RU2594087C1

RU2594087C1 - Method of modular fire extinguishing

Info

Publication number: RU2594087C1
Application number: RU2015106879/06A
Authority: RU
Inventors: Мария Олеговна Стареева
Original assignee: Мария Олеговна Стареева
Priority date: 2015-03-02
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2016-08-10

Abstract

FIELD: fire safety.

SUBSTANCE: method is intended for fire extinguishing. Method is implemented by means of vessel, storing fire-extinguishing substance, a vessel, in which fire-extinguishing substance is stored, fixed by brackets to building structure and is equipped with a gas phase discharge device, combined with measuring probe for fire-extinguishing substance and stop-starting device, which is connected by pipelines with foam generator comprising a fluid and gas feed system, supply of gas or air is performed through gas feed inlet into mixing chamber of foam generator from turbo-compressor, and liquid supply is performed in two directions, including axial feeding of fluid via feed pipe and series-connected and coaxial with confuser and cylindrical nozzle, and tangential liquid supply is performed through coaxial with cylindrical nozzle housing made in form of cylinder-conical sleeve, on cylindrical part of which is attached a vortex annular chamber with a pipe for supply of liquid, wherein at edges of annular chamber there are two rows of liquid feed tangential channels, wherein in each row there are at least three tangential channels connecting annular chamber with cylindrical chamber of housing, to which is coaxially attached a circular plate, located perpendicular to axis of vortex annular chamber, and perpendicularly to circular plate is attached slotted nozzle of two mutually perpendicular rectangular parallelepipeds with throttle through holes of rectangular section, connected to cavity of housing.

EFFECT: technical result is high efficiency of fire extinguishing due to usage of high-expansion foam.

1 cl, 1 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 способе 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 соединяют трубопроводами с пеногенератором, содержащим системы подачи жидкости и газа, подачу газа или воздуха осуществляют через ввод подачи газа в камеру смешения пеногенератора от турбокомпрессора, а 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, выполненный 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, при этом в каждом ряду имеется, 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, а перпендикулярно круглой пластине прикрепляют щелевое сопло из двух взаимно перпендикулярных прямоугольных параллелепипедов с дроссельными сквозными отверстиям прямоугольного сечения, соединенными с полостью корпуса.This is achieved by the fact that in the modular fire extinguishing method, which is carried out by means of a vessel in which a fire extinguishing substance is stored, and a vessel in which a fire extinguishing substance is stored, is attached with brackets to the building structure of the premises and equipped with a gas phase discharge device combined with a measuring probe for a fire extinguishing agent substances and a locking-starting device, for example, an electromagnetic type, which is connected by pipelines to a foam generator containing liquid and gas supply systems; gas or air is supplied They are driven through the gas supply inlet into the mixing chamber of the foam generator from the turbocharger, and the liquid is supplied in two directions, including the axial liquid supply through the inlet pipe and the confuser and cylindrical nozzle connected in series and coaxial with it, and the tangential liquid supply is carried out through the housing coaxial with the cylindrical nozzle made in the form of a cylindrical-conical sleeve, on the cylindrical part of which a vortex annular chamber with a nozzle for supplying liquid is fixed, while along the edge two rows of fluid supplying tangential channels are made in the pits of the annular chamber, while in each row there are at least three tangential channels connecting the annular chamber to the cylindrical body cavity to which a circular plate is arranged coaxially located perpendicular to the axis of the vortex annular chamber, and perpendicularly a slotted nozzle of two mutually perpendicular rectangular parallelepipeds with throttle through-holes of rectangular cross section connected to the case style.

На чертеже представлена схема устройства для реализации способа модульного пожаротушения.The drawing shows a diagram of a device for implementing the modular fire extinguishing method.

Устройство для реализации способа модульного пожаротушения 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 трубопроводами 6 и 27 с вводом огнетушащей жидкости в пеногенератор.A device for implementing the modular fire extinguishing method comprises 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-starting automatic device 5 (ZPU), for example of the electromagnetic type, which is connected by pipelines 6 and 27 to the input of the extinguishing fluid into the foam generator.

Пеногенератор содержит систему подачи жидкости по двум направлениям, включающую осевую подачу жидкости через подводящий патрубок 13 и последовательно соединенные и соосные с ним конфузор 15 и цилиндрическое сопло 16. Тангенциальная подача жидкости осуществляется через коаксиальный с цилиндрическим соплом 16 корпус 17 в виде цилиндрической гильзы, на цилиндрической части которой закреплена вихревая кольцевая камера 18 с патрубком 19 для подачи жидкости по трубопроводу 27, при этом по краям кольцевой камеры 18 выполнены два ряда 20 и 21 подводящих жидкость тангенциальных каналов (на чертеже не показано), при этом в каждом ряду имеется, по крайней мере, три тангенциальных канала, соединяющих кольцевую камеру 18 с цилиндрической полостью 22 корпуса 17, к которой соосно прикреплена круглая пластина 23, расположенная перпендикулярно оси вихревой кольцевой камеры 18, и жестко соединенной с цилиндрической полостью 22 корпуса 17, в ее концевом сечении, а перпендикулярно круглой пластине 23 прикреплено щелевое сопло 24, которое выполнено комбинированным и состоит из двух взаимно перпендикулярных прямоугольных параллелепипедов 25 и 26 с дроссельными сквозными отверстиями прямоугольного сечения, соединенными с полостью корпуса 17.The foam generator contains a two-way fluid supply system, including an axial fluid supply through a supply pipe 13 and a confuser 15 and a cylindrical nozzle 16 connected in series and coaxial with it. The tangential fluid supply is through the housing 17 in the form of a cylindrical sleeve, coaxial with a cylindrical nozzle 16, on a cylindrical parts of which a vortex annular chamber 18 is fixed with a pipe 19 for supplying fluid through a pipe 27, while at the edges of the annular chamber 18 two rows 20 and 21 of supply fluid of tangential channels (not shown in the drawing), while in each row there are at least three tangential channels connecting the annular chamber 18 with the cylindrical cavity 22 of the housing 17, to which a circular plate 23 is arranged coaxially, which is perpendicular to the axis of the vortex annular chamber 18, and rigidly connected to the cylindrical cavity 22 of the housing 17, in its end section, and perpendicular to the round plate 23, a slotted nozzle 24 is attached, which is combined and consists of two mutually perpendicular ryamougolnyh parallelepipeds 25 and 26 to throttle the through-holes of rectangular section, connected with the cavity of body 17.

Подача газа (воздуха) осуществляется через ввод 14 подачи газа в камеру смешения 22 от турбокомпрессора 7 по трубопроводу 8.The gas (air) is supplied through the input 14 of the gas supply to the mixing chamber 22 from the turbocharger 7 through the pipe 8.

Пеногенератор работает следующим образом.The foam generator operates as follows.

Включается турбокомпрессор 7 подачи газа (воздуха), и ускоренный воздушный поток направляется по трубопроводу 8 в ввод 14 подачи газа в камеру смешения 22, где происходит образование двухфазного потока. Вихри жидкости впрыскиваются в камеру смешения 22 через размещенные в ней рядами 20 и 21 тангенциальные каналы, которые смешиваются с набегающим воздушным потоком, в результате чего образуется газокапельный поток. Максимальные значения давления воздуха на входе в сопло 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=5,5105Па;The turbocharger 7 for supplying gas (air) is turned on, and the accelerated air stream is directed through the pipe 8 to the input 14 of the gas supply to the mixing chamber 22, where the formation of a two-phase flow occurs. Vortices of liquid are injected into the mixing chamber 22 through tangential channels placed in rows 20 and 21, which are mixed with the incoming air flow, resulting in a gas-droplet flow. The maximum values of the air pressure at the inlet to the nozzle and the relative concentration of water in the two-phase flow are selected from the condition of extremely tight packing of water particles in the air flow: 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;

где Gввод=26 кг/с - массовый расход воды; Gвоз=5,3 кг/с - массовый расход воздуха; Тсм=298 K - 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 22 двухфазный поток при указанных выше параметрах разгоняется в щелевом комбинированном сопле 24 в двух взаимно перпендикулярных направлениях по дроссельным сквозным отверстиям прямоугольного сечения, выполненных прямоугольных параллелепипедах 25 и 26. Использование комбинированного сопла 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 22 with the above parameters is accelerated in the slotted combined nozzle 24 in two mutually perpendicular directions along the throttle through-holes of rectangular cross-section made by rectangular parallelepipeds 25 and 26. Using the combined nozzle allows you to compact a gas-droplet jet with a relatively uniform distribution of water droplets over cross-section of the jet and expand the feed zone of the gas-droplet jet.

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.

Устройство для реализации способа модульного пожаротушения работает следующим образом.A device for implementing the modular fire extinguishing method works as follows.

При возникновении возгорания в защищаемом помещении (на чертеже 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 in the drawing), the detectors 10, 11, 12 provide a signal to the control unit 9, which in turn generates an electrical pulse to open the switchgear 5 and turn on the turbocharger 7.

Жидкость, вытесняемая из емкости 1 сжатым газом, поступает через открытое запорно-пусковое устройство 5, трубопроводы 6 и 27 в пеногенератор по двум направлениям, включающим осевую подачу жидкости через подводящий патрубок 13 и последовательно соединенные и соосные с ним конфузор 15 и цилиндрическое сопло 16. Тангенциальная подача жидкости осуществляется через коаксиальный с цилиндрическим соплом 16 корпус 17 в виде цилиндрической гильзы, на цилиндрической части которой закреплена вихревая кольцевая камера 18 с патрубком 19 для подачи жидкости по трубопроводу 27.The liquid displaced from the tank 1 with compressed gas enters through the open locking and starting device 5, pipelines 6 and 27 into the foam generator in two directions, including an axial fluid supply through the inlet pipe 13 and the confuser 15 and the cylindrical nozzle 16 connected in series and coaxial with it. The tangential fluid supply is carried out through the housing 17 coaxial with the cylindrical nozzle 16 in the form of a cylindrical sleeve, on the cylindrical part of which a vortex annular chamber 18 with a pipe 19 for supplying fluid is fixed through the pipeline 27.

В камере смешения 22 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.In the mixing chamber 22, 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.

Способ модульного пожаротушения осуществляют следующим образом.The modular fire extinguishing method is as follows.

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 5. ЗПУ 5 соединяют трубопроводами 6 и 27 с пеногенератором, который выполняют в виде подводящего патрубка 13 и последовательно соединенных и соосных с ним конфузора 15 и цилиндрического сопла 16. Тангенциальная подача жидкости осуществляется через коаксиальный с цилиндрическим соплом 16 корпус 17 в виде цилиндрической гильзы, на цилиндрической части которой закреплена вихревая кольцевая камера 18 с патрубком 19 для подачи жидкости по трубопроводу 27, при этом по краям кольцевой камеры 18 выполнены два ряда 20 и 21 подводящих жидкость тангенциальных каналов (на чертеже не показано), при этом в каждом ряду имеется, по крайней мере, три тангенциальных канала, соединяющих кольцевую камеру 18 с цилиндрической полостью 22 корпуса 17, к которой соосно прикреплена круглая пластина 23, расположенная перпендикулярно оси вихревой кольцевой камеры 18, и жестко соединенной с цилиндрической полостью 22 корпуса 17, в ее концевом сечении, а перпендикулярно круглой пластине 23 прикреплено щелевое сопло 24, которое выполнено комбинированным и состоит из двух взаимно перпендикулярных прямоугольных параллелепипедов 25 и 26 с дроссельными сквозными отверстиями прямоугольного сечения, соединенными с полостью корпуса 17.The vessel 1, in which the extinguishing agent is stored, is attached with brackets to the building structure 4 of the room and equipped with a gas phase discharge device 2 combined with a measuring probe for the extinguishing agent and a locking and starting device 5. The switchgear 5 is connected by piping 6 and 27 to a foam generator, which They are made in the form of a supply pipe 13 and a confuser 15 and a cylindrical nozzle 16 connected in series and coaxial with it. The tangential fluid supply is through the housing 17 coaxial with the cylindrical nozzle 16 in the form of a an indric sleeve, on the cylindrical part of which a vortex annular chamber 18 is fixed with a pipe 19 for supplying liquid through a pipe 27, while along the edges of the annular chamber 18 there are two rows 20 and 21 of fluid supplying tangential channels (not shown in the drawing), each there are at least three tangential channels connecting the annular chamber 18 with the cylindrical cavity 22 of the housing 17, to which the circular plate 23 is arranged coaxially, which is perpendicular to the axis of the vortex annular chamber 18, and rigidly with union of the cylindrical cavity 22 of the housing 17, at its end section and perpendicular circular plate 23 attached slotted nozzle 24, which is configured combined and consists of two mutually perpendicular rectangular parallelepipeds 25 and 26 to throttle the through-holes of rectangular section, connected with the cavity of body 17.

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 6 с дымовыми извещателями 10, 11, 12.The signal to turn on the turbocharger 7 is supplied simultaneously with the signal to turn on the shut-off and start-up 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 6 with smoke detectors 10, 11, 12.

Claims

The method of modular fire extinguishing, which is carried out by means of a vessel in which a fire extinguishing substance is stored, and a vessel in which a fire extinguishing substance is stored, is attached with brackets to the building building structure and is equipped with a gas phase discharge device combined with a measuring probe for a fire extinguishing substance and a locking and starting device which is connected by pipelines to a foam generator containing liquid and gas supply systems, the gas supply is carried out through the gas supply inlet to the turbine foam generator mixing chamber compressor, and 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 the housing coaxial with the cylindrical nozzle, made in the form of a cylindrical-conical sleeve, the cylindrical part of which is mounted a vortex annular chamber with a nozzle for supplying fluid, while along the edges of the annular chamber there are two rows of tangential fluid inlets channels, while in each row there are at least three tangential channels connecting the annular chamber to the cylindrical cavity of the housing, to which a circular plate is arranged coaxially, perpendicular to the axis of the vortex annular chamber, characterized in that a slotted nozzle is attached perpendicularly to the circular plate of two mutually perpendicular rectangular parallelepipeds with throttle through-holes of rectangular cross section connected to the cavity of the housing.