RU2802241C1 - Модуль пожаротушения пеной высокой кратности - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к модулю пожаротушения пеной высокой кратности. Модуль содержит генератор пены высокой кратности, оснащенный стержнеобразными элементами, герметичный корпус, снаряженный водой, снабженный соосно расположенным внутри контейнером с пенообразователем, газогенерирующим устройством, размещенным за пределами корпуса модуля и расположенным с зазором в теплозащитном корпусе. Ось симметрии газогенерирующего устройства перпендикулярна оси симметрии корпуса модуля. Боковая поверхность корпуса газогенерирующего устройства имеет отверстие, которое сообщается с контейнером с пенообразователем посредством трубчатого элемента. Трубчатый элемент соединен соосно с корпусом модуля и заполнен мелкодисперсным фильтрующим материалом. Выпускной насадок корпуса модуля при помощи гибкого трубопровода сообщается с центробежной форсункой. Пеногенерирующие поверхности генератора пены изготовлены из металлических листов с перфорацией. Стержнеообразные элементы генератора пены выполнены с возможностью крепления к любой несущей поверхности, кроме пола, а корпус модуля выполнен с возможностью его крепления к несущей поверхности в виде стены или пола. Изобретение обеспечивает возможность вариативного позиционирования конструктивных элементов модуля друг относительно друга и относительно несущих поверхностей, учитывающего геометрию пространства (например, стесненность), при одновременной воспроизводимости высокой кратности пены на постоянной основе. 4 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к снаряженному твердым газогенерирующим зарядом, обеспечивающим при срабатывании создание рабочего давления, модулю пожаротушения пеной высокой кратности, который может быть использован для тушения пожаров в автоматических и автономных системах, предназначенных для поверхностного и объемного пожаротушения как помещений, так и отдельных участков и аппаратов, а также открытых поверхностей горящей жидкости в резервуарах и при проливе.

Из уровня техники известно устройство для получения самовспенивающейся газонаполненной пены по патенту РФ №2622815, опубл. 20.06.2017 г., содержащее герметичный корпус, раствор пенообразователя, газогенерирующее устройство, трубопровод, подводящий раствор пенообразователя к выпускному насадку.

К недостаткам устройства следует отнести наличие конденсированных частиц аэрозоля и шлаков от продуктов горения заряда в растворе пенообразователя, что существенно снижает кратность пены. При этом продукты горения заряда аэрозолеобразующего состава имеют низкую удельную производительность (300-350 дм³/кг) и высокую температуру горения (более 1500 К). То есть для обеспечения и поддержания требуемого рабочего давления в течение времени работы известной установки пожаротушения требуется большая масса аэрозолеобразующих шашек, что приводит к увеличению массы конденсированных частиц аэрозоля и шлаков от продуктов горения зарядов, а также к существенному увеличению температуры раствора пенообразователя, контактирующего с газогенерирующим устройством, что снижает его пенообразующие свойства. Отсутствие в газогенераторе фильтра-охладителя кроме высокой температуры приводит к сильному загрязнению шлаками раствора пенообразователя.

В целом, наличие горячих пузырьков газа, частиц аэрозоля и шлаков в растворе и отсутствие пеногенератора с эжекцией холодного воздуха в его корпус, раствор пенообразователя позволяет создать только пену низкой кратности, не способную удерживаться на вертикальных и наклонных поверхностях, что существенно ограничивает область применения устройства тушением пожаров горючих и легковоспламеняющихся жидкостей в крупных резервуарах хранения и их проливов на значительной площади. Для поверхностного и объемного пожаротушения как помещений, так и отдельных участков и аппаратов известное устройство не пригодно как из-за низкой кратности пены, так и из-за значительного загрязнения раствора пенообразователя.

Огнетушащий аэрозоль эффективен при пожаротушении по объему в герметичных помещениях, поэтому вызывает сомнение повышение эффективности пожаротушения открытых проливов при насыщении огнетушащим аэрозолем раствора пенообразователя.

Отсутствие конструктивно предусмотренного раздельного хранения внутри корпуса устройства воды и пенообразователя, хранение смеси пенообразователя с водой в негерметичном корпусе устройства, откуда происходит испарение раствора и куда попадает пыль, грязь и т.п. (в патенте информация по герметизации корпуса отсутствует) приведут к утрате эффективности раствора пенообразователя в создании газонаполненной пены менее чем за один год. Кроме этого, алгоритм набора давления в негерметичной емкости, необходимого для подачи пены на горящую поверхность, будет не прогнозируемый.

Трубопровод, подающий раствор пенообразователя, хотя и вынесен за пределы корпуса устройства, но жестко соединен с ним, не позволяет пространственно разнести корпус с газогенерирующим устройством и средство выпуска пены (подающий патрубок) в окружающую среду, настолько, чтобы обеспечить размещение корпуса устройства на безопасном расстоянии от потенциальной высокотемпературной зоны пожара.

Приведенные недостатки снижают эксплуатационные возможности устройства, ставят под сомнение гарантированно надежное достижение функционального результата при использовании известного устройства для получения самовспенивающейся газонаполненной пены, не позволяют адаптировать конструкцию устройства к различным условиям его использования в соответствии с существующей потребностью путем вариативного позиционирования его конструктивных элементов друг относительно друга и относительно несущих поверхностей.

Из уровня техники известна автономная установка пенного пожаротушения по патенту РФ №2674710, опубл. 12.12.2018 г., содержащая герметичный корпус, снаряженный водой, снабженный соосно расположенным внутри контейнером с пенообразователем, оснащенным в нижней части отверстием, перекрытым разрушаемой мембраной, газогенерирующее устройство, трубопровод, подводящий раствор пенообразователя к выпускному насадку.

К недостаткам установки следует отнести отсутствие в газогенераторе фильтра-охладителя, которое обусловливает наличие в пенообразующем растворе конденсированных частиц аэрозоля и шлаков от продуктов горения газогенерирующего заряда, что существенно снижает кратность пены. При этом продукты горения заряда из аэрозолеобразующего состава имеют низкую удельную производительность (300-350 дм³/кг) и высокую температуру горения (более 1500°К). То есть для обеспечения и поддержания требуемого рабочего давления в течение времени работы известной установки пожаротушения требуется большая масса аэрозолеобразующих шашек, что приводит к увеличению массы конденсированных частиц аэрозоля и шлаков от продуктов горения заряда, а также к существенному увеличению температуры раствора пенообразователя, контактирующего с газогенерирующим устройством, что снижает его пенообразующие свойства.

В целом, при наличии горячих пузырьков газа, частиц аэрозоля и шлаков в растворе и отсутствии пеногенератора с эжекцией холодного воздуха в его корпус, раствор пенообразователя позволяет создать только пену низкой кратности, не способную удерживаться на вертикальных и наклонных поверхностях, что существенно ограничивает область применения установки тушением пожаров горючих и легковоспламеняющихся жидкостей в крупных резервуарах хранения и их проливов на значительной площади. Для поверхностного и объемного пожаротушения как помещений, так и отдельных участков и аппаратов известная установка не пригодна.

Огнетушащий аэрозоль эффективен при пожаротушении по объему в герметичных помещениях, поэтому вызывает сомнение повышение эффективности пожаротушения открытых проливов при насыщении огнетушащим аэрозолем раствора пенообразователя.

Использование в качестве газогенерирующего устройства комплекта газогенераторов уменьшает рабочий объем корпуса установки (необходимо отметить, что пенообразующий раствор образуется внутри емкости установки), повышает габаритно-массовые характеристики, а их последовательное подключение по заданному алгоритму усложняет техническое обслуживание установки. Пена поступает в зону горения через насадок ограниченной площади и под узким углом распыла, что затрудняет распространение пены на площади горящей жидкости.

Кроме того, находящийся внутри корпуса установки, сокращающий его рабочий объем трубопровод, подводящий к насадку (средство выпуска пены в окружающую среду) пенообразующий раствор, и насадок жестко закрепленный на корпусе, не позволяют пространственно разнести корпус с газогенерирующим устройством и средство выпуска пены в окружающую среду, исключают размещение корпуса установки на безопасном расстоянии от потенциальной высокотемпературной зоны пожара.

Приведенные недостатки снижают эксплуатационные возможности установки, ставят под сомнение гарантированно надежное достижение функционального результата при использовании известной автономной установки пенного пожаротушения, не позволяют адаптировать конструкцию установки к различным условиям ее использования в соответствии с существующей потребностью путем вариативного позиционирования ее конструктивных элементов друг относительно друга и относительно несущих поверхностей.

Из уровня техники известен принятый за прототип модуль пожаротушения пеной высокой кратности по патент РФ №2768836, опубл. 07.06.2021 г., содержащий герметичный корпус, снаряженный водой, снабженный соосно расположенным внутри контейнером с пенообразователем, оснащенным в нижней части отверстием, перекрытым разрушаемой мембраной из эластомерного материала, прижатой к контейнеру через шайбу винтом, имеющим центральный канал, газогенерирующее устройство с корпусом, оснащенным средством выпуска газа, и газогенерирующим зарядом, имеющим корпус, размещенный с зазором к корпусу газогенерирующего устройства, мелкодисперсный фильтрующий материал, генератор пены высокой кратности, оснащенный стержнеобразными элементами, скрепленными одной своей оконечностью с несущей поверхностью и второй своей оконечностью с обеспечением эжекционного зазора с его полым цилиндрическим корпусом с открытыми торцами, и выполненными в виде усеченных конусов, входящих один в другой, пеногенерирующими поверхностями, внешней, внутренней и средней, причем усеченные вершины внешней и внутренней газогенерирующих поверхностей направлены на объект пожаротушения, а усеченная вершина средней поверхности направлена навстречу раствору пенообразователя, поступающего через отверстия центробежной форсунки в полый цилиндрический корпус генератора пены, а нижняя часть корпуса модуля оснащена горловиной, на выходном конце которой смонтирован снабженный разрушаемой мембраной выпускной насадок.

К недостаткам прототипа следует отнести конструктивно обусловленное исключительно потолочное крепление корпуса модуля и единственно возможное крепление пеногенератора к корпусу модуля над вероятным очагом пожара. Отсутствует возможность крепления генератора пены к любой несущей поверхности кроме пола, и крепления корпуса модуля к несущей поверхности в виде стены или пола.

Центробежная форсунка, выпускающая раствор пенообразователя из корпуса модуля, и пеногенератор (средство выпуска пены в окружающую среду), жестко закрепленные на корпусе модуля, не позволяют пространственно разнести корпус с газогенерирующим устройством и средство выпуска пены в окружающую среду, исключают размещение корпуса установки на безопасном расстоянии от потенциальной высокотемпературной зоны пожара.

При исключительно потолочном креплении суммарная масса воды и пенообразователя не должна превышать 20 кг, что существенно снижает границы его функциональных возможностей в части огнетушащей способности.

Пеногенерирующие поверхности для создания пены высокой кратности в виде набора конусов, представляют собой сетки из стальной проволоки диаметром 0,9 или 1,2 мм. При изготовлении конусов часть проволок выпадает при раскрое или пережигается при сварке, образуя штатно не предусмотренные размеры ячеек сетки в свету, что приводит к уменьшению кратности пены и может существенно понизить огнетушащую способность модуля.

Газогенерирующее устройство установлено внутри корпуса модуля, что создает условия по прогреву жидкостей, размещенных внутри корпуса, отрицательно влияющему на величину кратности пены.

Приведенные недостатки снижают эксплуатационные возможности модуля, ставят под сомнение гарантированно надежное достижение функционального результата при использовании известного модуля пожаротушения пеной высокой кратности, не позволяют адаптировать конструкцию модуля к различным условиям его использования в соответствии с существующей потребностью путем вариативного позиционирования его конструктивных элементов друг относительно друга и относительно несущих поверхностей.

Технической проблемой, решение которой обеспечивается настоящим изобретением, является создание модуля пожаротушения пеной высокой кратности с расширенными эксплуатационными возможностями, в части областей применения, и с удобствами размещения, в части адаптивности модуля к индивидуальным условиям, в которых находится потенциальная высокотемпературная зона пожара при одновременном гарантированно надежном достижении функционального результата.

Технический результат - обеспечение возможности вариативного позиционирования конструктивных элементов модуля друг относительно друга и относительно несущих поверхностей, учитывающего геометрию пространства (например, стесненность) и оптимизирующего направление подачи пены в пожароопасную зону, при одновременной воспроизводимости высокой кратности пены на постоянной основе путем исключения прогрева жидкостей, размещенных внутри корпуса модуля, от работающего газогенерирующего устройства и за счет сохранения постоянства размеров перфорации пеногенерирующих поверхностей в процессе их изготовления.

Кроме того, заявляемый модуль сохраняет такие свойства прототипа как автономность и раздельное хранение пенообразователя и воды внутри корпуса.

Техническая проблема решается предлагаемым модулем пожаротушения пеной высокой кратности, содержащим герметичный корпус, снаряженный водой, снабженный соосно расположенным внутри контейнером с пенообразователем, оснащенным в нижней части отверстием, перекрытым разрушаемой мембраной из эластомерного материала, прижатой к контейнеру через шайбу винтом, имеющим центральный канал, газогенерирующее устройство с корпусом, оснащенным средством выпуска газа, и газогенерирующим зарядом, имеющим корпус, размещенный с зазором к корпусу газогенерирующего устройства, мелкодисперсный фильтрующий материал, генератор пены высокой кратности, оснащенный стержнеобразными элементами, скрепленными одной своей оконечностью с обеспечением эжекционного зазора с его полым цилиндрическим корпусом с открытыми торцами, и выполненными в виде усеченных конусов, входящих один в другой, пеногенерирующими поверхностями, внешней, внутренней и средней, причем усеченные вершины внешней и внутренней газогенерирующих поверхностей направлены на объект пожаротушения, а усеченная вершина средней поверхности направлена навстречу раствору пенообразователя, поступающего через отверстия центробежной форсунки в полый цилиндрический корпус генератора пены, при этом нижняя часть корпуса модуля оснащена горловиной, на выходном конце которой смонтирован снабженный разрушаемой мембраной выпускной насадок.

Особенность заключается в том, что корпус газогенерирующего устройства расположен с зазором в теплозащитном корпусе, газогенерирующее устройство размещено за пределами корпуса модуля, ось симметрии газогенерирующего устройства перпендикулярна оси симметрии корпуса модуля, средство выпуска газа выполнено в виде отверстия на боковой поверхности корпуса газогенерирующего устройства, которое сообщается с контейнером с пенообразователем посредством соединенного соосно с корпусом модуля трубчатого элемента, заполненного мелкодисперсным фильтрующим материалом и перекрытого снизу разрушаемой мембраной из эластомерного материала, центральный канал винта выполнен глухим, а его стенка оснащена отверстиями, перпендикулярными оси канала, выпускной насадок корпуса модуля при помощи гибкого трубопровода сообщается с центробежной форсункой, пеногенерирующие поверхности изготовлены из металлических листов с перфорацией в виде круглых отверстий диаметром 2-3 мм, расположенных рядами со смещением друг относительно друга в соседних рядах, с суммарной площадью, составляющей 30-50% от общей площади листа, стержнеобразные элементы генератора пены соединены второй своей оконечностью с кронштейном, выполненным с возможностью крепления к несущей поверхности и соединенным с центробежной форсункой, корпус модуля выполнен с возможностью его крепления к несущей поверхности в виде стены или пола с обеспечением направления движения раствора пенообразователя из модуля вниз в гибкий трубопровод.

В частности, меньшее основание усеченного внутреннего конуса представляет собой поверхность в виде перфорированного листа.

В частности, отношение суммарной площади отверстий внешней, внутренней и средней пеногенерирующих поверхностей к площади поперечного сечения корпуса генератора пены составляет 2,0-3,6.

В частности, в стенке центробежной форсунки выполнено 3-6 отверстий.

В частности, отношение угла при вершине конуса каждой из пеногенерирующих поверхностей к углу распыла водного раствора пенообразователя из центробежной форсунки составляет 0,35-0,65.

Проведенный сопоставительный анализ показывает, что заявляемый модуль пожаротушения пеной высокой кратности отличается от ближайшего аналога размещением газогенерирующего устройства за пределами корпуса модуля; размещением корпуса газогенерирующего устройства в теплозащитном корпусе; иным выполнением средства выпуска газа из газогенерирующего устройства - в виде одного отверстия на его боковой поверхности (в прототипе - множество отверстий в верхней части газогенерирующего устройства); наличием соосно соединенного с корпусом модуля трубчатого элемента, заполненного мелкодисперсным фильтрующим материалом; иным трактом движения пенообразователя внутри винта; наличием гибкого трубопровода, соединяющего выпускной насадок корпуса модуля с центробежной форсункой; иным выполнением пеногенерирующих поверхностей - из металлических листов с определенным образом выполненной перфорацией (в прототипе - сетки); возможностью крепления стержнеобразных элементов к различным несущим поверхностям кроме пола (в прототипе - только к корпусу модуля); возможностью выбора в соответствии с существующей потребностью ориентации в пространстве оси симметрии генератора пены; возможностью крепления корпуса модуля к различным несущим поверхностям в виде стены или пола (в прототипе - только к потолку над потенциальной высокотемпературной зоной пожара).

Именно совокупность отличительных от прототипа признаков с остальными существенными признаками заявляемого решения позволила достичь комплекс преимуществ, который невозможно достичь прототипом, и решить существующую техническую проблему.

Предлагаемый модуль пожаротушения пеной высокой кратности иллюстрируется графическими изображениями.

На фиг. 1 представлен общий вид модуля пожаротушения пеной высокой кратности без конкретизации несущих поверхностей его элементов.

На фиг. 2 представлен продольный разрез снаряженного корпуса модуля пожаротушения пеной высокой кратности с вынесенным за его пределы газогенератором.

На фиг. 3 представлен продольный разрез генератора пены высокой кратности.

На фиг. 4 представлен модуль пожаротушения пеной высокой кратности, корпус которого прикреплен к стене, а генератор пены прикреплен к потолку.

На фиг. 5 представлен модуль пожаротушения пеной высокой кратности, корпус которого прикреплен к полу, а генератор пены прикреплен к стене.

На фиг. 6 представлен модуль пожаротушения пеной высокой кратности, корпус которого прикреплен к стене, а генератор пены, прикреплен к наклонной поверхности.

Модуль пожаротушения пеной высокой кратности содержит герметичный корпус 1, с которым при помощи гибкого трубопровода 2 (например, рукав резиновый высокого давления по ГОСТ 6286-2017 с обжимными фитингами) соединен генератор пены высокой кратности 3.

В корпусе 1 модуля пожаротушения пеной высокой кратности заправленном водой 4, размещен контейнер 5 с пенообразователем 6. В качестве пенообразователя 6 может использоваться любой пенообразователь, серийно выпускаемый промышленностью, предназначенный для создания пены высокой кратности типа S, AFFF, AFFF-AR. Контейнер 5 оснащен в нижней части отверстием, перекрытым разрушаемой мембраной 7 из эластомерного материала, например, из резины на основе силикона по ГОСТ Р 57399-2017 или из резины на основе фторкаучука («Витон» от ООО «Полимерные машины», г. Санкт-Петербург). Мембрана 7 прижата к контейнеру 5 через шайбу 8 винтом 9, имеющим центральный глухой канал 10 и отверстия 11 в его стенке.

Газогенерирующее устройство 12 с корпусом 13 и газогенерирующим зарядом (условно не показан), имеющим корпус 14, например, из жести, размещенный с зазором к корпусу 13 газогенерирующего устройства 12 и имеющий зафиксированный в нем элемент электропусковой 15, размещено за пределами корпуса 1 модуля с расположением его оси симметрии перпендикулярно оси симметрии корпуса 1 модуля и оснащено средством выпуска газа в виде одного отверстия 16. Корпус 13 газогенерирующего устройства расположен с зазором в теплозащитном корпусе 17. Отверстие 16 сообщается с контейнером 5 с пенообразователем 6 посредством соединенного соосно с корпусом 1 модуля трубчатого элемента 18, заполненного мелкодисперсным фильтрующим материалом 19, например, песком кварцевым. Трубчатый элемент 18 перекрыт снизу разрушаемой мембраной 20 из эластомерного материала, например, из резины на основе силикона по ГОСТ Р 57399-2017 или из резины на основе фторкаучука («Витон» от ООО «Полимерные машины», г. Санкт-Петербург).

Нижняя часть корпуса 1 модуля оснащена горловиной 21, на выходном конце которой посредством гайки 22 смонтирован выпускной насадок 23 с разрушаемой мембраной 24 (например, из медной ленты или листа по ГОСТ 1173-2006). Разрушаемая мембрана 24 поджата к горловине 21 с помощью шайбы 25 с острой кромкой, направленной к мембране 24. В шайбе 25 установлен цилиндрический ловитель 26 срезаемой части мембраны, выполненный, например, в виде стержня или прутка. В донной части выпускного насадка 23 смонтирован штуцер 27 с наружной резьбой, предназначенный для соединения корпуса 1 модуля с гибким трубопроводом 2.

Генератор пены высокой кратности 3 содержит полый цилиндрический корпус 28 с открытыми торцами, соединенный с одного торца с кронштейном 29, предназначенным для крепления к несущей поверхности генератора пены 3, посредством стержнеобразных элементов 30 (например, в количестве трех, в виде круглых стальных прутков или плоских стальных полос) с обеспечением эжекционного зазора с центробежной форсункой 31, а с другого торца с пеногенерирующими поверхностями.

Центробежная форсунка 31 закреплена гайкой 32 на донной части цилиндрического контейнера 33, скрепленного с кронштейном 29 и снабженного штуцером 34, к которому присоединен гибкий трубопровод 2 для обеспечения сообщения его с центробежной форсункой 31.

Пеногенерирующие поверхности выполнены в виде трех усеченных конусов внешнего 35, внутреннего 36 и среднего 37, входящих один в другой, изготовлены из металлических листов с перфорацией в виде круглых отверстий диаметром 2-3 мм, расположенных рядами со смещением друг относительно друга в соседних рядах (тип Rv по ГОСТ Р 58602-2019).

Усеченные вершины внешнего 35 и внутреннего 36 конусов направлены на объект пожаротушения, а усеченная вершина среднего конуса 37 обращена к центробежной форсунке 31. В частности, меньшее основание усеченного внутреннего конуса 36 может представлять собой поверхность в виде перфорированного листа.

Снаряженный корпус модуля 1 крепится к стене на кронштейне 38 хомутами 39 при помощи резьбовых соединений болт-гайка 40 или к полу на стапеле 41 хомутами 42 при помощи резьбовых соединений болт-гайка 43.

Согласно монтажной схеме кронштейн 38 крепится на стене или стапель 41 - на полу. Хомутами 42 при помощи резьбовых соединений болт-гайка 40 производится крепление снаряженного корпуса 1 в настенном кронштейне 38 (фиг. 4, фиг. 6) или хомутами 42 при помощи резьбовых соединений болт-гайка 43 в напольном стапеле 41 (фиг. 5). Параллельно на потолке, стене или иной несущей поверхности под любым углом от вертикального в соответствии с существующей потребностью пеногенерирующими поверхностями вниз монтируют генератор пены высокой кратности 3. Расчетный наклон генератора 3 создает условия наиболее оптимального доступа пены к вероятному очагу возгорания, что повышает эффективность пожаротушения. Снаряженный корпус модуля 1 соединяют с генератором 3 при помощи гибкого трубопровода 2. Модуль готов к работе.

Предлагаемый модуль пожаротушения пеной высокой кратности работает следующим образом.

При подаче электрического импульса на проводниковые выводы элемента электропускового 15 происходит срабатывание газогенерирующего устройства 12. После его срабатывания происходит термическое разложение газогенерирующего заряда, установленного в корпусе 14, а выделяемый при разложении газ, протекая сквозь мелкодисперсный фильтрующий материал 19, подвергается охлаждению и очистке, создавая давление, необходимое для разрушения мембраны 20, поступает в свободный объем контейнера 5 с пенообразователем 6.

При достижении в корпусе контейнера 5 давления газа, соответствующего уровню разрушения мембраны 7, центральная ее часть вскрывается с образованием неоторванных от разрушенной мембраны 7 частей в виде лепестков и пенообразователь 6 поступает в глухой канал 10 винта 9 и через боковые отверстия 11 в его стенке перетекает в объем корпуса 1, заполненного водой 4, где происходит смешивание пенообразователя 6 с водой 4. Выход струй пенообразователя 6 через боковые отверстия по сравнению с прототипом, в котором струя пенообразователя вытекает вниз через центральное отверстие вдоль оси корпуса модуля, ускоряет процесс смешения.

Далее начинается процесс набора давления в корпусе 1 и при достижении давления, соответствующего величине разрушения мембраны 24, центральная ее часть срезается в виде круга, который задерживается цилиндрическим ловителем 26, исключая тем самым передвижение срезанного круга через гибкий трубопровод 2 в цилиндрический контейнер 33 генератора пены высокой кратности 3.

После вскрытия мембраны 24 водный раствор пенообразователя 6 через гибкий трубопровод 2 поступает в цилиндрический контейнер 33 генератора пены высокой кратности 3 и через центробежную форсунку 31 поступает в объем корпуса 28 генератора пены высокой кратности 3 в виде конической струи с углом распыла β и равномерной плотностью по сечению. Расстояние между форсункой 31 и пеногенерирующими перфорированными поверхностями в виде усеченных конусов 35, 36, 37 определяется расчетом полного покрытия пеногенерирующих поверхностей водным раствором пенообразователя 6 при их соприкосновении со струей из форсунки 31.

Выходящий из форсунки 31 под давлением водный раствор пенообразователя 6 эжектирует окружающий воздух и, попадая на пеногенерирующие поверхности, растекается по ним под углом α/2 (где α - гол при вершине конуса каждого из усеченных конусов) со скоростью, позволяющей оптимально быстро получить на пеногенерирующих поверхностях пленку необходимой толщины, из которой затем при выходе воздуха из отверстий перфорации образуется пена высокой кратности.

Испытания проводились на опытных образцах модулей пожаротушения пеной высокой кратности, снаряженных 26,3 дм³ воды и 1,7 дм³ пенообразователя AFFF «Аквафом» по ТУ 2412-019-72410778-08. В качестве материала внешнего, внутреннего и среднего конусов генератора пены высокой кратности были взяты перфорированные стальные листы толщиной 0,8 мм, на которых была выполнена перфорация согласно обозначению Rv W-P, где Rv - круглая перфорация со смещенными рядами отверстий; W - диаметр отверстия, мм; Р -расстояния между осями отверстий, мм. Для испытаний были отобраны перфорированные листы следующих обозначений: Rv 3,0-4,0 с живым сечением (отношением суммарной площади отверстий к общей площади листа), равным 50,0%. Rv 3,0-4,5 с живым сечением, равным 40,0%, Rv 2,0-3,4 с живым сечением, равным 30,0%).

Опытные образцы генераторов пены высокой кратности, подготовленных для испытаний, имели следующие отношения суммарной площади отверстий внешнего, внутреннего и среднего конусов пеногенерирующих поверхностей к площади поперечного сечения корпуса генератора пены высокой кратности: №1 - 2,0; №2 - 2,8; №3 - 3,6 (лист Rv 3,0-4,0); №4 - 2,0; №5 - 2,8; №6 - 3,6 (лист Rv 3,0-4,5); №7 - 2,0; №8 - 2,8; №9 - 3,6 (лист Rv 2,0-3,4).

Внутренний диаметр корпуса генератора пены высокой кратности равен 280 мм.

При испытаниях проводилось определение кратности пены в мерной емкости размером: основание (2,9×2,9) м, высота 2,5 м. Опытные образцы генераторов пены высокой кратности были закреплены над мерной емкостью на высоте 3 м (высота определялась как расстояние от основания генератора до пола. Кратность пены определялась по формуле:

K=(1000⋅V_п)/V_BPПО,

где K - кратность пены;

V_п - объем пены, м³;

М_ВРПО=28 дм - суммарный объем водного раствора пенообразователя. С целью набора статистического материала для каждого опытного образца было проведено по три испытания. Результаты испытаний приведены в таблице.

Согласно требованиям ГОСТ Р 50800-95 установки пожаротушения пеной высокой кратности должны обеспечивать кратность пены свыше 200. Рекомендуемая кратность пены, полученной на генераторах пены высокой кратности, составляет 400-800.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованиям нормативной документации.

Таким образом, предлагаемый модуль пожаротушения пеной высокой кратности практически реализуем, позволяет решить давно существующую проблему.

Claims (5)

1. Модуль пожаротушения пеной высокой кратности, содержащий герметичный корпус, снаряженный водой, снабженный соосно расположенным внутри контейнером с пенообразователем, оснащенным в нижней части отверстием, перекрытым разрушаемой мембраной из эластомерного материала, прижатой к контейнеру через шайбу винтом, имеющим центральный канал, газогенерирующее устройство с корпусом, оснащенным средством выпуска газа, и газогенерирующим зарядом, имеющим корпус, размещенный с зазором к корпусу газогенерирующего устройства, мелкодисперсный фильтрующий материал, генератор пены высокой кратности, оснащенный стержнеобразными элементами, скрепленными одной своей оконечностью с обеспечением эжекционного зазора с его полым цилиндрическим корпусом с открытыми торцами, и выполненными в виде усеченных конусов, входящих один в другой, пеногенерирующими поверхностями, внешней, внутренней и средней, причем усеченные вершины внешней и внутренней газогенерирующих поверхностей направлены на объект пожаротушения, а усеченная вершина средней поверхности направлена навстречу раствору пенообразователя, поступающего через отверстия центробежной форсунки в полый цилиндрический корпус генератора пены, при этом нижняя часть корпуса модуля оснащена горловиной, на выходном конце которой смонтирован снабженный разрушаемой мембраной выпускной насадок, отличающийся тем, что корпус газогенерирующего устройства расположен с зазором в теплозащитном корпусе, газогенерирующее устройство размещено за пределами корпуса модуля, ось симметрии газогенерирующего устройства перпендикулярна оси симметрии корпуса модуля, средство выпуска газа выполнено в виде отверстия на боковой поверхности корпуса газогенерирующего устройства, которое сообщается с контейнером с пенообразователем посредством соединенного соосно с корпусом модуля трубчатого элемента, заполненного мелкодисперсным фильтрующим материалом и перекрытого снизу разрушаемой мембраной из эластомерного материала, центральный канал винта выполнен глухим, а его стенка оснащена отверстиями, перпендикулярными оси канала, выпускной насадок корпуса модуля при помощи гибкого трубопровода сообщается с центробежной форсункой, пеногенерирующие поверхности изготовлены из металлических листов с перфорацией в виде круглых отверстий диаметром 2-3 мм, расположенных рядами со смещением друг относительно друга в соседних рядах, с суммарной площадью, составляющей 30-50% от общей площади листа, стержнеобразные элементы генератора пены соединены второй своей оконечностью с кронштейном, выполненным с возможностью крепления к несущей поверхности и соединенным с центробежной форсункой, корпус модуля выполнен с возможностью его крепления к несущей поверхности в виде стены или пола с обеспечением направления движения раствора пенообразователя из модуля вниз в гибкий трубопровод.

2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что меньшее основание усеченного внутреннего конуса представляет собой поверхность в виде перфорированного листа.

3. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что отношение суммарной площади отверстий внешней, внутренней и средней пеногенерирующих поверхностей к площади поперечного сечения корпуса генератора пены составляет 2,0-3,6.

4. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что в стенке центробежной форсунки выполнено 3-6 отверстий.

5. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что отношение угла при вершине конуса каждой из пеногенерирующих поверхностей к углу распыла водного раствора пенообразователя из центробежной форсунки составляет 0,35-0,65.

Images