RU2578570C1

RU2578570C1 - Fire extinguishing module with drencher heads

Info

Publication number: RU2578570C1
Application number: RU2015106872/12A
Authority: RU
Inventors: Мария Олеговна Стареева
Original assignee: Мария Олеговна Стареева
Priority date: 2015-03-02
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2016-03-27

Abstract

FIELD: fire safety.

SUBSTANCE: invention relates to firefighting equipment. Fire-fighting module includes a housing, in which there is a cylinder with a siphon tube, pressure indicator. At outlet of a balloon there is a lock-start gear of pyrotechnical type. Sprayer is made in form of a drencher head. Sprayer made up of sleeve, to which by means of arches is fixed a socket. Socket is part of spherical surface confined by inner and outer hemispheres. Grooves are made on spherical surface. In peripheral part of hemisphere there are orifices. Axially symmetric to spray element there is a blocking valve made in form of a ball fixed by a spring located inside central sleeve. In side surface of central bushing are made inclined towards outlet orifices with their axes intersecting at point located on axis of central bushing, and make an acute angle to said axis in plane of drawing.

EFFECT: technical result is high efficiency of fire extinguishing due to increased speed of operation.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для тушения пожаров автоматическими стационарными или мобильными установками с использованием распыленной нейтральным газом жидкости (воды) в учреждениях культуры, в помещениях вычислительной техники, на судах, самолетах, складах и других объектах, в которых находятся люди и ценное оборудование.The invention relates to the field of fire fighting equipment and is intended to extinguish fires with automatic stationary or mobile installations using liquid (water) sprayed with neutral gas in cultural institutions, in computer facilities, on ships, aircraft, warehouses and other objects in which people and valuable equipment.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является модуль пожаротушения по патенту РФ №2112572, включающий корпус, изготовленный из профилированных стальных полос, в который вертикально установлен баллон с сифонной трубкой, разделенный уровнем жидкости на жидкостный и газовый объемы и заполненный огнетушащей жидкостью, находящейся под давлением сжатого газа, сигнализатор давления, причем на выходе из баллона установлено запорно-пусковое устройство пиротехнического типа, соединенное электрически через прибор с дымовыми извещателями, и гидравлически - с распылителем, соединенным с сифонной трубкой, причем распылитель выполнен с цилиндрической внутренней полостью, в которую установлен с радиальным зазором инверсор газожидкостного потока, выполненный в виде глухого стакана с боковыми отверстиями, площадь которых превосходит площадь выходных отверстий распылителя (прототип).The closest in technical essence and the achieved result is the fire extinguishing module according to the patent of the Russian Federation No. 2112572, including a housing made of profiled steel strips, in which a cylinder with a siphon tube is vertically mounted, separated by a liquid level into a liquid and gas volumes and filled with a fire extinguishing liquid under the pressure of the compressed gas, a pressure switch, and at the exit from the cylinder, a pyrotechnic-type locking and starting device is installed, electrically connected through the device to smoke detectors, and hydraulically - with a spray connected to a siphon tube, the spray made with a cylindrical internal cavity, in which a gas-liquid flow inverter is installed with a radial clearance, made in the form of a blind glass with side openings whose area exceeds the area of the spray outlets (prototype )

Недостаток устройства заключается в сравнительно небольшом быстродействии распылителя и невысокой степени мелких фракций жидкости в огнетушащей смеси.The disadvantage of this device is the relatively low speed of the atomizer and the low degree of small fractions of the liquid in the fire extinguishing mixture.

Технический результат - повышение эффективности пожаротушения за счет увеличения быстродействия.The technical result is an increase in the efficiency of fire fighting by increasing speed.

Это достигается тем, что в модуле пожаротушения, включающем корпус, изготовленный из профилированных стальных полос, в который вертикально установлен баллон с сифонной трубкой, разделенный уровнем жидкости на жидкостный и газовый объемы и заполненный огнетушащей жидкостью, находящейся под давлением сжатого газа, сигнализатор давления, причем на выходе из баллона установлено запорно-пусковое устройство пиротехнического типа, соединенное электрически через прибор управления с дымовыми извещателями и гидравлически - с распылителем, соединенным с сифонной трубкой, распылитель выполнен в виде дренчерной головки, корпус которой выполнен в виде центральной втулки с внешней шестигранной и внутренней цилиндрической поверхностями, при этом с двух торцевых сторон центральной втулки выполнена внутренняя резьба, причем к одной из торцевых сторон осесимметрично крепится, посредством контргайки, подводящий патрубок, а к другой - распыливающий элемент, выполненный в виде втулки, внутренний диаметр которой равен внутреннему диаметру подводящего патрубка и к которой посредством дуг, расположенных по конической поверхности, крепится розетка, представляющая собой часть сферической поверхности, ограниченной внутренней и внешней полусферами, при этом центр полусферы лежит на линии, соединяющей оси центральной втулки и ось подводящего патрубка, а на сферической поверхности, с ее внешней стороны, выполнены, по крайней мере, три паза, оси которых расположены на радиальных по отношению к полусфере линиях, а в периферийной части полусферы выполнены, по крайней мере, три дроссельных отверстия, центры которых лежат в плоскости, параллельной диаметральной плоскости полусферы, которая перпендикулярна оси подводящего патрубка, причем осесимметрично распыливающему элементу расположен блокирующий клапан, выполненный в виде шара, фиксируемого пружиной, расположенной внутри центральной втулки, к конической поверхности, выполненной на конце подводящего патрубка, обращенном в сторону распыливающего элемента, а в боковой поверхности центральной втулки с внешней шестигранной и внутренней цилиндрической поверхностями, выполнены, по крайней мере, три наклонных в сторону розетки, дроссельных отверстия, оси которых пересекаются в точке, лежащей на оси центральной втулки, и составляют острый угол с этой осью в плоскости чертежа.This is achieved by the fact that in the fire extinguishing module, which includes a housing made of profiled steel strips, in which a cylinder with a siphon tube is vertically mounted, separated by a liquid level into liquid and gas volumes and filled with a fire extinguishing liquid under pressure of a compressed gas, a pressure signaling device, and at the outlet of the cylinder, a pyrotechnic type locking and starting device is installed, electrically connected via a control device with smoke detectors and hydraulically - with a spray gun, soy dyna with a siphon tube, the sprayer is made in the form of a deluge head, the body of which is made in the form of a central sleeve with an external hexagonal and internal cylindrical surfaces, while an internal thread is made on the two end sides of the central sleeve, and it is axisymmetrically attached to one of the end sides by means of a lock nut , the inlet pipe, and to the other, a spray element made in the form of a sleeve, the inner diameter of which is equal to the inner diameter of the inlet pipe and to which by ug located on a conical surface, a socket is attached, which is a part of a spherical surface bounded by internal and external hemispheres, while the center of the hemisphere lies on the line connecting the axis of the central sleeve and the axis of the inlet pipe, and on the spherical surface, from its outer side, are made at least three grooves whose axes are located on lines radial with respect to the hemisphere, and at least three throttle openings are made in the peripheral part of the hemisphere, the centers of which lie in a plane parallel to the diametrical plane of the hemisphere, which is perpendicular to the axis of the inlet pipe, and an axisymmetric to the spraying element is a blocking valve made in the form of a ball, fixed by a spring located inside the Central sleeve, to a conical surface made at the end of the inlet pipe facing the spraying element, and in the lateral surface of the Central sleeve with an external hexagonal and internal cylindrical surfaces, at least three inclined towards the outlet orifice, the axes of which intersect at a point lying on the central axis of the sleeve, and form an acute angle with this axis in the plane of the drawing.

На фиг .1 представлена схема модуля пожаротушения с дренчерными головками, на фиг. 2 - схема дренчерной головки.In Fig. 1 presents a diagram of a fire extinguishing module with deluge heads, in Fig. 2 is a diagram of a deluge head.

Модуль пожаротушения распыленной жидкостью содержит корпус 1 (фиг. 1), изготовленный из профилированных стальных полос, в который установлен баллон 2, разделенный уровнем жидкости на жидкостный 3 и газовый 4 объемы, баллон 2 снабжен сифонной трубкой, выполненной из двух последовательно запрессованных участков, жидкостного 5 и газового 6, в месте их соединения участок 6 сифонной трубки, расположенный в газовом объеме 4, снабжен шестью сквозными боковыми отверстиями 7, суммарное проходное сечение которых в 4,5 раза меньше проходного сечения участка 6 сифонной трубки, на этом участке сифонной трубки на выходе из баллона 2 установлено запорно-пусковое устройство (ЗПУ) 8 пиротехнического типа; трубопровод 9, который направляет газожидкостный поток от ЗПУ 8 к распылителю 10, выполненному в виде дренчерной головки (фиг. 2). Количество дренчерных головок 10 рассчитывается исходя из характеристик защищаемого помещения или объекта (на чертеже не показано). Для обеспечения автоматического режима пожаротушения ЗПУ 8 соединено электрически через прибор 11 с дымовыми извещателями 12. Наличие необходимого для работы модуля давления наддува баллона 2 фиксируется сигнализатором давления 13, электрическим кабелем 14 соединенным с прибором 11 и с дымовыми извещателями 12.The sprayed liquid fire extinguishing module contains a housing 1 (Fig. 1) made of profiled steel strips, in which a cylinder 2 is installed, divided by a liquid level into liquid 3 and gas 4 volumes, cylinder 2 is equipped with a siphon tube made of two successively pressed sections of liquid 5 and gas 6, in the place of their connection, the section 6 of the siphon tube located in the gas volume 4 is equipped with six through side openings 7, the total passage section of which is 4.5 times less than the passage section of the section a siphon tube 6, this portion of the siphon pipe at the outlet of the cylinder 2 is mounted locking-starting device (LSD) 8 pyrotechnic type; pipeline 9, which directs the gas-liquid flow from the ZPU 8 to the atomizer 10, made in the form of a deluge head (Fig. 2). The number of deluge heads 10 is calculated based on the characteristics of the protected premises or facility (not shown in the drawing). To ensure automatic fire extinguishing, the ZPU 8 is electrically connected through the device 11 to smoke detectors 12. The presence of the required boost pressure module for the cylinder 2 is fixed by a pressure signaling device 13, an electric cable 14 connected to the device 11 and to the smoke detectors 12.

Дренчерная головка (фиг. 2) содержит корпус, выполненный в виде центральной втулки 16 с внешней шестигранной и внутренней цилиндрической поверхностями, при этом с двух торцевых сторон центральной втулки 16 выполнена внутренняя резьба, причем к одной из торцевых сторон осесимметрично крепится, посредством контргайки 19, подводящий патрубок 20, а к другой - распыливающий элемент, выполненный в виде втулки 15, внутренний диаметр которой равен внутреннему диаметру подводящего патрубка 20. К втулке 15 посредством дуг 21, расположенных по конической поверхности, крепится розетка 22, представляющая собой часть сферической поверхности 25, ограниченной внутренней и внешней полусферами, и имеющей толщину «s». При этом центр полусферы лежит на линии, соединяющей оси центральной втулки 15 и ось подводящего патрубка 20. На сферической поверхности 25, с ее внешней стороны, выполнены, по крайней мере, три паза 23, оси которых расположены на радиальных по отношению к полусфере линиях, а в периферийной части полусферы выполнены, по крайней мере, три дроссельных отверстия 24, центры которых лежат в плоскости, параллельной диаметральной плоскости полусферы, которая перпендикулярна оси подводящего патрубка 20.The deluge head (Fig. 2) contains a housing made in the form of a central sleeve 16 with an external hexagonal and internal cylindrical surfaces, while an internal thread is made on the two end sides of the central sleeve 16, and is fixed axisymmetrically to one of the end sides by means of a lock nut 19, the supply pipe 20, and to the other, a spray element made in the form of a sleeve 15, the inner diameter of which is equal to the internal diameter of the supply pipe 20. To the sleeve 15 by means of arcs 21 arranged along a conical erhnosti fastened socket 22, which is a part of a spherical surface 25 bounded by the inner and outer hemispheres, and having a thickness «s». The center of the hemisphere lies on the line connecting the axis of the central sleeve 15 and the axis of the inlet pipe 20. On the spherical surface 25, from its outer side, at least three grooves 23 are made, the axes of which are located on the lines radial with respect to the hemisphere, and in the peripheral part of the hemisphere made at least three throttle holes 24, the centers of which lie in a plane parallel to the diametrical plane of the hemisphere, which is perpendicular to the axis of the inlet pipe 20.

Осесимметрично распыливающему элементу расположен блокирующий клапан, выполненный в виде шара 18, фиксируемого пружиной 17, расположенной внутри центральной втулки 16, к конической поверхности 26, выполненной на конце подводящего патрубка 20, обращенном в сторону распыливающего элемента. В боковой поверхности 27 центральной втулки 16 с внешней шестигранной и внутренней цилиндрической поверхностями выполнены, по крайней мере, три наклонных в сторону розетки 22, дроссельных отверстия 26, оси которых пересекаются в точке, лежащей на оси центральной втулки 16, и составляют острый угол с этой осью в плоскости чертежа.An axisymmetric to the spray element is a blocking valve made in the form of a ball 18 fixed by a spring 17 located inside the central sleeve 16 to a conical surface 26 made at the end of the inlet pipe 20 facing the spray element. In the lateral surface 27 of the central sleeve 16 with the external hexagonal and internal cylindrical surfaces, at least three inclined toward the outlet 22, throttle holes 26, the axes of which intersect at a point lying on the axis of the central sleeve 16, are made and make an acute angle with this axis in the drawing plane.

В производственном здании устанавливают систему, состоящую из источника водоснабжения, представляющего собой резервуар с водой и систему водозабора с фильтром и насосом, монтируют сеть магистральных и распределительных трубопроводов (не показано), на которых закрепляют дренчерные головки и обеспечивают сеть постоянно заполненным жидким огнетушащим составом, предназначенным для местного тушения и локализации очага пожара в помещении.In the production building, a system is installed consisting of a water supply source, which is a water tank and a water intake system with a filter and a pump, a network of main and distribution pipelines (not shown) is mounted, on which deluge heads are fixed, and a network is provided with a constantly filled liquid extinguishing composition intended for local extinguishing and localization of the fire source indoors.

Дренчерная головка работает следующим образом.Drencher head works as follows.

В исходном состоянии пружина 17 прижимает шар 18 к подводящему патрубку 20 с обеспечением герметичности и исключением утечки жидкости из распределительного трубопровода (не показан). При возникновении опасности пожара и инициировании избыточного давления от магистрального трубопровода с давлением 4÷10 атмосфер последнее отжимает шар 18 со сжатием пружины 17, и поток жидкости устремляется по двум направлениям: первое - через дроссельные отверстия 28, оси которых пересекаются в точке, лежащей на оси центральной втулки 16, а второе - к распыливающему элементу 22, создавая водяную завесу.In the initial state, the spring 17 presses the ball 18 to the inlet pipe 20 to ensure tightness and the exclusion of fluid leakage from the distribution pipe (not shown). In the event of a fire hazard and the initiation of excess pressure from the main pipeline with a pressure of 4 ÷ 10 atmospheres, the latter presses the ball 18 with the compression of the spring 17, and the fluid flow rushes in two directions: the first through the throttle holes 28, the axes of which intersect at a point lying on the axis the Central sleeve 16, and the second to the spray element 22, creating a water curtain.

При регулировке в случае самопроизвольного дренирования жидкости вращением втулки 16 сжимается пружина 17 с увеличением поджатия шара 18 до полного перекрытия подводящего патрубка 20 и обеспечения герметичности. Окончательное положение втулки фиксируется контргайкой 19. В случае отсутствия дренирования из оросителя регулировка последнего выполняется вращением втулки 16 в обратную сторону с разжимом пружины 17, уменьшением поджатия шара 18, появления протока жидкости и последующей небольшой подкрутки втулки 16 до полного перекрытия центрального отверстия подводящего патрубка 20. Окончательно положение втулки фиксируется контргайкой 19. Таким образом, в системе распределительных трубопроводов огнетушащая жидкость в состоянии готовности находится всегда у входов распыливающих элементов, что обеспечивает практически мгновенное срабатывание системы распыления и в целом снижает инерционность срабатывания автоматической системы пожарной защиты до долей секунды.When adjusting in the case of spontaneous drainage of fluid by rotation of the sleeve 16, the spring 17 is compressed with an increase in the preload of the ball 18 until the supply pipe 20 is completely blocked and tightness is ensured. The final position of the sleeve is fixed with a lock nut 19. If there is no drainage from the sprinkler, the latter is adjusted by rotating the sleeve 16 in the opposite direction with the spring 17 open, reducing the pressure of the ball 18, the appearance of a fluid duct and the subsequent slight twisting of the sleeve 16 until the central opening of the inlet pipe 20 is completely closed. Finally, the position of the sleeve is fixed by lock nut 19. Thus, in the distribution piping system, the extinguishing fluid is in a ready state always at the inputs of the spraying elements, which ensures almost instantaneous operation of the spraying system and, in general, reduces the inertia of the automatic fire protection system to a fraction of a second.

Дренчерная головка обеспечивает повышение быстродействия и надежности систем пожарной защиты, повышение технологичности изготовления и настройки, герметичность в рабочем положении и позволяет орошать одним дренчером в зависимости от конструкции и диаметра проходного отверстия 6…36 м² площади пола помещения. В качестве средства пожаротушения вместо воды может использоваться раствор пенообразователя. Возможно использование со следующими видами огнетушащего вещества: вода, водные растворы, пена. Кратность пены - 13,2%, концентрация - 3%. В качестве пенообразователя в таких системах пожаротушения применяется фторсинтетический пенообразователь типа "Мультипена". Работает также на 6%-водном растворе фторсодержащего пенообразователя "Подслойный" в условиях задымления помещения.The deluge head improves the speed and reliability of fire protection systems, improves the manufacturability and settings, tightness in the working position and allows you to irrigate with one deluge depending on the design and diameter of the through hole 6 ... 36 m ² the floor area of the room. Instead of water, a foaming agent solution may be used as a fire extinguishing agent. It is possible to use with the following types of extinguishing agent: water, aqueous solutions, foam. The multiplicity of the foam is 13.2%, the concentration is 3%. As a foaming agent in such fire extinguishing systems, a fluorosynthetic foaming agent of the "Multipena" type is used. It also works on a 6% aqueous solution of fluorinated foaming agent "Sublayer" in the conditions of smoke in the room.

Работа модуля пожаротушения распыленной жидкостью осуществляется следующим образом.The operation of the fire extinguishing module with atomized liquid is as follows.

Сначала в установленный вертикально баллон 2 через ЗПУ 8 и участок 5 сифонной трубки заливается огнетушащая жидкость, например вода. При этом баллон 2 заполняется жидкостью до боковых сквозных отверстий 7 в участке 6 сифонной трубки, так как находящийся в баллоне 2 газ дренируется только через названные отверстия и участок 6 сифонной трубки. Затем баллон 2 наддувают газом, например азотом, через ЗПУ 8 до заданного давления 1-3 мПа. После проведения операции заправки ЗПУ 8 закрывают, подсоединяют к нему трубопровод 9 с распылителем 10. О готовности модуля пожаротушения распыленной жидкостью судят по показаниям сигнализатора давления 13.First, a fire extinguishing liquid, for example, water, is poured into a vertically mounted cylinder 2 through the ZPU 8 and section 5 of the siphon tube. In this case, the cylinder 2 is filled with liquid to the lateral through holes 7 in the section 6 of the siphon tube, since the gas in the cylinder 2 is drained only through the aforementioned holes and the section 6 of the siphon tube. Then the cylinder 2 is pressurized with a gas, for example nitrogen, through the ZPU 8 to a predetermined pressure of 1-3 MPa. After the refueling operation, the ZPU 8 is closed, the pipeline 9 is connected to it with a spray 10. The readiness of the fire extinguishing module by the sprayed liquid is judged by the readings of the pressure switch 13.

При возникновении возгорания в защищаемом помещении извещатели 12 подают сигнал на прибор управления 11, который в свою очередь вырабатывает электрический импульс на открытие ЗПУ 8, например на подрыв пиропатрона. Под действием перепада давления сжатого газа в баллоне 2 жидкость через участок 5 сифонной трубки, а газ через сквозные боковые отверстия 7 совместно устремляются через участок 6 сифонной трубки, ЗПУ 8, трубопровод 9 в распылитель 10, выполненный в виде дренчерной головки. При любом давлении в баллоне 2 соотношение площадей 7, участков 5, 6 сифонной трубки обеспечивает подачу двухфазной смеси с одним и тем же газосодержанием.When a fire occurs in the protected room, the detectors 12 provide a signal to the control device 11, which in turn generates an electrical impulse to open the ZPU 8, for example, to detonate the squib. Under the action of the pressure difference of the compressed gas in the cylinder 2, the liquid flows through the section 5 of the siphon tube, and the gas through the through side openings 7 jointly flow through the section 6 of the siphon tube, ZPU 8, pipe 9 into the atomizer 10, made in the form of a deluge head. At any pressure in the cylinder 2, the ratio of the areas 7, sections 5, 6 of the siphon tube ensures the supply of a two-phase mixture with the same gas content.

О полной выработке газа и жидкости из баллона 2 судят по сигнализатору давления 13, который подает сигнал на прибор управления 11. Предусмотрена возможность ручного запуска модуля пожаротушения распыленной жидкостью путем механического воздействия на ЗПУ 8.The complete production of gas and liquid from the cylinder 2 is judged by the pressure switch 13, which sends a signal to the control device 11. It is possible to manually start the fire extinguishing module with sprayed liquid by mechanical action on the ZPU 8.

Claims

A fire extinguishing module, comprising a housing made of profiled steel strips, in which a cylinder with a siphon tube is vertically mounted, separated by a liquid level into liquid and gas volumes, and filled with a fire extinguishing liquid under pressure of compressed gas, a pressure indicator, and at the outlet of the cylinder pyrotechnic type locking and starting device, electrically connected via a control device to smoke detectors, and hydraulically - with a spray connected to a siphon pipe oh, characterized in that the sprayer is made in the form of a deluge head, the body of which is made in the form of a central sleeve with an external hexagonal and internal cylindrical surfaces, while the internal thread is made on the two end sides of the central sleeve, and is mounted axisymmetrically to one of the end sides, by lock nuts, the supply pipe, and to the other, a spray element made in the form of a sleeve, the inner diameter of which is equal to the internal diameter of the supply pipe, and to which by means of arcs located on a conical surface, a socket is attached, which is part of a spherical surface bounded by internal and external hemispheres, while the center of the hemisphere lies on the line connecting the axis of the central sleeve and the axis of the inlet pipe, and are made on the spherical surface from its outer side, at least three grooves whose axes are located on lines radial with respect to the hemisphere, and at least three throttle openings are made in the peripheral part of the hemisphere, the centers of which lie in the plane and parallel to the diametrical plane of the hemisphere, which is perpendicular to the axis of the inlet pipe, and axisymmetrically to the spraying element there is a blocking valve, made in the form of a ball, fixed by a spring located inside the central sleeve, to a conical surface made on the end of the inlet pipe facing the spraying element, and in the lateral surface of the Central sleeve with an external hexagonal and internal cylindrical surfaces made of at least three inclined in st the side of the outlet with throttle openings, the axes of which intersect at a point lying on the axis of the central sleeve, and make an acute angle with this axis in the plane of the drawing.