае, прежде чем подать жидкий азот в помещение, необходимо определить местонахождение горящего объекта, чтобы воздействовать жидким азотом именно на него либо испарять его в зоне действия продуктов горения.The disadvantage of these methods is the difficulty of their implementation in automatic and semi-automatic stationary and mobile fire extinguishing installations, because In this case, before applying liquid nitrogen to the room, it is necessary to determine the location of the burning object in order to act on it with liquid nitrogen or to vaporize it in the zone of combustion products.

Предлагаемый способ тушения пожара включает подачу жидкого азота от установки пожаротушения по магистральному трубопроводу в защищаемое помещение, оснащенное по периметру нижней части помещения раздаточным трубопроводом с отверстиями и насадками для разбрызгивания, причем насадки ориентированы таким образом, чтобы жидкий азот попадал на стены и пол. Разбрызгиваясь под давлением, жидкий азот попадает на поверхность строительных конструкций, имеющих температуру, более высокую, чем температура кипения азота, вскипает и превращается в пар. Температура пара азота после его вскипания остается меньше среднеобъемной температуры защищаемого помещения, поэтому менее нагретый пар скапливается в нижней зоне помещения, вытесняя кислород и продукты горения в верхнюю зону. Отбирая тепло из зоны реакции горения, пары азота довольно быстро прогреваются до объемной температуры защищаемого помещения, и азот поднимается в верхнюю зону, т.к. по своим физическим свойствам он легче воздуха при одинаковых начальных условиях. Таким образом достигается дополнительный эффект осветления воздушной среды помещения путем вытеснения продуктов горения в его верхнюю зону.The proposed method of extinguishing a fire involves supplying liquid nitrogen from a fire extinguishing installation via a main pipeline to a protected room equipped with a distribution pipe along the perimeter of the lower part of the room with holes and nozzles for spraying, the nozzles being oriented so that liquid nitrogen enters the walls and floor. Spraying under pressure, liquid nitrogen enters the surface of building structures having a temperature higher than the boiling point of nitrogen, boils and turns into steam. The temperature of the nitrogen vapor after boiling remains below the volumetric average temperature of the protected room, therefore less heated steam accumulates in the lower zone of the room, displacing oxygen and combustion products into the upper zone. Taking heat from the combustion reaction zone, nitrogen vapors warm up quite quickly to the volumetric temperature of the protected room, and nitrogen rises to the upper zone, because in its physical properties it is lighter than air under the same initial conditions. Thus, an additional effect of clarification of the air environment of the room is achieved by displacing the combustion products in its upper zone.

Для предлагаемого способа тушения пожара не важно, в какой части помещения находится горящий объект и сколько тепла выделилось при его горении, т.к. для газификации жидкого азота в большей мере используют тепло, аккумулированное в строительных конструкциях помещения. При применении данного способа пожаротушения действуют следующие механизмы прекращения горения: разбавление (за счет увеличения содержания в воздушной среде помещения молекул азота, не поддерживающих горения), охлаждение (за счет дополнительного отбора тепла из зоны реакции горения), изоляция (при условии нахождения объекта горения в нижней части помещения, пары азота создают изолирующую прослойку между горючим веществом и окислителем).For the proposed method of extinguishing a fire, it does not matter in which part of the room the burning object is located and how much heat was released during its burning, because for gasification of liquid nitrogen to a greater extent use the heat accumulated in the building building structures. When applying this method of fire extinguishing, the following mechanisms for stopping combustion operate: dilution (due to an increase in the content of nitrogen molecules in the air of the room that do not support combustion), cooling (due to additional heat removal from the combustion reaction zone), insulation (provided that the combustion object is in the lower part of the room, nitrogen vapors create an insulating layer between the combustible substance and the oxidizing agent).

Для реализации данного способа объемного тушения пожаров предлагается автоматическая установка азотного пожаротушения.To implement this method of volumetric fire extinguishing, an automatic nitrogen fire extinguishing installation is proposed.

Известна автоматическая установка азотного пожаротушения, выбранная в качестве прототипа, содержащая датчики обнаружения пожара, подключенные к входу блока управления, изотермическую емкость с огнетушащим веществом и заправочным трубопроводом, систему наддува и газификатор, связанные с изотермической емкостью трубопроводами с электроуправляемыми клапанами [3]. Недостатками данной установки являются: высокая инерционность, высокая металлоемкость оборудования, наличие большого числа тепловых мостов в изотермической емкости, отсутствие возможности создания среды, не поддерживающей горение в защищаемом объеме во время ожидания пожара.Known automatic nitrogen fire extinguishing installation, selected as a prototype, containing fire detection sensors connected to the input of the control unit, an isothermal tank with a fire extinguishing agent and a filling pipe, a pressurization system and a gasifier connected with an isothermal tank by pipelines with electrically controlled valves [3]. The disadvantages of this installation are: high inertia, high metal consumption of the equipment, the presence of a large number of thermal bridges in an isothermal tank, the lack of the ability to create an environment that does not support combustion in a protected volume while waiting for a fire.

Цель изобретения:The purpose of the invention:

- уменьшение времени доставки огнетушащего вещества в защищаемое помещение;- reducing the time of delivery of the extinguishing agent to the protected premises;

- повышение эффективности применения нейтральных газов в установках пожаротушения;- increasing the efficiency of the use of neutral gases in fire extinguishing installations;

- обеспечение возможности создания среды, не поддерживающей горение, в режиме ожидания пожара;- providing the ability to create an environment that does not support combustion in standby mode;

- уменьшение металлоемкости конструкции.- reduction of metal structure.

Указанная цель достигается тем, что в способе объемного тушения пожара, заключающемся в том, что фиксируют возникновение очага возгорания в защищаемом помещении, подачу огнетушащего вещества от емкости хранения к защищаемому помещению осуществляют по трубопроводу под избыточным давлением, а раздачу огнетушащего вещества в жидкой фазе осуществляют в нижней части помещения по его периметру, при этом выпуск огнетушащего вещества осуществляют разбрызгиванием, согласно изобретению огнетушащее вещество разбрызгивают на поверхности конструкции помещения, используя для испарения жидкой фазы огнетушащего вещества теплоту, аккумулированную в указанных конструкциях, контролируют давление в трубопроводе при испарении в нем огнетушащего вещества, а подачу новых порций огнетушащего вещества от емкости хранения осуществляют при снижении давления в трубопроводе по мере выхода газообразной фазы огнетушащего вещества в защищаемое помещение.This goal is achieved by the fact that in the method of volumetric fire extinguishing, namely, that the occurrence of a fire source in the protected room is recorded, the extinguishing agent is supplied from the storage tank to the protected room through a pipeline under excess pressure, and the distribution of the extinguishing agent in the liquid phase is carried out in the lower part of the room along its perimeter, while the release of the extinguishing agent is carried out by spraying, according to the invention, the extinguishing agent is sprayed on the surface of the const the room’s premises, using the heat accumulated in the above structures to evaporate the liquid phase of the extinguishing agent, the pressure in the pipeline is controlled when the extinguishing agent is evaporated in it, and new portions of the extinguishing agent are supplied from the storage tank when the pressure in the pipeline decreases as the gaseous phase of the extinguishing agent exits to the protected room.

При этом при превышении давления огнетушащего вещества в трубопроводе над давлением в емкости хранения осуществляют выпуск газообразной фазы испарившегося в трубопроводе огнетушащего вещества в защищаемое помещение.In this case, when the pressure of the extinguishing agent in the pipeline exceeds the pressure in the storage tank, the gaseous phase of the extinguishing agent vaporized in the pipeline is released into the protected room.

В частности, в режиме ожидания трубопровод заполняют испарившейся из емкости хранения газовой фазой огнетушащего вещества.In particular, in standby mode, the pipeline is filled with the gas phase of the extinguishing agent evaporated from the storage tank.

Кроме того, в режиме ожидания осуществляют контроль за избыточным давлением огнетушащего вещества в емкости хранения и при превышении давления отвод газообразной фазы испарившегося огнетушащего вещества осуществляют в защищаемое помещение, а свободный выход огнетушащего вещества из трубопровода предотвращают герметизацией выпускных насадок мембранами.In addition, in standby mode, the excess pressure of the extinguishing agent in the storage tank is monitored and, when the pressure is exceeded, the gaseous phase of the evaporated extinguishing agent is discharged into the protected room, and the free exit of the extinguishing agent from the pipeline is prevented by sealing the exhaust nozzles with membranes.

А также выпуск огнетушащего вещества из емкости хранения осуществляют до уровня, обеспечивающего поддержание температуры хранения жидкого азота внутри емкости в течение времени до следующей заправки.And also the release of the extinguishing agent from the storage tank is carried out to a level that maintains the storage temperature of liquid nitrogen inside the tank for a time until the next refueling.

Причем избыточное давление огнетушащего вещества в трубопроводе создают погружным насосом, который в режиме ожидания заполнен огнетушащим веществом в жидкой фазе.Moreover, the excess pressure of the extinguishing agent in the pipeline is created by a submersible pump, which in standby mode is filled with an extinguishing agent in the liquid phase.

Для реализации указанного способа имеется устройство для объемного тушения пожара, содержащее датчики обнаружения пожара, подключенные к входу блока управления, изотермическую емкость хранения с огнетушащим веществом и заправочным трубопроводом, систему наддува, связанную с изотермической емкостью трубопроводами с электроуправляемыми клапанами, и трубопровод подачи огнетушащего вещества от изотермической емкости к защищаемому помещению, которое отличается тем, что последний снабжен обратным клапаном, установленным на выходе из изотермической емкости, и клапаном избыточного давления, установленным на раздаточном участке, а выпускные насадки снабжены мембранами.To implement this method, there is a device for volumetric fire extinguishing, containing fire detection sensors connected to the input of the control unit, an isothermal storage tank with a fire extinguishing agent and a filling pipe, a pressurization system associated with an isothermal capacity with pipelines with electrically controlled valves, and a fire extinguishing agent supply pipe from isothermal capacity to the protected room, which is characterized in that the latter is equipped with a check valve installed at the exit of thermal tank, and an overpressure valve installed on the dispensing section, and the outlet nozzles are equipped with membranes.

Кроме того, заправочный трубопровод соединен с газосбросом, снабженным рукавом и электроуправляемым клапаном, связанным с пультом управления.In addition, the filling pipe is connected to a gas discharge, provided with a sleeve and an electrically controlled valve connected to the control panel.

В частности, устройство имеет погружной насос для подачи огнетушащего вещества в защищаемое помещение.In particular, the device has a submersible pump for supplying a fire extinguishing agent in a protected room.

На Фиг.1 представлена автоматическая установка азотного пожаротушения.Figure 1 shows the automatic installation of nitrogen fire extinguishing.

Установка содержит изотермическую емкость 6 для хранения жидкого азота 5, заправочный трубопровод 14, соединенный с газосбросом 10, к которому присоединен рукав 11, причем на газосбросе установлен электроуправляемый клапан 17, баллоны 20 со сжатым азотом, редуктор 18, электроуправляемый клапан 19, соединенный с блоком управления 12. Система подачи жидкого азота в защищаемое помещение 13 состоит из заборного трубопровода 7, магистрального трубопровода 4, обратного клапана 9, распределительной сети 3, выпускных насадков 2 и клапана избыточного давления 21. Для формирования сигнала о количестве огнетушащего вещества используется датчик уровня 8, для обнаружения пожара используются пожарные извещатели 1, соединенные с блоком управления 12.The installation comprises an isothermal tank 6 for storing liquid nitrogen 5, a filling pipe 14 connected to a gas outlet 10 to which a sleeve 11 is connected, and an electrically controlled valve 17, cylinders 20 with compressed nitrogen, a gearbox 18, an electrically controlled valve 19 connected to the block are installed on the gas outlet control 12. The system for supplying liquid nitrogen to the protected room 13 consists of an intake pipe 7, a main pipe 4, a non-return valve 9, a distribution network 3, exhaust nozzles 2 and an overpressure valve I 21. A level 8 sensor is used to generate a signal about the amount of extinguishing agent, and fire detectors 1 connected to a control unit 12 are used to detect a fire.

Работает установка пожаротушения следующим образом.The fire extinguishing installation works as follows.

В дежурном режиме (во время ожидания пожара) жидкий азот хранится при атмосферном давлении в изотермической емкости 6. Под действием естественных теплопритоков через тепловые мосты емкости часть азота газифицируется и поступает по газосбросу 10 через открытые клапан 16 и электроуправляемый клапан 17 в съемный рукав 11, по которому газообразный азот направляется в защищаемый объем (объект хранения материалов, кабельный канал, эл. щиты и т.д.). При этом защищаемый объем может находиться вне защищаемого помещения. Это позволяет расширить функциональные возможности установки пожаротушения, обеспечивающие в режиме ее эксплуатации создание в защищаемом объеме инертной газовой среды за счет поддержания в ней пониженных температур и содержания кислорода. Это достигается тем, что в защищаемом объеме пары азота постепенно вытесняют часть воздушной среды и, смешиваясь с оставшейся ее частью, снижают температуру газовой смеси и окружающих поверхностей, а также снижают содержание кислорода в газовой среде.In standby mode (while waiting for a fire), liquid nitrogen is stored at atmospheric pressure in an isothermal tank 6. Under the influence of natural heat influx through the thermal bridges of the tank, part of the nitrogen is gasified and enters through a gas discharge 10 through an open valve 16 and an electrically operated valve 17 into a removable sleeve 11, to which gaseous nitrogen is directed into the protected volume (object of storage of materials, cable channel, electric panels, etc.). In this case, the protected volume may be located outside the protected premises. This allows you to expand the functionality of the fire extinguishing installation, providing in the mode of its operation the creation of an inert gas medium in the protected volume by maintaining low temperatures and oxygen content in it. This is achieved by the fact that in the protected volume nitrogen vapors gradually displace part of the air medium and, mixing with the remaining part, lower the temperature of the gas mixture and surrounding surfaces, as well as reduce the oxygen content in the gas medium.

Отсутствие задвижек на магистральном трубопроводе 4 позволяет парам азота (которые образовались при испарении с поверхности жидкого азота, равной площади поперечного сечения заборного трубопровода 7) проникать в магистральный трубопровод и распределительную сеть. Выпускные насадки 2 снабжены мембранами, которые позволяют сохранить режим герметичности трубопровода. При первой заправке из трубопровода вытесняется воздух, и в дальнейшем его попадание в трубопровод невозможно. Благодаря этому достигается еще один положительный эффект, заключающийся в том, что в трубопроводе, обратном клапане и насадках при запуске установки не произойдет замерзание конденсата, который мог бы образоваться при охлаждении воздуха.The absence of valves on the main pipe 4 allows nitrogen vapors (which were formed during evaporation from the surface of liquid nitrogen, equal to the cross-sectional area of the intake pipe 7) to penetrate into the main pipe and distribution network. The exhaust nozzles 2 are provided with membranes that allow maintaining the tightness of the pipeline. At the first refueling, air is displaced from the pipeline, and in the future it cannot get into the pipeline. Due to this, one more positive effect is achieved, namely, that in the pipeline, the non-return valve and nozzles, when the unit is started up, the condensate that could form during cooling of the air will not freeze.

При пожаре в защищаемом помещении 13 срабатывает пожарный извещатель 1, импульс от которого поступает на блок управления 12, фиксирующий пожар и подающий сигнал на открытие клапана 19 и закрытие клапана 17.In case of fire in the protected room 13, a fire detector 1 is activated, the pulse from which is supplied to the control unit 12, which detects a fire and gives a signal to open valve 19 and close valve 17.

Сжатый азот из баллонов 20 через редуктор 18 и постоянно открытый клапан 16 поступает в изотермическую емкость 6 и выдавливает жидкий азот через заборный трубопровод 7 и обратный клапан 9 в магистральный трубопровод 4. Охлаждение и заполнение магистрального трубопровода 4 жидким азотом сопровождается колебаниями расхода и давления, которые обусловлены интенсивной генерацией пара. Под действием располагаемого перепада давления жидкий азот начинает заполнять магистральный трубопровод. При этом вследствие высокого перегрева стенок жидкая фаза отделена от стенок паровой пленкой. По мере продвижения по трубопроводу жидкость прогревается, соответственно растет давление в трубопроводе и скорость заполнения уменьшается. Если его протяженность достаточно велика, то на некотором расстоянии головная часть жидкости прогревается до температуры насыщения, соответствующей давлению в резервуаре 6, и поступление жидкости в трубопровод прекращается. При прогреве жидкости до состояния насыщения практически весь тепловой поток от стенок идет на испарение, скорость генерации пара и, следовательно, давление в трубопроводе продолжают расти, несмотря на прекращение поступления новых порций жидкости. Давление в трубопроводе может в несколько раз превысить давление на входе. Чтобы не происходило частичного вытеснения жидкости обратно в криогенную емкость 6, при выходе из нее на трубопроводе установлен обратный клапан 9. Это приведет к повышению значения пика давления в магистральном трубопроводе на этапе захолаживания. Повышение пикового давления приводит к повышению скорости парожидкостной смеси в магистрали, что снижает длительность этапа захолаживания. Для повышения надежности системы, а также для сокращения времени между поступлением порций жидкости в магистральный трубопровод на распределительном трубопроводе установлен клапан избыточного давления 21, который открывается при достижении в трубопроводе величины избыточного давления, равного давлению закрытия обратного клапана 9 и имеющего меньшее сопротивление, чем выпускные насадки 2. Это позволяет эвакуировать газовую фазу испарившегося в трубопроводе жидкого азота в защищаемое помещение, создав тем самым возможность поступления новой порции жидкого азота в магистральный трубопровод. Новое поступление жидкости приводит к меньшему росту давления. Колебания расхода поступающей жидкости и давления гораздо меньшей амплитуды по сравнению с первым циклом имеют место в течение всего периода охлаждения и заполнения магистрального трубопровода. Оптимальное соотношение диаметра трубопровода и его длины определяется расчетом. Далее жидкий азот через распределительную сеть 3 поступает в защищаемое помещение, разбрызгиваясь через насадки 2.Compressed nitrogen from the cylinders 20 through the gearbox 18 and the constantly open valve 16 enters the isothermal tank 6 and squeezes the liquid nitrogen through the intake pipe 7 and the non-return valve 9 into the main pipe 4. Cooling and filling of the main pipe 4 with liquid nitrogen is accompanied by fluctuations in flow and pressure, which due to intense steam generation. Under the influence of the available differential pressure, liquid nitrogen begins to fill the main pipeline. In this case, due to the high overheating of the walls, the liquid phase is separated from the walls by a vapor film. As you move through the pipeline, the liquid warms up, respectively, the pressure in the pipeline increases and the filling rate decreases. If its length is sufficiently large, then at some distance the head of the liquid warms up to the saturation temperature corresponding to the pressure in the tank 6, and the flow of liquid into the pipeline stops. When the liquid is heated to a saturation state, almost the entire heat flux from the walls goes to evaporation, the steam generation rate and, consequently, the pressure in the pipeline continue to increase, despite the termination of the flow of new portions of the liquid. The pressure in the pipeline can exceed the inlet pressure several times. In order to prevent partial liquid displacement back into the cryogenic tank 6, a check valve 9 is installed on the pipeline when exiting it. This will lead to an increase in the pressure peak in the main pipeline during the cooling phase. The increase in peak pressure leads to an increase in the velocity of the vapor-liquid mixture in the line, which reduces the duration of the cooling stage. To increase the reliability of the system, as well as to reduce the time between the portions of liquid in the main pipeline, an overpressure valve 21 is installed on the distribution pipe, which opens when the overpressure in the pipeline reaches an overpressure equal to the closing pressure of the non-return valve 9 and has less resistance than the outlet nozzles 2. This allows you to evacuate the gas phase of the liquid nitrogen evaporated in the pipeline into the protected room, thereby creating the possibility of I am a new portion of liquid nitrogen in the main pipeline. A new fluid intake leads to a smaller increase in pressure. Fluctuations in the flow rate of the incoming liquid and pressure of a much lower amplitude compared to the first cycle take place during the entire period of cooling and filling of the main pipeline. The optimal ratio of the diameter of the pipeline and its length is determined by calculation. Further, liquid nitrogen through the distribution network 3 enters the protected room, spraying through nozzles 2.

При необходимости пополнить запасы огнетушащего вещества в изотермической емкости 6 перекрывается постоянно открытый клапан 16, открывается постоянно закрытый клапан 15 и по заправочному трубопроводу 14 жидкий азот от источника (например, криоавтомобиля) поступает в емкость. Для того чтобы при заправке сработавшей установки азотного пожаротушения исключить работы по подготовке емкости к заполнению, входное отверстие заборного трубопровода 7 расположено на некоторой высоте от дна емкости. Температура в изотермической емкости остается равной по величине температуре криогенной жидкости за счет остаточного запаса жидкого азота в емкости, образованного расстоянием от входного отверстия заборного трубопровода до дна емкости. Это позволит существенно сократить время заполнения емкости в процессе заправки и уменьшить потери жидкого азота. Остаточный запас жидкого азота вычисляется из зависимости V=t·Gпот, где t - время восстановления запаса жидкого азота в часах, Спот - часовые потери жидкого азота от теплопритоков к изотермической емкости.If it is necessary to replenish the extinguishing agent in the isothermal tank 6, the constantly open valve 16 is closed, the constantly closed valve 15 is opened and liquid nitrogen from the source (for example, a cryo-car) enters the tank through the filling pipe 14. In order to exclude work on preparing the tank for filling when refueling a nitrogen nitrogen extinguishing installation, the inlet of the intake pipe 7 is located at a certain height from the bottom of the tank. The temperature in the isothermal tank remains equal in value to the temperature of the cryogenic liquid due to the residual supply of liquid nitrogen in the tank, formed by the distance from the inlet of the intake pipe to the bottom of the tank. This will significantly reduce the time of filling the tank during the filling process and reduce the loss of liquid nitrogen. The residual supply of liquid nitrogen is calculated from the dependence V = t · G sweat , where t is the recovery time of the stock of liquid nitrogen in hours, C sweat is the hourly loss of liquid nitrogen from heat inflows to isothermal capacity.

На Фиг.2 представлена автоматическая установка азотного пожаротушения, которая отличается от установки, изображенной на фиг.1. Она содержит изотермическую емкость 6 для хранения жидкого азота 5, заправочный трубопровод 14, соединенный с газосбросом 10, к которому присоединен рукав 11. Причем на газосбросе установлены клапан 16, электроуправляемый клапан 17, соединенный с блоком управления 12, и клапан избыточного давления 19. Система подачи жидкого азота в защищаемое помещение 13 состоит из заборного трубопровода 7, погружного насоса 18, соединенного с блоком управления 12, магистрального трубопровода 4, обратного клапана 9, распределительной сети 3, выпускных насадков 2 и клапана избыточного давления 20. Для формирования сигнала о количестве огнетушащего вещества используется датчик уровня 8, для обнаружения пожара используются пожарные извещатели 1, соединенные с блоком управления 12.Figure 2 presents the automatic installation of nitrogen fire extinguishing, which differs from the installation depicted in figure 1. It contains an isothermal container 6 for storing liquid nitrogen 5, a filling pipe 14 connected to a gas outlet 10 to which a sleeve 11 is connected. Moreover, a valve 16, an electrically controlled valve 17 connected to a control unit 12, and an overpressure valve 19 are installed on the gas outlet. supply of liquid nitrogen to the protected room 13 consists of an intake pipe 7, a submersible pump 18 connected to a control unit 12, a main pipe 4, a check valve 9, a distribution network 3, exhaust nozzles 2 and valve overpressure panel 20. To generate a signal about the amount of extinguishing agent, a level sensor 8 is used; fire detectors 1 are used to detect a fire, connected to the control unit 12.

В дежурном режиме установка работает аналогично установке, изображенной на фиг.1.In standby mode, the installation works similarly to the installation shown in figure 1.

При пожаре в защищаемом помещении 13 срабатывает пожарный извещатель 1, импульс от которого поступает на блок управления 12, фиксирующий пожар и подающий сигнал на включение погружного насоса 18 и закрытие электроуправляемого клапана 17. Насос имеет температуру жидкого азота, поэтому для начала работы ему не требуется времени на подготовку и захолаживание. На начальном этапе работы насоса режим движения жидкого азота по трубопроводу соответствует режиму при работе установки, изображенной на фиг.1. Разница заключается в том, что для закрытия обратного клапана 9 давление в трубопроводе после клапана должно превышать не давление в емкости 6, поддерживаемое редуктором (фиг.1), а давление в напорном патрубке насоса 18 (фиг.2).In case of fire in the protected room 13, a fire detector 1 is triggered, the pulse from which is supplied to the control unit 12, which detects the fire and gives a signal to turn on the submersible pump 18 and close the electrically operated valve 17. The pump has a temperature of liquid nitrogen, so it does not take time to start work for preparation and cooling. At the initial stage of the pump, the mode of movement of liquid nitrogen through the pipeline corresponds to the mode during operation of the installation depicted in figure 1. The difference lies in the fact that to close the check valve 9, the pressure in the pipeline after the valve should not exceed the pressure in the tank 6 supported by the gearbox (Fig. 1), but the pressure in the pressure port of the pump 18 (Fig. 2).

В зависимости от КПД насоса при его работе будет выделяться некоторое количество тепла. В предлагаемой установке выделение тепла от насоса приводит к дополнительному положительному эффекту, заключающемуся в том, что это тепло идет на нагрев и испарение жидкого азота, в который погружен насос. При испарении пары азота повышают давление внутри изотермической емкости на величину ΔР, которое поддерживается работой клапана избыточного давления 19. При увеличении давления внутри изотермической емкости 6 и на всасывающем патрубке насоса 18 производительность насоса увеличивается на величину ΔG согласно зависимости G=f(P,N,η,D), где N - мощность насоса, η - КПД насоса, D - диаметр трубопровода.Depending on the efficiency of the pump, a certain amount of heat will be generated during its operation. In the proposed installation, the heat from the pump leads to an additional positive effect, namely, that this heat is used to heat and evaporate the liquid nitrogen into which the pump is immersed. During evaporation, nitrogen vapor increases the pressure inside the isothermal tank by ΔР, which is supported by the operation of the overpressure valve 19. When the pressure inside the isothermal tank 6 and on the suction pipe of the pump 18 increases, the pump productivity increases by ΔG according to the dependence G = f (P, N, η, D), where N is the power of the pump, η is the efficiency of the pump, D is the diameter of the pipeline.

Новизна решения заключается в том, что предлагаемой установкой, кроме выполнения основного назначения по тушению пожара, впервые осуществляется режим ее работы по обеспечению в защищаемом объеме инертной газовой среды путем малоинтенсивной подачи паров через газосброс. При этом пары азота, имеющие пониженную температуру, способствуют снижению температуры газовой среды и поверхностей в объекте хранения и снижают содержание кислорода в газовой смеси путем вытеснения из нее воздуха с одновременным перемешиванием с оставшейся его частью.The novelty of the solution lies in the fact that the proposed installation, in addition to fulfilling the main purpose of extinguishing a fire, for the first time implements its operation mode to provide an inert gas medium in a protected volume by means of low-intensity vapor supply through a gas outlet. At the same time, nitrogen vapors having a lowered temperature contribute to lowering the temperature of the gaseous medium and surfaces in the storage object and reduce the oxygen content in the gas mixture by displacing air from it while mixing it with the remaining part.

Также новым является решение использования потерь насоса на нагрев для увеличения его производительности.Also new is the solution to using pump heat losses to increase its performance.

Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью существенных признаков, дающих дополнительный положительный результат по обеспечению безущербного хранения материалов и предотвращения возгорания, а также позволяет значительно сократить время подачи расчетного количества огнетушащего вещества и время тушения, используя при этом дополнительные механизмы тушения пламени, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".Thus, the claimed technical solution is characterized by a new set of essential features that give an additional positive result to ensure lossless storage of materials and prevent fire, and also can significantly reduce the supply time of the estimated amount of extinguishing agent and the extinguishing time, using additional flame extinguishing mechanisms, which allows to conclude that the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".

Доказательством решения поставленной задачи является следующее:The proof of the solution of the problem is the following:

1. Заявленное техническое решение дает технико-экономический эффект, заключающийся в расширении функциональных возможностей в режиме эксплуатации автоматической установки газового пожаротушения, позволяющих увеличить срок безущербного хранения материалов, путем подавления жизнедеятельности биологических агентов и замедления процессов старения фактуры хранимых материалов за счет вытеснения из объекта хранения воздуха газообразным азотом с пониженной температурой. Одновременно газовая смесь с такими параметрами обеспечивает снижение возможности возгорания материалов.1. The claimed technical solution gives a technical and economic effect, which consists in expanding the functionality in the operating mode of an automatic gas fire extinguishing installation, which allows to increase the life of a wasteless storage of materials by suppressing the life of biological agents and slowing down the aging process of the texture of stored materials by displacing air from the storage facility low temperature nitrogen gas. At the same time, a gas mixture with such parameters reduces the possibility of ignition of materials.

2. Применение новых технических решений позволяет сократить время подачи огнетушащего вещества в защищаемое помещение и повышает надежность установки пожаротушения.2. The use of new technical solutions allows to reduce the time of supply of a fire extinguishing agent to the protected room and increases the reliability of the fire extinguishing installation.

3. При тушении пожара используется совокупность механизмов тушения, повышающих эффективность применения в качестве огнетушащего средства жидкого азота, в том числе для осветления воздушной среды помещения и удаления продуктов горения.3. When extinguishing a fire, a set of extinguishing mechanisms is used that increase the efficiency of the use of liquid nitrogen as a fire extinguishing agent, including to lighten the air environment of the room and remove combustion products.

Для изготовления предложенной автоматической установки азотного пожаротушения применяются промышленные образцы изделий, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности "промышленная применимость".For the manufacture of the proposed automatic nitrogen fire extinguishing installation, industrial samples of products are used, which allows us to conclude that the invention meets the patentability condition "industrial applicability".

ЛитератураLiterature

1. Заявка на изобретение №2000103523 от 15.02.2000 “Способ профилактики пожаров всех видов, заключающийся в создании системы, обеспечивающей доставку в защищаемое пространство азота в жидкой фазе”, авторы А.А.Буряков, В.В.Чубаров.1. Application for invention No.2000103523 dated 02.15.2000 “A method for the prevention of fires of all types, which consists in creating a system that ensures the delivery of nitrogen into the protected space in the liquid phase”, by A. A. Buryakov, V. V. Chubarov.

2. Заявка на изобретение №99124977 от 02.12.1999 “Способ тушения пожара и устройство для его осуществления”, авторы В.В.Шишкин, С.А.Ли.2. Application for invention No. 99124977 dated 02.12.1999 “Method of extinguishing a fire and a device for its implementation”, the authors VV Shishkin, S. A. Li.

3. Авторское свидетельство СССР №1678391 от 1991 года “Автоматическая установка азотного пожаротушения”, авторы В.А.Юдин, В.П.Бабуров, Ю.В.Быстров, Л.В.Литвинов, O.K.Белокопытов.3. USSR author's certificate No. 1678391 of 1991 “Automatic installation of nitrogen fire extinguishing”, authors V. A. Yudin, V. P. Baburov, Yu. V. Bystrov, L. V. Litvinov, O.K. Belokopytov.

Claims (9)

1. Способ объемного тушения пожара, заключающийся в том, что фиксируют возникновение очага возгорания в защищаемом помещении, подачу огнетушащего вещества от емкости хранения к защищаемому помещению осуществляют по трубопроводу под избыточным давлением, а раздачу огнетушащего вещества в жидкой фазе осуществляют в нижней части помещения по его периметру, при этом выпуск огнетушащего вещества осуществляют разбрызгиванием, отличающийся тем, что огнетушащее вещество разбрызгивают на поверхности конструкции помещения, используя для испарения жидкой фазы огнетушащего вещества теплоту, аккумулированную в указанных конструкциях, контролируют давление в трубопроводе при испарении в нем огнетушащего вещества, а подачу новых порций огнетушащего вещества от емкости хранения осуществляют при снижении давления в трубопроводе по мере выхода газообразной фазы огнетушащего вещества в защищаемое помещение.1. The method of volumetric fire extinguishing, namely, that the occurrence of a fire source in a protected room is recorded, the extinguishing agent is supplied from the storage tank to the protected room through a pipeline under excessive pressure, and the distribution of the extinguishing agent in the liquid phase is carried out in its lower part perimeter, while the release of the extinguishing agent is carried out by spraying, characterized in that the extinguishing agent is sprayed on the surface of the building structure, using for eniya liquid phase extinguishing agent heat accumulated in these structures, control the line pressure during evaporation extinguishing agent therein, and supplying the new portions of the extinguishing agent from the storage tank is performed while reducing the pressure in the pipeline as the release of the gaseous phase of extinguishing agent to the protective room. 2. Способ тушения по п.1, отличающийся тем, что при превышении давления огнетушащего вещества в трубопроводе над давлением в емкости хранения осуществляют выпуск газообразной фазы испарившегося в трубопроводе огнетушащего вещества в защищаемое помещение.2. The extinguishing method according to claim 1, characterized in that when the pressure of the extinguishing agent in the pipeline exceeds the pressure in the storage tank, the gaseous phase of the extinguishing agent vaporized in the pipeline is released into the protected room. 3. Способ тушения по п.1, отличающийся тем, что в режиме ожидания трубопровод заполняют испарившейся из емкости хранения газовой фазой огнетушащего вещества.3. The extinguishing method according to claim 1, characterized in that in standby mode, the pipeline is filled with the gas phase of the extinguishing agent vaporized from the storage tank. 4. Способ тушения по п.1, отличающийся тем, что в режиме ожидания осуществляют контроль за избыточным давлением огнетушащего вещества в емкости хранения и при превышении давления отвод газообразной фазы испарившегося огнетушащего вещества осуществляют в защищаемое помещение, а свободный выход огнетушащего вещества из трубопровода предотвращают герметизацией выпускных насадок мембранами.4. The extinguishing method according to claim 1, characterized in that in standby mode they control the excess pressure of the extinguishing agent in the storage tank and, when the pressure is exceeded, the gaseous phase of the evaporated extinguishing agent is discharged into the protected room, and the free exit of the extinguishing agent from the pipeline is prevented by sealing exhaust nozzles with membranes. 5. Способ тушения по п.1, отличающийся тем, что выпуск огнетушащего вещества из емкости хранения осуществляют до уровня, обеспечивающего поддержание температуры хранения жидкого азота внутри емкости в течение времени до следующей заправки.5. The extinguishing method according to claim 1, characterized in that the release of the extinguishing agent from the storage tank is carried out to a level that maintains the storage temperature of liquid nitrogen inside the tank for a time until the next refueling. 6. Способ тушения по п.1, отличающийся тем, что избыточное давление огнетушащего вещества в трубопроводе создают погружным насосом, который в режиме ожидания заполнен огнетушащим веществом в жидкой фазе.6. The extinguishing method according to claim 1, characterized in that the excess pressure of the extinguishing agent in the pipeline is created by a submersible pump, which in standby mode is filled with an extinguishing agent in the liquid phase. 7. Устройство для объемного тушения пожара, содержащее датчики обнаружения пожара, подключенные к входу блока управления, изотермическую емкость хранения с огнетушащим веществом и заправочным трубопроводом, систему наддува, связанную с изотермической емкостью трубопроводами с электроуправляемыми клапанами, и трубопровод подачи огнетушащего вещества от изотермической емкости к защищаемому помещению, отличающееся тем, что последний снабжен обратным клапаном, установленным на выходе из изотермической емкости, и клапаном избыточного давления, установленным на раздаточном участке, а выпускные насадки снабжены мембранами.7. A device for volumetric fire extinguishing, containing fire detection sensors connected to the input of the control unit, an isothermal storage tank with a fire extinguishing agent and a filling pipe, a pressurization system associated with an isothermal tank with pipelines with electrically controlled valves, and a fire extinguishing agent supply pipe from the isothermal tank to protected room, characterized in that the latter is equipped with a check valve installed at the outlet of the isothermal tank, and an excess valve for detecting mounted on the dispensing portion, and outlet nozzle provided with membranes. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что заправочный трубопровод соединен с газосбросом, снабженным рукавом и электроуправляемым клапаном, связанным с пультом управления.8. The device according to claim 7, characterized in that the filling pipe is connected to a gas outlet, provided with a sleeve and an electrically controlled valve associated with the control panel. 9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оно имеет погружной насос для подачи огнетушащего вещества в защищаемое помещение.9. The device according to claim 7, characterized in that it has a submersible pump for supplying a fire extinguishing substance to the protected room.
RU2004101364/12A 2004-01-21 2004-01-21 Volumetric fire-extinguishing method and device RU2253492C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004101364/12A RU2253492C1 (en) 2004-01-21 2004-01-21 Volumetric fire-extinguishing method and device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004101364/12A RU2253492C1 (en) 2004-01-21 2004-01-21 Volumetric fire-extinguishing method and device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2253492C1 true RU2253492C1 (en) 2005-06-10

Family

ID=35834413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004101364/12A RU2253492C1 (en) 2004-01-21 2004-01-21 Volumetric fire-extinguishing method and device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2253492C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8256524B2 (en) 2005-11-10 2012-09-04 Airbus Operations Gmbh Fire protection with fuel cell exhaust air
US8813860B2 (en) 2005-11-10 2014-08-26 Airbus Operations Gmbh Fuel cell system for extinguishing fires
CN107715357A (en) * 2017-10-20 2018-02-23 广东锐捷安全技术股份有限公司 A kind of extinguishing device
CN115414620A (en) * 2022-08-15 2022-12-02 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 Liquid nitrogen extinguishing device based on preaction system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8256524B2 (en) 2005-11-10 2012-09-04 Airbus Operations Gmbh Fire protection with fuel cell exhaust air
US8567516B2 (en) 2005-11-10 2013-10-29 Airbus Operations Gmbh Fire protection with fuel cell exhaust air
US8813860B2 (en) 2005-11-10 2014-08-26 Airbus Operations Gmbh Fuel cell system for extinguishing fires
RU2565493C2 (en) * 2005-11-10 2015-10-20 Эйрбас Оперейшнз Гмбх System and method of fire protection
CN107715357A (en) * 2017-10-20 2018-02-23 广东锐捷安全技术股份有限公司 A kind of extinguishing device
CN115414620A (en) * 2022-08-15 2022-12-02 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 Liquid nitrogen extinguishing device based on preaction system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0754904B1 (en) Cryogenic pump system
RU2468844C2 (en) Method and device to prevent and/or extinguish fires in closed spaces
NO311788B1 (en) Procedure for extinguishing fire
US9341314B2 (en) Underwater oil pipeline heating systems
JP5917156B2 (en) Explosion suppression device
RU2253492C1 (en) Volumetric fire-extinguishing method and device
CN112412526A (en) Coal mine gas and fire disaster co-treatment system and use method thereof
US20080283255A1 (en) Liquid Nitrogen Enabler Apparatus
CN2550002Y (en) Fixed fire extinguisher
WO1998011948A1 (en) Explosion-protecting and extinguishing method as well as automatic safety apparatus for the tanks restoring inflammable liquids
RU2695741C1 (en) Device for fire extinguishing by steam
JP2014168741A (en) Application method of volatile organic compound processing unit
RU2716297C1 (en) Fire-fighting method in ground tanks
RU2101055C1 (en) Method of fire prevention and ecological protection of oil product storage tanks
RU2225731C2 (en) Method of conflagrant petroleum volumetric extinguishing inside a furnace of petroleum heating and installation for its realization
FR2619014A1 (en) FIRE FIGHTING METHOD USING LIQUID NITROGEN AS EXTINGUISHING AGENT AND FIRE FIGHTING VEHICLE USING THE SAME
EP3010600B1 (en) System and method for limiting explosion hazard
KR20230038832A (en) Liquid gas feeding system
CN112361356B (en) Natural gas dry-type thermal oxidation discharging equipment
RU140545U1 (en) INSTALLATION OF GAS EXTINGUISHING OF OIL PRODUCTS WITH A FLOATING PLATE IN VERTICAL STEEL TANKS
RU2457995C1 (en) Oil product storage system
RU23389U1 (en) INSTALLATION FOR VOLUME EXTINGUISHING OF BURNING OIL INSIDE A FURNACE FOR ITS HEATING
JPH09262307A (en) Fire extinguishing device
JPH0914869A (en) Liquefied gas vaporizer
RU188570U1 (en) FIRE EXTINGUISHER

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060122