RU2577654C1

RU2577654C1 - Kochetov modular fire extinguishing system

Info

Publication number: RU2577654C1
Application number: RU2015103977/12A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2015-02-06
Filing date: 2015-02-06
Publication date: 2016-03-20

Abstract

FIELD: salvage operation.

SUBSTANCE: invention relates to firefighting equipment. Technical result is achieved by the fact that in the method of modular fire extinguishing, which is carried out by means of the vessel, storing fire-extinguishing substance, and the vessel, in which fire-extinguishing substance is stored, brackets are attached to the building structure of the room and discharge device is equipped with gas phase, combined with measuring probe for fire-extinguishing substance and stop-starting device, for example, electromagnetic type, which is connected via pipeline with tube for feeding fire extinguishing liquid into foam generator that is equipped with inputs for simultaneous supply of liquid and gas, the liquid supply is performed in two directions, comprises forcing fluid axially via feed branch pipe and series-connected and coaxial with it confusor and cylindrical nozzle, and tangential liquid supply is performed through coaxial with cylindrical nozzle in the form of cylinder-conical sleeve on cylindrical part accommodating Vortex annular chamber with branch pipe for supply of liquid, note that at the edges of the ring chamber are two rows of fluid feed tangential channels, having at least three tangential channels connecting the annular chamber with housing cylindrical chamber, to round plate is located perpendicular to axis of the vortex annular chamber and rigidly connected with housing cylindrical chamber, and in its end section perpendicular to round plate is attached slotted nozzle, which consists of two mutually perpendicular rectangular parallelepipeds with throttle through holes of rectangular section connected to the casing cavity.

EFFECT: higher efficiency of fire extinguishing due to usage of high-expansion foam.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к противопожарной технике.The invention relates to fire fighting equipment.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ пожаротушения по патенту РФ №2478409, в котором тушение пожара осуществляют посредством сосуда, в котором хранят огнетушащее вещество, и соединяют его с пусковым баллоном с рабочим газом (прототип).The closest in technical essence and the achieved result is the fire extinguishing method according to the patent of the Russian Federation No. 2478409, in which the fire is extinguished by means of a vessel in which the extinguishing agent is stored, and connected to a starting gas cylinder with a working gas (prototype).

Недостатком известной системы является сравнительно невысокая эффективность пожаротушения.A disadvantage of the known system is the relatively low fire extinguishing efficiency.

Технический результат - повышение эффективности пожаротушения за счет использования высокократной пены.The technical result is an increase in the efficiency of fire fighting through the use of high-foam.

Это достигается тем, что в системе модульного пожаротушения, который осуществляют посредством сосуда, в котором хранят огнетушащее вещество, а сосуд, в котором хранится огнетушащее вещество, крепят кронштейнами к строительной конструкции помещения и оснащают его устройством сброса газовой фазы, совмещенным с мерным щупом для огнетушащего вещества и запорно-пусковым устройством, например электромагнитного типа, которое соединено трубопроводом с трубкой для ввода огнетушащей жидкости в пеногенератор, который оснащают вводами для одновременной подачи жидкости и газа, при этом подачу жидкости осуществляют по двум направлениям, включающим осевую подачу жидкости через подводящий патрубок и последовательно соединенные и соосные с ним конфузор и цилиндрическое сопло, а тангенциальную подачу жидкости осуществляют через коаксиальный с цилиндрическим соплом корпус в виде цилиндро-конической гильзы, на цилиндрической части которой закреплена вихревая кольцевая камера с патрубком для подачи жидкости, при этом по краям кольцевой камеры выполняют два ряда подводящих жидкость тангенциальных каналов, имеющих по крайней мере три тангенциальных канала, соединяющих кольцевую камеру с цилиндрической полостью корпуса, к которой соосно прикрепляют круглую пластину, расположенную перпендикулярно оси вихревой кольцевой камеры, и жестко соединяют ее с цилиндрической полостью корпуса, а в ее концевом сечении перпендикулярно круглой пластине прикрепляют щелевое сопло, состоящее из двух взаимно перпендикулярных прямоугольных параллелепипедов с дроссельными сквозными отверстиям прямоугольного сечения, соединенными с полостью корпуса.This is achieved by the fact that in a modular fire extinguishing system, which is carried out by means of a vessel in which the extinguishing agent is stored, and the vessel in which the extinguishing agent is stored, is attached with brackets to the building’s building structure and equipped with a gas phase discharge device combined with a measuring probe for the extinguishing agent substances and a locking-starting device, for example, an electromagnetic type, which is connected by a pipe to a pipe for introducing extinguishing fluid into a foam generator, which is equipped with inputs for one belt supply of liquid and gas, while the fluid supply is carried out in two directions, including the axial fluid supply through the inlet pipe and the confuser and the cylindrical nozzle connected in series and coaxial with it, and the tangential fluid supply is carried out through a cylindrical-conical housing coaxial with the cylindrical nozzle sleeves, on the cylindrical part of which a vortex annular chamber is fixed with a nozzle for supplying liquid, while at the edges of the annular chamber there are two rows of supplying liquids tangential channels having at least three tangential channels connecting the annular chamber to the cylindrical cavity of the housing, to which are coaxially attached a circular plate located perpendicular to the axis of the vortex annular chamber, and rigidly connect it to the cylindrical cavity of the housing, and in its end section perpendicular to the circular plate attach a slit nozzle consisting of two mutually perpendicular rectangular parallelepipeds with throttle through-holes of rectangular cross section connected and with a body cavity.

На фиг. 1 представлена схема системы модульного пожаротушения, на фиг. 2 - схема пеногенератора вихревого типа, на фиг. 3 - вид А на фиг. 2.In FIG. 1 is a diagram of a modular fire extinguishing system, FIG. 2 is a diagram of a vortex type foam generator; FIG. 3 is a view A in FIG. 2.

Система модульного пожаротушения (фиг. 1) содержит сосуд 1, в котором хранится огнетушащая жидкость. Он крепится кронштейнами 3 к строительной конструкции 4 помещения и имеет устройство сброса газовой фазы 2, совмещенное с мерным щупом для огнетушащего вещества. Сосуд 1 оснащен запорно-пусковым автоматическим устройством 5 (ЗПУ), например электромагнитного типа, которое соединено трубопроводом 6 с вводом огнетушащей жидкости в пеногенератор 13.The modular fire extinguishing system (Fig. 1) contains a vessel 1 in which a fire extinguishing liquid is stored. It is attached by brackets 3 to the building construction 4 of the room and has a device for dumping the gas phase 2, combined with a measuring probe for extinguishing agent. The vessel 1 is equipped with a locking and starting automatic device 5 (ZPU), for example of the electromagnetic type, which is connected by a pipe 6 to the input of the extinguishing fluid into the foam generator 13.

Пеногенератор 13 вихревого типа (фиг. 1 и 2) содержит систему подачи жидкости по двум направлениям, включающую осевую подачу жидкости через подводящий патрубок 14 и последовательно соединенные и соосные с ним конфузор 16 и цилиндрическое сопло 17. Тангенциальная подача жидкости осуществляется через коаксиальный с цилиндрическим соплом 17 корпус 18 в виде цилиндрической гильзы, на цилиндрической части которой закреплена вихревая кольцевая камера 19 с патрубком 20 для подачи жидкости, при этом по краям кольцевой камеры 19 выполнены два ряда 21 и 22 подводящих жидкость тангенциальных каналов (не показано), при этом в каждом ряду имеются по крайней мере три тангенциальных канала, соединяющих кольцевую камеру 19 с цилиндрической полостью 23 корпуса 18, к которой соосно прикреплена круглая пластина 24 (фиг. 3), расположенная перпендикулярно оси вихревой кольцевой камеры 19, и жестко соединенная с цилиндрической полостью 23 корпуса 18, в ее концевом сечении, а перпендикулярно круглой пластине 24 прикреплено щелевое сопло 25, которое выполнено комбинированным и состоит из двух взаимно перпендикулярных прямоугольных параллелепипедов 26 и 27 с дроссельными сквозными отверстием прямоугольного сечения, соединенными с полостью корпуса 18.The vortex-type foam generator 13 (Figs. 1 and 2) contains a two-way fluid supply system, including an axial fluid supply through a supply pipe 14 and consecutively connected and coaxial with it a confuser 16 and a cylindrical nozzle 17. The tangential fluid supply is through a coaxial with a cylindrical nozzle 17, the housing 18 is in the form of a cylindrical sleeve, on the cylindrical part of which a vortex annular chamber 19 is fixed with a nozzle 20 for supplying liquid, while two rows 21 and 22 along fluid-leading tangential channels (not shown), in each row there are at least three tangential channels connecting the annular chamber 19 to the cylindrical cavity 23 of the housing 18, to which a circular plate 24 is coaxially attached (Fig. 3), perpendicular to the vortex axis annular chamber 19, and rigidly connected to the cylindrical cavity 23 of the housing 18, in its end section, and perpendicular to the round plate 24, a slotted nozzle 25 is attached, which is made combined and consists of two mutually perpendicular x rectangular parallelepipeds 26 and 27 to throttle the through hole of rectangular section, connected with the cavity of body 18.

Пеногенератор 13 вихревого типа работает следующим образом.Foam generator 13 vortex type operates as follows.

По трубопроводу 6 из сосуда 1, в котором хранится огнетушащая жидкость, осуществляется подача огнетушащей жидкости в пеногенератор 13 через подводящий патрубок 14, а также одновременно по воздуховоду 8 от турбокомпрессора 7 через осевой ввод 15 осуществляется подачи газа (воздуха) в камеру смешения 23 пеногенератора, где происходит образование двухфазного потока.Through the pipeline 6 from the vessel 1, in which the fire extinguishing liquid is stored, the extinguishing liquid is supplied to the foam generator 13 through the inlet pipe 14, and also simultaneously through the duct 8 from the turbocharger 7 through the axial inlet 15, gas (air) is supplied to the mixing chamber 23 of the foam generator, where is the formation of a two-phase flow.

Вихри жидкости впрыскиваются в камеру смешения 23 через размещенные в ней рядами 21 и 22 тангенциальные каналы, которые смешиваются с набегающим воздушным потоком из осевого ввода 15, в результате чего образуется газокапельный поток. Максимальные значения давления воздуха на входе в пеногенератор 13 и относительной концентрации воды в двухфазном потоке выбираются из условия предельно плотной упаковки частиц воды в воздушном потоке: gP=5,7108 Па, где Р - давление газа на входе в сопло; g - относительная концентрация воды в двухфазном потоке. Для достижения необходимой (свыше 50 м) дальности полета газокапельной струи давление газа (воздуха) на входе в сопло должно превышать Р=5,5105 Па;Liquid vortices are injected into the mixing chamber 23 through tangential channels placed in rows 21 and 22, which are mixed with the incoming air flow from the axial inlet 15, resulting in a gas-droplet flow. The maximum values of the air pressure at the inlet to the foam generator 13 and the relative concentration of water in the two-phase stream are selected from the condition of extremely tight packing of water particles in the air stream: gP = 5.7108 Pa, where P is the gas pressure at the inlet to the nozzle; g is the relative concentration of water in a two-phase flow. To achieve the required (over 50 m) range of a gas-droplet jet, the gas (air) pressure at the inlet to the nozzle must exceed P = 5.5105 Pa;

g=Gввoд/Gвoз=4,9,g = Gin / Gin = 4.9,

где Gввод=26 кг/с - массовый расход воды; Gвоз=5,3 кг/с - массовый расход воздуха; Тсм=298 К - температура двухфазного потока; L=1500 мм - длина корпуса 5 цилиндрической гильзы с соплом; D=50 мкм - средний диаметр капель воды в воздушном потоке.where Gin = 26 kg / s is the mass flow rate of water; Gvoz = 5.3 kg / s - mass air flow; Tcm = 298 K is the temperature of the two-phase flow; L = 1500 mm - the length of the body 5 of the cylindrical sleeve with a nozzle; D = 50 microns - the average diameter of water droplets in the air stream.

Созданный в камере смешения 23 двухфазный поток при указанных выше параметрах разгоняется в щелевом комбинированном сопле 25 в двух взаимно перпендикулярных направлениях по дроссельным сквозным отверстиям прямоугольного сечения, выполненных прямоугольных параллелепипедах 26 и 27. Использование одновременной комбинированной подачи огнетушащей жидкости и газа (воздуха) позволяет компактировать газокапельную струю при относительно однородном распределении капель воды по сечению струи и расширить зону подачи газокапельной струи.The two-phase flow created in the mixing chamber 23 with the above parameters is accelerated in the slotted combined nozzle 25 in two mutually perpendicular directions along the throttle through-holes of rectangular cross-section made by rectangular parallelepipeds 26 and 27. Using a simultaneous combined supply of fire extinguishing liquid and gas (air) allows you to compact gas-droplet jet with a relatively uniform distribution of water droplets over the jet cross section and expand the gas-droplet jet feed zone.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что двухфазный поток, параметры которого выбираются согласно вышеуказанным условиям, разгоняется в газодинамическом корпусе до скорости, при которой дальность полета газокапельной струи составляет 65 м.The results obtained indicate that a two-phase flow, the parameters of which are selected according to the above conditions, is accelerated in the gas-dynamic housing to a speed at which the range of the gas-droplet jet is 65 m.

Наиболее эффективно использование предложенного технического решения в противопожарной технике, особенно при тушении пожаров в труднодоступных очагах и объектах.The most effective use of the proposed technical solution in fire fighting equipment, especially when extinguishing fires in remote places and objects.

При среднем давлении подаваемой через камеру смешения 23 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости.At an average pressure supplied through the mixing chamber 23 of the liquid under a pressure of 6 ... 9 MPa, spraying is provided from 400 to 1000 kg / h of liquid.

В начале факела распыленная струя раствора пенообразователя имеет наибольшую скорость и за счет эжекции воздуха формируется пена с пузырьками как малого размера (2÷3 мм в поперечнике), так и с более крупными пузырьками (4÷12 мм в поперечнике). Таким образом, пеногенератор 13 вырабатывает полидисперсную (разноразмерную по пузырькам) пену, которая обладает свойством быстрого растекания по поверхности.At the beginning of the plume, the sprayed spray of the foaming agent solution has the highest speed and due to air ejection a foam is formed with bubbles of both small size (2–3 mm across) and larger bubbles (4–12 mm across). Thus, the foam generator 13 produces a polydisperse (differently sized in bubbles) foam, which has the property of rapid spreading over the surface.

По воздуховоду 8 от турбокомпрессора 7 сигнал на включение которого поступает одновременно с сигналом на включение запорно-пускового автоматического устройства 5 от блока управления 9 системой пожаротушения. Для обеспечения автоматического режима пожаротушения ЗПУ 5 и турбокомпрессор 7 соединены электрически через блок управления 9 с дымовыми извещателями 10, 11, 12.Through the duct 8 from the turbocharger 7, a signal to turn on comes simultaneously with a signal to turn on the shut-off-automatic device 5 from the control unit 9 of the fire extinguishing system. To ensure automatic fire extinguishing, the ZPU 5 and the turbocompressor 7 are electrically connected through the control unit 9 with smoke detectors 10, 11, 12.

Система модульного пожаротушения работает следующим образом.The modular fire extinguishing system operates as follows.

При возникновении возгорания в защищаемом помещении (не показано) извещатели 10, 11, 12 подают сигнал на блок управления 9, который в свою очередь вырабатывает электрический импульс на открытие ЗПУ 5 и включение турбокомпрессора 7.When a fire occurs in the protected room (not shown), the detectors 10, 11, 12 provide a signal to the control unit 9, which in turn generates an electrical impulse to open the switchgear 5 and turn on the turbocharger 7.

Сосуд 1, в котором хранится огнетушащее вещество, крепят кронштейнами к строительной конструкции 4 помещения и оснащают его устройством сброса 2 газовой фазы, совмещенным с мерным щупом для огнетушащего вещества и запорно-пусковым устройством (ЗПУ) 5, который соединяют трубопроводом 6 с вводом огнетушащей жидкости пеногенератора 13. Сигнал на включение турбокомпрессора 7 подают одновременно с сигналом на включение запорно-пускового автоматического устройства 5 от блока управления 9 системой пожаротушения. Для обеспечения автоматического режима пожаротушения ЗПУ 5 и турбокомпрессор 7 соединяют электрически через блок управления 9 с дымовыми извещателями 10, 11, 12.The vessel 1, in which the extinguishing agent is stored, is attached with brackets to the building structure 4 of the room and is equipped with a gas phase discharge device 2 combined with a measuring probe for the extinguishing agent and a locking-starting device (ZPU) 5, which is connected by a pipe 6 to the input of the extinguishing liquid foam generator 13. The signal to turn on the turbocharger 7 is supplied simultaneously with the signal to turn on the shut-off and automatic device 5 from the control unit 9 of the fire extinguishing system. To ensure automatic fire extinguishing, the ZPU 5 and the turbocompressor 7 are connected electrically through the control unit 9 with smoke detectors 10, 11, 12.

Жидкость, вытесняемая из емкости 1 сжатым газом, поступает через открытое запорно-пусковое устройство 5 в пеногенератор вихревого типа 13 и через подводящий патрубок 14 - в цилиндрическую камеру смешения 23. Кроме того, вихри жидкости впрыскиваются в камеру смешения 23 через размещенные в ней рядами 21 и 22 тангенциальные каналы для подвода огнетушащей жидкости, при этом одновременно по воздуховоду 8 от турбокомпрессора 7 через осевой ввод 15 осуществляется подачи газа (воздуха) в камеру смешения 23 пеногенератора, где происходит образование двухфазного потока. Потоки огнетушащей жидкости смешиваются с набегающим воздушным потоком из осевого ввода 15, в результате чего образуется газокапельный поток. В камере смешения 23 происходит смешение вихревого потока воздуха с жидкостью с образованием пены, которая представляет собой дисперсную систему, где пузырьки воздуха заключены в тонкие оболочки негорючей жидкости (водные растворы солей, кислот, поверхностно-активных веществ). Огнегасящий эффект пены основан на изоляции поверхности горящей жидкости от кислорода воздуха и нагретых горючих паров, выделяющихся с поверхности этой жидкости. Пена не только резко сокращает процесс испарения, но и охлаждает поверхность горящей жидкости. Воздушно-механическая пена образуется при механическом смешении воздуха и поверхностно-активного вещества (пенообразователь ПО-1 или ПО-6). В воздушно-механической пене содержится около 90% (по объему) воздуха и 10% водного раствора пенообразователя. Для тушения пожаров эффективнее применять высокократную воздушно-механическую пену, в которой содержится около 99% (по объему) воздуха, 0,96% воды и около 0,04% пенообразователя. Кратность обычной воздушно-механической пены 8÷12, а высокократной - 100 и более. Стойкость воздушно-механической пены: от 20 до 40 мин.The liquid displaced from the tank 1 with compressed gas enters through the open shut-off device 5 into the vortex-type foam generator 13 and through the inlet pipe 14 into the cylindrical mixing chamber 23. In addition, vortices of the liquid are injected into the mixing chamber 23 through the rows 21 arranged in it and 22 tangential channels for supplying the extinguishing fluid, while at the same time through the duct 8 from the turbocompressor 7 through the axial input 15, gas (air) is supplied to the mixing chamber 23 of the foam generator, where the formation of two znogo stream. The flow of extinguishing fluid is mixed with the incoming air stream from the axial inlet 15, resulting in a gas-droplet stream. In the mixing chamber 23, a vortex air stream is mixed with a liquid to form a foam, which is a dispersed system, where air bubbles are enclosed in thin shells of a non-combustible liquid (aqueous solutions of salts, acids, surfactants). The extinguishing effect of the foam is based on the isolation of the surface of the burning liquid from oxygen in the air and heated combustible vapors released from the surface of this liquid. Foam not only dramatically reduces the evaporation process, but also cools the surface of the burning liquid. Air-mechanical foam is formed by mechanical mixing of air and a surfactant (foaming agent PO-1 or PO-6). The air-mechanical foam contains about 90% (by volume) of air and 10% of an aqueous solution of a foaming agent. To extinguish fires, it is more efficient to use high-pressure air-mechanical foam, which contains about 99% (by volume) of air, 0.96% of water and about 0.04% of a foaming agent. The multiplicity of the usual air-mechanical foam is 8 ÷ 12, and the multiplicity is 100 or more. Durability of air-mechanical foam: from 20 to 40 minutes

Пену следует применять при горении хлопкового волокна других плохо смачивающихся волокнистых материалов. Особенно эффективна пена при тушении пожаров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), а также горючих жидкостей.Foam should be used when burning cotton fiber other poorly wettable fibrous materials. Foam is especially effective in extinguishing fires of flammable liquids (LVH), as well as combustible liquids.

Claims

A modular fire extinguishing system containing a vessel in which a fire extinguisher is stored, devices for supplying air and a fire extinguishing agent to a foam generator, a foam generator, characterized in that the vessel in which a fire extinguishing substance is stored is attached by brackets to the building structure and has a gas phase discharge device, combined with a measuring probe for extinguishing agent, while the vessel is equipped with a locking-starting automatic device, for example, an electromagnetic type, which is connected by a pipe to by introducing a fire extinguishing fluid into a foam generator, which contains a two-way fluid supply system, including an axial fluid supply through the inlet pipe and a confuser and a cylindrical nozzle connected in series and coaxial with it, while the tangential fluid supply is through a housing in the form of a cylindrical sleeve, coaxial with a cylindrical nozzle , on the cylindrical part of which a vortex annular chamber is fixed with a nozzle for supplying fluid, while two rows are made along the edges of the annular chamber fluid supplying tangential channels, and in each row there are at least three tangential channels connecting the annular chamber to the cylindrical cavity of the housing, to which is coaxially attached a circular plate located perpendicular to the axis of the vortex annular chamber and rigidly connected to the cylindrical cavity of the housing in its end section, and a slot nozzle is attached perpendicular to the round plate, which is made combined and consists of two mutually perpendicular rectangular parallelepipeds with other oscelny through holes of rectangular cross section, connected to the cavity of the housing.