RU225574U1 - Установка комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой - Google Patents
Установка комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой Download PDFInfo
- Publication number
- RU225574U1 RU225574U1 RU2023132649U RU2023132649U RU225574U1 RU 225574 U1 RU225574 U1 RU 225574U1 RU 2023132649 U RU2023132649 U RU 2023132649U RU 2023132649 U RU2023132649 U RU 2023132649U RU 225574 U1 RU225574 U1 RU 225574U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foam
- mesh
- water
- fire extinguishing
- expansion
- Prior art date
Links
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims abstract description 211
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 101
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims abstract description 32
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 18
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 2
- 241000272517 Anseriformes Species 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 24
- 206010000372 Accident at work Diseases 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 43
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 5
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N phenolphthalein Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1(C=2C=CC(O)=CC=2)C2=CC=CC=C2C(=O)O1 KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- 102220215119 rs1060503548 Human genes 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 2
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 2
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 102220062177 rs786202861 Human genes 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 210000000497 foam cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к противопожарной технике, к ручным и стационарным устройствам для генерирования воздушно-механической гибридной пены средней кратности (ПСК) или распыленной воды (РВ) и может быть использована при изготовлении пожарно-технического оборудования, применяемого при тушении различных лесных, аварийно-транспортных, аварийно-промышленных и иных крупномасштабных пожаров. Для повышения эффективности тушения аварийно-транспортных, лесных, аварийно-промышленных и иных пожаров в установке комбинированного тушения пожара воздушно-механической гибридной ПСК или РВ, содержащей корпус (К), установленную внутри К кассету сеток (КС) формирования воздушно-механической ПСК или РВ, ствол пены низкой кратности (ПНК) или РВ и средства подачи раствора пенообразователя (РП) или воды (В) на КС и в ствол, К изготовлен с полукруглыми боковыми и сопрягаемыми с ними плоскими верхними и нижними поверхностями, на которых со стороны выхода ПСК или РВ из К выполнен вогнутый внутрь поверхности К кольцевой выступ (КВ), а со стороны средства подачи РП или В на КС выполнен выпуклый наружу поверхности К КВ, КС установлена в К со стороны подачи РП или В с упором в вогнутый внутрь К КВ и изготовлена из коаксиально установленных с натягом один внутри другого внутреннего обода, содержащего кольцевую обойму со сквозным отверстием для размещения в нем ствола ПНК или РВ, промежуточного обода, наружного обода и двух расположенных с зазором относительно друг друга, одна из которых зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями внутреннего и промежуточного ободов, а другая сетка зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями промежуточного и наружного ободов, причем перед и над сквозным отверстием в обойме в указанных сетках выполнены отверстия и края сеток около сквозного отверстия обоймы зафиксированы посредством скрепленных с обоймой винтами кольцевых шайб, кольцевая обойма со сквозным отверстием для размещения в нем ствола ПНК или В, обойма установлена и закреплена во внутреннем ободе посредством плоских ребер, параллельных направлению движения в корпусе потоков РП или В, а ствол ПНК или РВ размещен в сквозном отверстии обоймы в КС и присоединен к средству подачи в него РП или В. 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 25 ил.
Description
Область техники
Полезная модель относится к противопожарной технике, к ручным и стационарным устройствам для генерирования воздушно-механической гибридной пены средней кратности или распыленной воды и может быть использована при изготовлении пожарно-технического оборудования, применяемого при тушении различных лесных, аварийно-транспортных, аварийно-промышленных и иных крупномасштабных пожаров, в частности при тушения пожаров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, сжиженных природных и углеводородных газов (СПГ и СУГ), твердых горючих материалов, транспортных средств и промышленно-технического оборудования, а также для создания теплозащитных экранов и охлаждения распыленной водой в районах аварий, катастроф, стихийных бедствий, для дегазации и дезактивации, маскировки объектов гражданского и военного назначения.
Уровень техники
Известно, что наиболее эффективным современным средством пожаротушения является предложенная ранее авторами заявителя воздушно-механическая гибридная пена средней кратности, состоящая из полидисперсных пузырьков с утолщенной (обводненной) оболочкой - пены пониженной (низкой) кратности, и пузырьков с утоньщенной (обезвоженной) оболочной - пены повышенной (средней) кратности, образующих при смешении в процессе совместного движения гибридную пену средней кратности [RU 2757106, A62C 5/02, опубл. 11.10.2021, БИ 29; RU 2757479, A62C 5/02, опубл. 18.10.2021, БИ 29].
Известны генераторы воздушно-механической пены средней кратности в переносном и стационарном вариантах конструктивного исполнения, однако большинство известных генераторов пены средней кратности иных авторов обеспечивают получение пенных струй дальностью до 10 м, что ограничивает их использования при тушении крупномасштабных пожаров из-за высокого риска работающего в зоне пожара личного состава пожарных подразделений.
Известна мобильная пеногенерирующая установка многоцелевого назначения для генерирования пены преимущественно на объектах ядерно-топливного цикла, включающая емкость для воды или раствора пенообразователя, насос с электродвигателем, гребенку для подключения воздушно-пенных генераторов (пеногенераторов) средней кратности К=20-200 и пожарных стволов, трубопроводы, шланги и арматуру, дополнительно укомплектована пеногенераторами низкой кратности (К<20) и высокократной пены (К=200-1000), работающими с сетками двух типов (обычные - плоские или металлотканевые - объемного плетения), а на гребенке установлен вентиль, позволяющий плавно регулировать расход пенообразующего раствора, подаваемого в генератор высокократной пены с расходом 0,5-10 л/мин. Кроме того, емкость снабжена крышкой, предназначенной для ее герметизации при создании в ней давления до 6 атм. Указанные признаки обеспечивают повышение универсальности установки [RU 2308996 А62С 27/00, А62С 5/02 Опубл. 27.10.2007].
Недостатком устройства по RU 230899 является значительный вес и габариты, низкая производительность и невозможность его использования при тушении пожаров в промышленных и малоэтажных зданиях городских и сельских населенных пунктов, тушении лесных и ландшафтных пожаров.
Известно разработанное ранее авторами заявителя устройство для формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности, согласно которого для повышения производительности, экономичности и повышения эффективности пожаротушения за счет создания комбинированной струи пены средней кратности и повышения дальнобойности струи пены средней кратности до 20 м подают раствор пенообразователя на сетку в корпусе пеногенератора с получением струи пены средней кратности с увеличивающейся кратностью и уменьшающейся плотностью по направлению от центра к периферии посредством расположенного на сетке или внутри кассеты сеток средства или средств перераспределения количества пенообразующего раствора на поверхности сетки, выполненных в виде кольца, колец, кольцевых насадок или иных средств, расположенных внутри кассеты сеток и/или на поверхности сетки или кассеты сеток со стороны подачи струи пенообразующего раствора или со стороны выхода пены. Корпус этого пеногенератора выполнен в виде полого цилиндра, к которому со стороны подачи раствора пенообразователя прикреплено сопло или иное средство формирования струи раствора пенообразователя, и внутри корпуса со стороны выхода пены закреплена сетка. Корпус пеногенератора имеет длину от 0,3 до 1,5 расстояния от средства формирования струи раствора пенообразователя до сетки. Пеногенератор дополнительно содержит диффузор в виде полого цилиндра, закрепленного в корпусе пеногенератора непосредственно за сеткой со стороны выхода пены и выполненного длиной от 0,1 до 0,9 диаметра диффузора и площадью свободного сечения меньшей, чем площадь сечения сетки [RU 2170123 А62С 5/02 Опубл. 10.07.2001].
Недостатками устройства по RU 2170123 является сложность конструкции средства или средств перераспределения количества пенообразующего раствора на поверхности сетки, а также отсутствие информации об особенностях крепления сетки в устройстве и о конструкции кассеты сеток.
Известен разработанный ранее авторами заявителя способ формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности и устройство для его осуществления, по которым для повышения производительности, экономичности и эффективности пожаротушения комбинированной пеной средней кратности при одновременном упрощении изготовления, транспортирования и использования в систем пожаротушения, при получении струи пены обеспечивают подачу струи раствора пенообразователя на сетку в корпусе пеногенератора под давлением РП перед соплами от 0,4 до 1,2 МПа. В устройстве для формирования струи средней кратности, содержащем корпус и расположенную в корпусе сетку, корпус пеногенератора выполнен в виде полого цилиндра или двух или более полуцилиндров, соединенных друг с другом плоскостями, при этом внутри корпуса со стороны выхода пены закреплена сетка, корпус пеногенератора имеет длину от 0,3 до 1,5 расстояния от средства формирования струи раствора пенообразователя до сетки, а средство формирования направленной струи раствора пенообразователя выполнено в виде сопла или сопел или иных средств формирования направленной струи или струй, расположенного или расположенных на расстоянии от сетки, определяемом по формуле
,
где А - расстояние от центра сопла или иного средства формирования струи до сетки, м; Rs - радиальный размер сетки; tgα/2 - тангенс половины угла раскрытия струи раствора пенообразователя; α - угол раскрытия струи раствора пенообразователя на выходе из сопла или иного средства формирования направленной струи [RU 2180607, A62C 5/02, опубл. 20.03.2002 Бюл. № 8].
Недостатками устройства по RU 2180607 и иных известных пеногенерирующих устройств является отсутствие информации об особенностях крепления сетки в устройстве, о конструкции и технологии изготовления кассеты сеток как определяющего конструктивного фактора надежности и влияния на качество получаемой пены.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом) является генератор пены средней кратности ГПС-600 по ГОСТ Р 50409-92, содержащий изготовленные литыми из алюминиевого сплава марки АК7 или иных сплавов конический корпус генератора с насадком со стороны выхода пены и коническим коллектором (конфузором) со стороны подачи распыленного раствора пенообразователя на сетки, кассету сеток в виде кольца, обтянутого по торцевым плоскостям металлической сеткой с размером ячеек 0,8 - 1 мм, прикрепленный к корпусу посредством трех стоек центробежный распылитель вихревого типа с присоединительной головкой ГМ-70 [ГОСТ Р 50409-92 Генераторы пены средней кратности. Технические условия. Издание официальное. Госстандарт. Москва. 8 с. (прототип)].
Генератор ГПС 600 (прототип) по принципу действия представляет собой водоструйный эжекторный аппарат переносного типа.
Насадок в генераторе ГПС-600 предназначен для формирования пенного потока после кассеты сеток в компактную струю и увеличения дальности полета пены средней кратности до 10 м.
Распылитель вихревого типа в генераторе ГПС-600 имеет шесть окон, расположенных под углом 12°, что вызывает закручивание потока рабочей жидкости и обеспечивает получение на выходе распыленной струи раствора пенообразователя, покрывающей всю площадь поверхности кассеты сеток.
Генератор ГПС-600 (прототип) функционирует следующим образом: Выходящая из распылителя распыленная струя раствора пенообразователя за счет эжекции и создаваемого внутри корпуса пониженного давления подсасывает посредством конического коллектора (конфузора) атмосферный воздух и перемешивается с ним в корпусе.
Смесь капель пенообразующего раствора и воздуха попадает на кассету сеток.
На сетках деформированные капли образуют систему растянутых пленок, которые, замыкаясь в ограниченных объемах, составляют сначала элементарную (в виде отдельных пузырьков), а затем массовую пену.
Энергией вновь поступающих капель и воздуха масса пены выталкивается из пеногенератора и с формированием струи воздушно-механической пены средней кратности с кратностью 100 + 30, получаемой в результате интенсивного перемешивания в генераторе ГПС-600 в определенной пропорции трех компонентов: воды, пенообразователя и воздуха [Моисеев Ю.Н. Харламов Р.И., Колбашов М.А. Пожарно-техническое и аварийно-спасательное оборудование. Учебное пособие. - Министерство РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий. ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия Государственной противопожарной службы. Иваново, 2017, С. 36-38].
Основным техническим недостатком генератора ГПС-600 (прототипа) является недостаточная (всего около 8-10 м) дальность подачи пены средней кратности, а также недостаточная надежность эксплуатации. В частности, указанная в ГОСТ Р 50409-92 (с. 7 п. 2.19) вероятность 0,993 безотказной работы ГПС-600 за 50 часов работы или безотказной работы ГПС-2000 за 25 часов работы при номинальном давлении раствора пенообразователя перед распылителем 0,0,4-0,6 МПа ((4-6 кг/см2) доказывает сравнительно низкую надежность пеногенераторов ГПС, обусловленную возможным разрушением кассеты сеток с вырыванием сеток из узлов их крепления с прекращением их нормальной работы в результате динамического давления воздействующих на сетки потоков. Это существенно ограничивает сферы и эффективность применения генератора ГПС-600 и повышает риски опасности для пожарного персонала.
Общим недостатком известных водопенных устройств пожаротушения является то, что известные стационарные и мобильные устройства генерирования пены средней кратности при сравнительно низкой надежности и неспособности нормального функционирования при повышенном давлении подаваемого на них раствора пенообразователя или воды имеют сравнительно низкую эффективность функционирования по причине недостаточной дальнобойности и производительности по генерации и подаче пены средней кратности.
При этом в известных общедоступных источниках сведений о генераторах пены средней кратности практически отсутствует информации об особенностях конструкции и технологиях изготовления кассет сеток или пакетов сеток и крепления в корпусе сеток, являющихся основным, нагружаемым динамическим давлением потока раствора пенообразователя или воды рабочим элементом генераторов пены средней кратности.
Решаемая проблема и технический результат
Не разрешенная должным образом до настоящего времени изобретательская задача, сдерживающая увеличение производительности и эффективности современных технологий и оборудования пожаротушения, заключается в том, что известные генераторы пены средней кратности или громоздки сложны и нетехнологичны в изготовлении, или не обеспечивают требуемой эффективности тушения крупных и быстротекущих пожаров по причинам недостаточной производительности и дальнобойности, поскольку известно, что при тушении крупномасштабных промышленных, лесных, аварийно-транспортных и аварийно-промышленных пожаров, требуется управляемое быстрое и равномерное покрытие всей пожароопасной площади огнетушащими средствами, предпочтительно воздушно-механической пеной средней кратности с максимально удаленных позиций.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, состоит в необходимости оперативного предотвращения возгораний и взрывов, снижения интенсивности горения и тушения крупномасштабных пожаров путем оперативного формирования и дальнобойного распределения воздушно-механической пены средней кратности или распыленной воды на больших площадях пожара горючих жидкостей, твердых горючих материалов, сжиженных природных и углеводородных газов (СПГ и СУГ), когда и где для предотвращения возгораний и тушения пожаров требуется оперативное покрытие огнетушащим средством всей пожароопасной площади, а также охлаждение и противопожарная защита соседних с пожаром зданий, сооружений, техники, оборудования, горючих и взрывоопасных материалов. Это возможно только при наличии и использовании достаточного количества конструктивно простых и технологичных в изготовлении, но удобных и эффективных в эксплуатации дальнобойных устройств генерации пены средней кратности или распыленной воды в различных по конструктивному исполнению ручных и стационарных установках, чего не наблюдается в настоящее время.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемой полезной модели, заключается в повышении эффективности тушения аварийно-транспортных, лесных, аварийно-промышленных и иных пожаров за счет создания, массового изготовления и широкого практического использования конструктивно простых, технологичных в изготовлении и надежных в эксплуатации установок комбинированного тушения гибридной пеной средней кратности или распыленной водой с повышенной дальнобойностью.
Раскрытие сущности изобретения
Проблема (поставленная задача) решается и требуемый технический результат достигается тем, что в установке комбинированного тушения пожара воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой, содержащей корпус, установленную внутри корпуса кассету сеток формирования воздушно-механической пены средней кратности или распыленной воды, ствол пены низкой кратности или распыленной воды и средства подачи раствора пенообразователя или воды на кассету сеток и в ствол, согласно изобретению корпус изготовлен с полукруглыми боковыми и сопрягаемыми с ними плоскими верхними и нижними поверхностями, на которых со стороны выхода пены или распыленной воды из корпуса выполнен вогнутый внутрь поверхности корпуса кольцевой выступ, а со стороны средства подачи раствора пенообразователя или воды на кассету сеток выполнен выпуклый наружу поверхности корпуса кольцевой выступ, кассета сеток установлена в корпусе со стороны подачи раствора пенообразователя или воды с упором в вогнутый внутрь корпуса кольцевой выступ и изготовлена из коаксиально установленных с натягом один внутри другого внутреннего обода, содержащего кольцевую обойму со сквозным отверстием для размещения в нем ствола пены низкой кратности или распыленной воды, промежуточного обода, наружного обода и двух расположенных с зазором относительно друг друга, одна из которых зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями внутреннего и промежуточного ободов, а другая сетка зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями промежуточного и наружного ободов, причем перед и над сквозным отверстием в обойме в указанных сетках выполнены отверстия и края сеток около сквозного отверстия обоймы зафиксированы посредством скрепленных с обоймой винтами кольцевых шайб, кольцевая обойма со сквозным отверстием для размещения в нем ствола пены низкой кратности или распыленной воды установлена и закреплена во внутреннем ободе посредством плоских ребер, параллельных направлению движения в корпусе потоков раствора пенообразователя или воды, а ствол пены низкой кратности или распыленной воды размещен в сквозном отверстии обоймы в кассете сеток и присоединен к средству подачи в него раствора пенообразователя или воды.
При этом в кассете сеток внутренний и промежуточный ободы с зафиксированными краями в зазоре между их сопрягаемыми боковыми поверхностями одной сеткой, а также промежуточный и наружный ободы с зафиксированными краями в зазоре между их сопрягаемыми боковыми поверхностями другой сеткой дополнительно зафиксированы относительно друг друга точечной сваркой, а кассета сеток внутри корпуса расположена так, что зафиксированная краями между наружным и промежуточным ободами сетка обращена в сторону подачи раствора пенообразователя или распыленной воды, а зафиксированная краями между промежуточным и внутренним ободами сетка обращена в сторону выхода гибридной пены средней кратности или распыленной воды.
Средство подачи раствора пенообразователя или воды на кассету сеток изготовлено в виде двух форсунок, прикрепленных к корпусу посредством упоров и расположенных с возможностью подачи двух струй раствора пенообразователя или воды в центральную зону сеток с возможностью эжекционного подсасывания воздуха через периферийные зоны сеток с формированием на выходе из кассеты сеток двух комбинированных струй пены средней кратности или распыленной воды с увеличивающейся кратностью и уменьшающейся плотностью по направлению от центра к периферии, соприкасающихся сверху, в середине или снизу с формируемой стволом струей пены низкой кратности или распыленной воды, а средство присоединения к трубопроводу подачи огнетушащего вещества, выполненное в виде быстросъемно/разъемного соединения поворотными эксцентриковыми фиксаторами типа камлок, или стандартной присоединительной головки, или фланца с отверстиями для болтового крепления.
Установка комбинированного тушения пожара может быть изготовлена в ручном исполнении и содержит по крайней мере прикрепленную к корпусу ручку, с возможностью стационарного монтажа в системах пожарной безопасности на объектах с высокой степенью пожаровзрывоопасности, с возможностью формирования и подачи в зону и пожара комбинированной струи гибридной пены средней кратности с кратностью 30+10 или распыленной воды на расстояние 40-55 м, с возможностью стационарного монтажа на пожарной лестнице, пеноподъемнике, манипуляторе, автомобильном, железнодорожном, воздушном, водоплавающем или вездеходном транспортном средстве или прицепе, газонефтедобывающей платформе или закрепления на стационарной платформе, с ручным или дистанционным управлением или осциллированием.
Установка комбинированного тушения пожара может содержать средства поворотов в вертикальной и/или горизонтальной плоскостях с ручным, или линейным приводом с электро-, пневмо- или гидродвигателем с возможностью их подключения к системе дистанционного управления их функционированием посредством выносного пульта или радиосигналов системы дистанционного управления.
Краткое описание чертежей
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1-25 детально раскрыта используемая в устройстве оригинальная конструкция и технология изготовления кассеты сеток, показана конструкция установки с использованием оригинальной по конструкции кассеты сеток, представлены примеры различных вариантов реализации установки с примерами их практического реального использования при тушении различных пожаров.
На Фиг. 1, 2 и 3 показаны вид сбоку, вид сверху и общий вид установки комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пены средней кратности или распыленной воды типа производимых заявителем установок УКТП ПУРГА 20, 30 или 40, где номерами позиций обозначены: форсунки 1 подачи огнетушащего вещества (раствора пенообразователя или воды) на сетки формирования пены воздушно-механической средней кратности или распыленной воды; ствол 2 пены низкой кратности или распыленной воды; овалообразный корпус 3 с полукруглыми боковыми и сопрягаемыми с ними плоскими верхними и нижними поверхностями, на которых со стороны выхода пены или распыленной воды из кассеты сеток 4 выполнен вогнутый внутрь поверхности корпуса 3 кольцевой выступ 6, а со стороны средства подачи огнетушащего вещества на кассету сеток выполнен выпуклый наружу поверхности корпуса кольцевой выступ 5; установленную внутри корпуса с упором в вогнутый внутрь корпуса выступ 6 кассету сеток 4 формирования воздушно-механической пены средней кратности или распыленной воды; упоры 7 для жесткой фиксации взаимного положения корпуса 3 и распределительного коллектора 19 с форсунками 1; средство подачи огнетушащего вещества в форсунки 1 и в ствол 2 посредством распределительного коллектора 19 и средства присоединения к трубопроводу подачи огнетушащего вещества 20 в виде быстросъемно/разъемного соединения поворотными эксцентриковыми фиксаторами типа камлок, или стандартной присоединительной головки, или фланца с отверстиями для болтового крепления; защитные пластиковые ободы 8 по краям корпуса 3 шайбы 16 и винты 17 фиксирующие края сеток на установленной внутри кассеты сеток посредством ребер 18 обойме с отверстием в ней для ствола 2 пены низкой кратности или распыленной воды; откидная ручка 21 для управления генератором в его ручном исполнении.
На фиг. 4-7 показаны схемы этапов изготовления, промежуточная и конечная конструкция кассеты сеток 4, содержащей внутренний кольцевой обод 10, внутри которого посредством плоских ребер 18 установлена обойма 9 с отверстием для размещения в нем ствола 2 пены низкой кратности или распыленной воды; промежуточный обод 11; наружный обод 12; первая сетка 13; вторая сетка 14; места фиксации точечной сваркой 15 взаимного положения ободов 10, 11 и 12 после их коаксиальной установки с натягом друг в друга с фиксацией краев сеток 13 и 14 в зазорах между их боковыми поверхностями;
На Фиг. 4 показана схема 1-го этапа изготовления используемой кассеты сеток с натягиванием первой сетки 13 на низ внутреннего обода10 с фиксацией краев сетки 13 между боковыми поверхностями внутреннего 10 и промежуточного 11 ободов и точечной сваркой 15 для дополнительной фиксации внутреннего 10 и промежуточного 11 ободов между собой и краев сетки 13 между их боковыми поверхностями.
На Фиг. 5 показана схема 2-го этапа изготовления кассеты сеток с натягиванием второй сетки с14 на верх промежуточного обода11 с фиксацией краев сетки 14 между боковыми поверхностями промежуточного 11 и наружного ободов 12 и точечной сваркой 15 для дополнительной фиксации промежуточного 11 и наружного 12 ободов между собой и краев сетки 14 между их боковыми поверхностями.
На Фиг. 6 показана схема 3-го этапа изготовления кассеты сеток с вырезанием отверстий в сетках 13 и 14 над и под сквозным отверстием в установленной посредством ребер 18 обойме 9 во внутреннем ободе 10 и фиксацией краев фиксацией на обойме 9 краев отверстий в сетках 13 и 14 на обойме 9 посредством шайб 16 и винтов 17.
На Фиг. 7 показана схема варианта конструктивного исполнения кассеты сеток с дополнительным заворачиванием краев сетки 14 по бокам наружного обода 12 для усиления крепления сетки 14 в кассете сеток.
На Фиг. 8 и 9 фото установки в стационарном и мобильном исполнении с ручным управлением.
На фиг. 10 и 11 - фото установки в виде насадка на автопеноподъемник соответственно без узлов вращения и с узлами вращения и . дистанционным управлением.
На Фиг. 12 - фото установки в виде насадка на автоподъемник с дистанционным управлением.
На Фиг. 13 - фото установки с дистанционным управлением в стационарном исполнении на пожарном автомобиле.
На Фиг. 14 - фото установки в мобильном (переносная) исполнении с ручным управлением, осциллятором и быстросъемным соединением.
На Фиг. 15 - фото установки в стационарном взрывозащищенном исполнении с дистанционным управлением.
На Фиг. 16 - фото установки с кассетой сеток в виде насадка на лестницу подъемника с дистанционным управлением.
На Фиг. 17 - фото установки на пожарном катере.
На Фиг. 18 и 19 карта орошения и радиус действия установки.
На Фиг. 20, 21, 22, 23, 24 и 25 - фото примеров практического применения установки.
Осуществление полезной модели
Предлагаемая по полезной модели установка комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой может применяться при тушении различных лесных, аварийно-транспортных, аварийно-промышленных и иных крупномасштабных пожаров, в частности при тушения пожаров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, сжиженных природных и углеводородных газов (СПГ и СУГ), твердых горючих материалов, транспортных средств и промышленно-технического оборудования, а также для создания свето-теплозащитных экранов и охлаждения в районах аварий, катастроф, стихийных бедствий, для дегазации и дезактивации, маскировки объектов гражданского и военного назначения.
Характерными конструктивными, находящимися в причинно-следственной связи с достигаемым техническим результатом, отличительными особенностями установки являются:
использование оригинальной по конструкции кассеты сеток с возможностью ее монтажа в различных по конструкции и назначению установках комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой, содержащих корпус, установленную внутри корпуса кассету сеток и средство подачи огнетушащего вещества (раствора пенообразователя или воды) на кассету сеток, а также средство присоединения к напорному трубопроводу подачи огнетушащего средства (водного раствора пенообразователя или воды);
возможность просто и надежно фиксировать кассету сетки в корпусе установки;
возможность изготовления и использования практически одной и той же простой и технологичной в изготовлении, но удобной и эффективной в использовании конструкции кассеты сеток, пригодной для монтажа в различных по производительности и по конструкции установках в ручном и стационарном исполнениях;
возможность установки и фиксации кассеты сеток внутри корпуса генератора на оптимальном расстоянии от средства подачи огнетушащего вещества на пакет сеток;
возможность технологичного изготовления кассеты сеток, конструктивно образованной тремя коаксиальными расположенными с натягом один внутри другого кольцевыми наружным, промежуточным и внутренним ободами и двумя расположенными на оптимальном расстоянии друг от друга (около 20 мм) туго и равномерно натянутыми сетками, плотно и надежно зафиксированными краями в зазорах между этими тремя ободами с возможной дополнительной фиксацией точечной сваркой и указанных кольцевых ободов друг с другом, и указанных сеток с ободами.
Оригинальная конструкция используемой кассеты сеток обеспечивает не только тугое равномерное по площади натяжение сеток, жесткую и надежную фиксацию сеток в кассете и кассеты сеток внутри корпуса установки на оптимальном расстоянии от форсунки, но и обеспечивает эффективное формирование двух дальнобойных комбинированных струй пены средней кратности или распыленной воды посредством двух сеток, расположенных с оптимальным зазором относительно друг друга, а также соприкасающейся с ними струи пены низкой кратности или распыленной воды с получением единой комбинированной струи воздушно-механической гибридной пены или распыленной воды;
возможность размещения кассеты сеток внутри корпуса установки так, чтобы зафиксированная между наружным и промежуточным ободами сетка была обращена в сторону форсунки, а зафиксированная между промежуточным и внутренним ободами сетка была обращена в сторону выхода струи пены, что позволяет не только существенно повысить надежность конструкции и длительную нормальную работу кассеты сеток в пеногенераторах в экстремальных условиях даже при давлении на входе огнетушащей жидкости выше 1,2 МПа (12 кг/см2), но и обеспечить формирование и подачу комбинированной струи гибридной пены средней кратности или распыленной воды с увеличивающейся кратностью и уменьшающейся плотностью по направлению от центра к периферии на расстояние более 40-55 м.
Все это доказывает уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, а именно реализация полезной модели обеспечивает возможность повышения эффективности тушения аварийно-транспортных, лесных, аварийно-промышленных и иных пожаров за счет создания, массового изготовления и широкого практического использования конструктивно простых, технологичных в изготовлении и надежных в эксплуатации предлагаемой по полезной модели кассеты сеток в генераторах пены средней кратности повышенной дальнобойности.
Как показано на чертежах, практически одна и та же конструкция кассеты сеток может использоваться в различных по конструкции установках комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой в ручном, и стационарном исполнении, с осциллирующими устройствами и с дистанционным управлением в системах пожаротушения, в конструктивном исполнении для пресной и морской воды.
Установки комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой с использованием предлагаемой кассеты сеток могут комплектоваться стандартными быстроразъемными соединениями (типа ТЗА, Kamlok, фланцевые соединения и т.д.), позволяющими монтировать и использовать их на всех типах отечественной и зарубежной пожарной технике.
Стандартные и специально разработанные соединения обеспечивают быстроту и легкость монтажа установки к на стационарное и мобильное оборудование и в системах объектах пожаротушения, а также возможность их использования или как стволы с соединительными головками ГМ по ГОСТ Р 53279-2009, или как насадки на стационарные и автомеханические лестницы, или как насадки на автопеноподъемники, или как стационарные установки с фланцевыми соединениями и т.д.
При наличии узлов вращения установки могут выпускаться с ручным управлением, с проводным или радио дистанционным управлением поворотами генератора в горизонтальной и вертикальной плоскостях; с комбинированным переключаемым ручным и дистанционным управлением.
Кассета сеток может монтироваться как на различные по конструкции установки в ручном исполнении, так и в установки, размещенные на мобильных ручных тележках, автомобилях и автомобильных прицепах, морских судах, помещениях промышленных производств, общественных и жилых зданий и т.п. в стационарном исполнении.
Таким образом, все детально показанные на чертежах и в описании отдельные существенные признаки и совокупность существенных признаков полезной модели являются существенными и находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом, получаемым от использования изобретения.
Конструктивно кассета сеток, содержит три коаксиально установленные с натягом один внутри другого и внутренний 10, промежуточный 11 и наружный 12 кольцевые обода и две туго натянутые расположенные с зазором относительно друг друга сетки, одна, из которых 13 зафиксирована краями в зазоре между наружным и промежуточным ободами, а другая сетка 14 зафиксирована краями в зазоре между промежуточным и внутренним цилиндрическими кольцевыми ободами.
При этом кольцевая обойма 9 со сквозным отверстием для размещения в нем ствола пены низкой кратности или распыленной воды установлена и закреплена во внутреннем ободе посредством плоских ребер 18, параллельных направлению движения в корпусе потоков раствора пенообразователя или воды (фиг. 4-7).
Используемую в установке кассету сеток изготавливают следующим образом (схемы сечений на отдельных этапах ее изготовления на фиг. 4-7):
Первую сетку 13 укладывают между коаксиально установленными относительно друг друга внутренним ободом 10, содержащим кольцевую обойму 9 с отверстием для размещения в нем ствола 2 пены низкой кратности или распыленной воды, и внутренним ободом, внутри которого посредством плоских ребер 18 установлена обойма 9 с отверстием для размещения в нем ствола 2 пены низкой кратности или распыленной воды.
Посредством осевого перемещения внутреннего обода 10 относительно промежуточного обода 11 задвигают с натягом внутренний обод 10 внутрь промежуточного обода 11 с натягиванием первой сетки 13 на низ внутреннего обода 10 и фиксацией краев первой сетки 13 в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями промежуточного обода 11 и внутреннего обода 10.
Затем на верх совмещенных друг с другом внутреннего 10 и промежуточного 11 ободов с натянутой на низ внутреннего обода 10 первой сеткой 13 укладывают вторую сетку 14, коаксиально устанавливают над ними наружный обод 12 и посредством осевого перемещения наружного обода 12 относительно совмещенных друг с другом промежуточного 11 и внутреннего 10 ободов с натянутой на низ внутреннего обода первой сеткой 13 надвигают наружный обод 12 на совмещенные друг с другом промежуточный 11 и внутренний 10 ободы с натягиванием второй сетки 14 на верх промежуточного обода 11 и фиксацией краев второй сетки в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями наружного 12 и промежуточного11 ободов.
После этого с наружных сторон сеток 13 и 14 над и под отверстием в обойме 9 вырезают в сетках отверстия для ствола 2 пены низкой кратности или распыленной воды, над вырезанными в сетках отверстиями располагают шайбы 16 с отверстиями для размещения ствола 2 пены низкой кратности или распыленной воды и посредством винтов 17 скрепляют шайбы 16 с краями обоймы 9 с плотной фиксацией краев отверстий в первой 13 и второй 14 сетках вокруг отверстия в обойме 9 с получением в кассете сквозного отверстия для последующего размещения в нем ствола 2 пены низкой кратности или распыленной воды.
При этом в процессе изготовления кассеты сеток после натягивания первой сетки 13 на низ внутреннего обода 10 выступающие над ободами 10 и 11 края первой сетки 13 срезают и точечной сваркой фиксируют положение внутреннего 10 и промежуточного 11 ободов относительно друг друга,
а после натягивания второй сетки 14 на верх промежуточного обода 11 выступающие над ободами края второй сетки 14 срезают и точечной сваркой фиксируют положение наружного 12 и промежуточного 11 ободов относительно друг друга,
или после натягивания второй сетки 14 на верх промежуточного обода 11 выступающие над ободами 11 и 12 края второй сетки 14 загибают по боковой поверхности наружного обода 12 и точечной сваркой фиксируют положение наружного 12 и промежуточного 11 ободов относительно друг друга,
с получением вариантов конструктивного исполнения описанной выше кассеты сеток.
В кассете сеток может использоваться сетка с номинальными размерами сторон ячеек в свету 0,8-1,12 мм по ГОСТ 3826, изготовляемая из проволоки диаметром 03,04 мм из высоколегированной стали, или сетка по ГОСТ 6613 из полупомпаковой проволоки с такими же размерами ячеек и диаметром проволоки.
Установку комбинированного тушения пожаров (УКТП) воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой, на примере производимой заявителем УКТП ПУРГА 30, изготавливают следующим образом (фиг. 1-3):
Из тонкостенного металлического листа преимущественно нержавеющей стали или обычной окрашенной стали вырезают прямоугольную заготовку, из которого путем сгибания и сварки изготавливают цилиндрический корпус 3 требуемых размеров, на котором с одной стороны (со стороны выхода струи пены) формируют вогнутый внутрь корпуса 3 кольцевой выступ 6 с радиусом от 3 до 5 мм, а с другой стороны (со стороны последующего монтажа форсунки 4) формируют выпуклый наружу кольцевой выступ 5 с радиусом от 3 до 5 мм.
Предварительно изготовленную по подробно описанной выше технологии кассету сеток 4 устанавливают внутрь корпуса 3 со стороны последующего монтажа форсунок 1 с упором в вогнутый внутрь корпуса кольцевой выступ 6 так, чтобы зафиксированная краями между наружным 12 и промежуточным 11 ободами сетка 13 была обращена в сторону последующего монтажа форсунок 1, а зафиксированная краями между промежуточным 11 и внутренним 10 ободами сетка 14 (фиг. 6, 7) была обращена в сторону выхода струй пены, или распыленной воды, что обеспечивает максимальную надежность, прочность и долговременность нормального функционирования сеток.
Кассету сеток 4 в корпусе 3 снаружи фиксируют винтами или саморезами.
Затем на края корпуса 3 надевают защитные пластиковые обручи 8, прикручивают к корпусу упоры 7 и винтов или саморезов 19 прикручивают их распределительному коллектору 19 со средством присоединения к трубопроводу подачи огнетушащего вещества 20, выполненным в виде быстросъемно/разъемного соединения поворотными эксцентриковыми фиксаторами типа камлок, или стандартной присоединительной головки, или фланца с отверстиями для болтового крепления к напорному трубопроводу подачи огнетушащего вещества.
Аналогичным образом изготавливаются показанные на фото фиг. 8-17 конструктивные варианты установки с различными средствами присоединения установки к напорному трубопроводу подачи раствора огнетушащего средства в виде раствора пенообразователя или воды.
Отдельные детали и узлы заявляемой установки быть изготовлены из обычно используемых в противопожарной технике конструктивных элементов и материалов, на обычном оборудовании, по обычным технологиям, известным и применяемым в области современной техники пожаротушения и пожаровзрывопредотвращения.
Установка комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой (УКТП), на примере производимой заявителем типа УКТП ПУРГА 30, функционирует следующим образом (фиг. 20-25):
Раствор пенообразователя или воды из напорного трубопровода подается в форсунки 1, откуда под рабочим давлением 0,8-1,2 МПа подается в центральную зону кассеты сеток 4 и в ствол 2.
При этом за счет эжекционного эффекта и вакуума, создаваемого коническим, расширяющимся по ходу движения от форсунок к кассете сеток потоком раствора пенообразователя или воды, в периферийные зоны кассеты сеток подсасывается атмосферный воздух.
Внутри кассеты сеток между сетками 13 и 14 капли раствора пенообразователя или воды и периферийные потоки воздуха перемешиваются с получением на выходе из кассеты сеток и из диффузора струи комбинированной струи пены средней кратности или распыленной воды с увеличивающейся кратностью и уменьшающейся плотностью по направлению от центра к периферии.
В результате на выходе из корпуса 3 формируются два потока комбинированной воздушно-механической пены средней кратности, состоящей из расположенных в центральной части потока полидисперсных пузырьков с утолщенной (обводненной) оболочкой - пены пониженной кратности, и расположенных в периферийных частях потока пузырьков с утоньщенной (обезвоженной) оболочной - пены повышенной кратности, образующих при их дальнейшем смешении в процессе совместного движения гибридную пену средней кратности с повышенными пожаротушащими свойствами и у повышенной дальностью подачи.
Одновременно в этим в стволе 2 формируется струя пены низкой кратности или распыленной воды, который соприкасаясь с выходящими из кассеты сеток струями пены средней кратности при их совместном спутном движении формирует и обеспечивает удаленную подачу единой комбинированной струи гибридной пены средней кратности или распыленной воды.
Формируемые установкой потоки гибридной пены средней кратности или распыленной воды с увеличивающейся кратностью и уменьшающейся плотностью по направлению от центра к периферии обладают существенно увеличенной по сравнению с однородными потоками дальнобойностью за счет наличия в центральной части потока с повышенной плотностью и с повышенной кинетической энергией.
Известно, что пена - наиболее эффективное и широко применяемое огнетушащее вещество, представляющее собой дисперсную систему, состоящую из ячеек - пузырьков воздуха (газа), разделенных пленками жидкости, содержащей пенообразователь [ГОСТ Р 50588-2012. Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний].
Отношение объемов газовой и жидкой фаз (в единице объема) пены определяет структуру и ее свойства. Если объем газовой фазы Vг превышает объем жидкости Vж не более чем в 10-20 раз (пены низкой кратности), ячейки пены, заполненные газом, имеют сферическую форму. В таких пенах газовые пузыри окружены оболочками жидкости относительно большой толщины. Сферические пены отличаются высоким содержанием жидкости и в силу этого - малой устойчивостью. Поэтому их относят к метастабильным (условно стабильным).
В нестабильных пенах наблюдается так называемый эффект Плато: жидкая фаза из перегородок удаляется, истекая под действием силы тяжести, и происходит быстрая коалесценция (от лат. coalesce - срастаюсь, соединяюсь) - слияние соприкасающихся газовых пузырьков. В пене газовый пузырек не может свободно перемещаться ни в вертикальной, ни в горизонтальной плоскости. Он как бы «зажат» другими, прилегающими к нему пузырьками.
С увеличением отношения Vг/Vж толщина пленки жидкости, разделяющая газовые объемы, уменьшается, а газовая полость утрачивает сферическую форму. Пены средней кратности, у которых отношение Vг/Vж составляет несколько десятков или даже сотен, имеют многогранную форму. Причем форма многогранников может быть различной - треугольные призмы, тетраэдры, неправильной формы параллелепипеды. В процессе старения пены шарообразная форма ячеек переходит в многогранную. Многогранные пены отличаются малым содержанием жидкой фазы и характеризуются высокой стабильностью. В таких пенах отдельные пузырьки сближены и разделены тонкими «растянутыми упругими пленками». Эти пленки в силу упругости и ряда других факторов препятствуют коалесценции газовых пузырьков. По мере утончения разделительных пленок пузырьки все плотнее сближаются, прилегают друг к другу и приобретают четкую форму многогранников [Бобков С.А., Бабурин А.В., Комраков П.В. Физико-химические основы развития и тушения пожаров: учеб. пособие / М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. - 210 с.].
Основными физико-химическими свойства пены являются:
кратность - отношение объема пены к объему раствора пенообразователя, содержащегося в пене;
дисперсность - степень измельчения пузырьков (размеры пузырьков);
вязкость - способность пены к растеканию по поверхности;
стойкость - способность пены сопротивляться процессу разрушения [там же].
В зависимости от величины кратности (К) пены разделяют на четыре группы:
пеноэмульсии, К < 3;
низкократные пены, 3 < К< 20;
пены средней кратности, 20 < К < 200;
пены высокой кратности, К > 200 [Шароварников А.Ф., Шароварников С.А. Пенообразователи и пены для тушения пожаров. Состав, свойства, применение. М.: Пожнаука, 2005. - 335 с.].
Дисперсность пены обратно пропорциональна среднему диаметру пузырьков.
Известно, что чем выше дисперсность, тем выше стойкость пены и огнетушащая эффективность. Степень дисперсности пены во многом зависит от условий ее получения, в том числе и от характеристики аппаратуры. Кратность и дисперсность пены определяют изолирующую способность пены и ее текучесть. [Бобков С.А., Бабурин А.В., Комраков П.В. Физико-химические основы развития и тушения пожаров: учеб. пособие / М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. - 210 с.].
В качестве огнетушащих свойств пены выделяют:
изолирующее действие - препятствие поступления в зону горения горючих паров, газов или воздуха, обусловливающего прекращение горения;
охлаждающее действие - обусловленное наличием в преимущественно пене низкой кратности значительного количества жидкости.
Охлаждающее действие пены обусловливается водой, выделяющейся из пены.
Изолирующее действие обусловливается образованием слоя пены, который препятствует доступу кислорода к зоне пожара, включая:
эффект разделения, заключающийся в изолировании жидкости от паровой фазы;
эффект вытеснения, обусловливающий изоляцию горючего вещества от воздуха;
преграждающий эффект, при котором пена препятствует испарению горючей жидкости.
Пены низкой кратности (3 < К< 20) в силу значительного количества воды в межпузырьковых перегородках (в каналах Плато-Гиббса) преимущественно проявляют охлаждающий огнетушащий эффект, обусловливающийся охлаждающим действием самой пены и воды, выделяющейся из пены.
Пены средней кратности (20 < К < 200) в силу меньшего количества воды в межпузырьковых перегородках (в каналах Плато-Гиббса) преимущественно проявляют изолирующий огнетушащий эффект, обусловливающийся созданием над зоной горения обедненной кислородом и насыщенными парами воды атмосферы, способствующей замедлению и полному прекращению горения.
При этом в силу более значительного количества воды, имеющейся в пене низкой кратности воды, и соответственно большей плотности (веса единицы объема) пены низкой кратности по сравнению с пенами средней кратности можно подавать с более дальних расстояний, что существенно влияет на обеспечение безопасности пожарного персонала при крупномасштабных и взрывоопасных аварий со сжиженными газами.
Характерной отличительной особенностью предлагаемых технических решений является получение и применение гибридной воздушно-механической пены с кратностью от 30 до 70 на основе синтетических углеводородных пенообразователей.
Авторами в лаборатории заявителя экспериментально установлено и теоретически обосновано, что гибридная воздушно-механическая пена с кратностью от 30 до 70 существенно отличается по своей структуре, вязкости, дисперсности, реологическим, тиксотропным и другим значимым для взрывопожаропредотвращения и пожаротушения свойствам от известных свойств пен низкой и средней кратности на основе углеводородных и фторсодержащих пенообразователей.
Выявлено, что в результате турбулентного безударного перемешивания пузырьков пены низкой кратности и пузырьков пены средней кратности в гибридной пене образуются усредненные по размерам пузырьки пены, более крупные по сравнению с пузырьками пены низкой кратности, но с более утолщенными по сравнению с пенами средней кратности водосодержащими каналами Плато-Гиббса.
Как экспериментально установлено авторами, структура гибридной пены с кратностью от 30 до 70 с уникальными по своей структуре и огнетушащим свойствам водовоздушными пузырьками, позволяет не только лучше сдерживать высокую температуру пламени без существенных разрушений объема самой гибридной пены, то есть эффективнее изолировать поверхность пожара, но и доставлять струи гибридной пены на значительно большие расстояния по сравнению со струями пены средней кратности или комбинированными струями пены низкой кратности и средней кратности.
Авторами экспериментально установлено также, что при воздействии гибридной пены с кратностью от 30 до 70 на поверхность разлива сжиженного природного или углеводородного газа проявляется эффект синергизма за счет одновременного воздействия нескольких факторов - охлаждения, разбавления парами воды атмосферы в зоне испарения и горения газа, теплоизоляции и резкого снижения концентрации газа и паров горючих жидкостей над слоем пены в зоне горения вплоть до снижения скорости химической реакции и последующего уменьшения температуры пламени до температуры потухания.
Это обусловлено усредненной дисперсностью и утолщенностью водосодержащих каналов Гиббса-Плато гибридной пены по сравнению с пенами низкой и средней кратности или по сравнению с пеной в комбинированных струях пены низкой кратности и средней кратности.
Натурные испытания установок с предлагаемой кассетой сеток в условиях практического тушения различных реальных пожаров (фиг. 20-25) показывают уверенное решение сформулированной проблемы (поставленной изобретательской задачи) и реальное достижение требуемого технического результата - повышение эффективности тушения аварийно-транспортных, лесных, аварийно-промышленных и иных крупномасштабных пожаров в результате создания, изготовления и практического использования конструктивно простых, технологичных в изготовлении и надежных в эксплуатации предлагаемой установки, а также доказывают:
- простоту и технологичностью изготовления, подготовки к использованию, использования, сборки/разборки и ремонта предлагаемой кассеты сеток для генераторов пены средней кратности;
- простоту и эффективностью эксплуатации;
- высокую надежность эксплуатации в течение продолжительного (до 7 лет) времени;
- возможность генерации с высокой производительностью и достаточной для безопасной работы для пожарного персонала (40-55 м) дальностью подачи струи воздушно-механической гибридной пены средней кратности или распыленной воды, наиболее эффективных для тушения и предотвращения распространения большинства пожаров;
- возможность ручного и стационарного применения установок с предлагаемой кассетой сеток с возможностью ручного и автоматического управления, возможностью создания автоматических колебательных движений в различных угловых диапазонах, обеспечивающих оперативное, быстрое и равномерное покрытие гибридной пеной средней кратности или распыленной водой всей поверхности пожара.
Сравнительные испытания генератора пены средней кратности ГПС-600 (прототипа) и производимого заявителем генератора пены средней кратности типа УКТП ПУРГА 30 в базовом варианте конструктивного исполнения показали следующие, указанные в Таблице 1, основные технические и эксплуатационные параметры и показатели:
Таблица 1. | |||
Наименование показателей | ГПС-600 по ГОСТ 50409-92 (прототип) |
Генератор пены средней кратности типа УКТП ПУРГА 30 с кассетой сеток по изобретению |
|
Производительность по воде (водному раствору пенообразователя) [л/с] | 4,8-6 | 30 | |
Дальность подачи струи пены средней кратности [м] | 10 | 45-50 | |
Высота подъема струи пены средней кратности [м] | 5 | 20-27 | |
Давление на входе [МПа (кг/см2 )] | 0,6 (6) | 0,8 -1,2 (8-12) | |
Кратность пены | 100+30 | 30+10 | |
Габаритные размеры | Длина | 610 | 1255 |
Ширина | 350 | 625 | |
Высота, диаметр корпуса в месте установки сеток | 310 | 590 | |
Масса [кг] | 4,45 | 40-50 |
Как показали натурные испытания использование предлагаемой установки комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой по сравнению с известными средствами пожаротушения пеной средней кратности наиболее перспективны в процессе ликвидации крупномасштабных пожаров:
на предприятиях топливной, химической, нефтеперерабатывающей промышленности;
на предприятиях лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, в лесах и на сельскохозяйственных угодьях;
при тушении послеаварийных пожаров воздушного транспорта на земле, аварий, катастроф не железнодорожном, морском и речном транспорте;
при нейтрализации и утилизации сильнодействующих ядовитых веществ.
Использование установки позволяет реализовать новые современные технологи получения и подачи гибридной пены средней кратности или распыленной воды с увеличенной дальнобойностью и скоростью растекания по поверхности горения, что позволяет:
сократить время пожаротушения по сравнению с традиционными средствами, на складах боеприпасов и сильнодействующих ядовитых веществ;
существенно уменьшить количество ствольщиков, непосредственно участвующих в тушении пожара;
снизить риск для здоровья и жизни людей, поскольку тушение пожара может осуществляться на значительном расстоянии от горящего объекта;
повысить мобильность и механизацию процесса доставки воды и пены в зону горения.
Учитывая новизну отдельных и совокупности существенных признаков, техническое решение проблемы, существенность всех общих и частных признаков изобретения, детально раскрытых в описании и показанных на чертежах, доказанную в разделе «Осуществление полезной модели» техническую осуществимость и промышленную применимость полезной модели, уверенное решение актуальной проблемы, доказано уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании полезной модели- повышении эффективности тушения аварийно-транспортных, лесных, аварийно-промышленных и иных пожаров за счет создания, массового изготовления и широкого практического использования конструктивно простых, технологичных в изготовлении и надежных в эксплуатации установок комбинированного тушения пеной средней кратности или распыленной водой с повышенной дальнобойностью.
Это доказывает также, что предложенные технические решения актуальной проблемы соответствуют всем установленным, предъявляемым к полезным моделям требованиям охраноспособности, а также доказывает раскрытие сущности заявленной полезной модели в документах заявки с полнотой, достаточной для осуществления изобретения.
Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки полезной модели являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели полезной модели, но и позволяют реализовать полезную модель промышленным способом.
Claims (20)
1. Установка комбинированного тушения пожара воздушно-механической пеной средней кратности и распыленной водой, содержащая корпус, установленную внутри корпуса кассету сеток формирования воздушно-механической пены средней кратности и распыленной воды, ствол пены низкой кратности и распыленной воды и средства подачи раствора пенообразователя или воды на кассету сеток и в ствол,
отличающаяся тем, что
корпус изготовлен с полукруглыми боковыми и сопрягаемыми с ними плоскими верхними и нижними поверхностями, на которых со стороны выхода пены и распыленной воды из корпуса выполнен вогнутый внутрь поверхности корпуса кольцевой выступ, а со стороны средства подачи раствора пенообразователя и воды на кассету сеток выполнен выпуклый наружу поверхности корпуса кольцевой выступ,
кассета сеток установлена в корпусе со стороны подачи раствора пенообразователя и воды с упором в вогнутый внутрь корпуса кольцевой выступ и содержит
коаксиально установленные с натягом один внутри другого
внутренний обод, содержащий установленную и закрепленную во внутреннем ободе посредством плоских параллельных направлению движения в корпусе потоков раствора пенообразователя или воды ребер кольцевую обойму со сквозным отверстием для размещения в нём ствола пены низкой кратности или распыленной воды,
промежуточный обод,
наружный обод
и две расположенные с зазором относительно друг друга сетки, одна из которых зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями внутреннего и промежуточного ободов, а другая сетка зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями промежуточного и наружного ободов,
при этом в сетках выполнены соосные и соразмерные сквозному отверстию обоймы отверстия с фиксацией краев сеток на обойме посредством кольцевых шайб и винтов,
а ствол пены низкой кратности или распыленной воды размещен в сквозном отверстии обоймы в кассете сеток и присоединен к средству подачи в него раствора пенообразователя и воды.
2. Установка комбинированного тушения пожара по п. 1, отличающаяся тем, что кассета сеток внутри корпуса расположена так, что зафиксированная краями между наружным и промежуточным ободами сетка обращена в сторону подачи раствора пенообразователя и распыленной воды, а зафиксированная краями между промежуточным и внутренним ободами сетка обращена в сторону выхода пены средней кратности и распыленной воды.
3. Установка комбинированного тушения пожара по п. 1, отличающаяся тем, что внутренний и промежуточный ободы с зафиксированными краями в зазоре между их сопрягаемыми боковыми поверхностями одной сеткой, а также промежуточный и наружный ободы с зафиксированными краями в зазоре между их сопрягаемыми боковыми поверхностями другой сеткой дополнительно зафиксированы относительно друг друга точечной сваркой.
4. Установка комбинированного тушения пожара по п. 1, отличающаяся тем, что средство подачи раствора пенообразователя и воды на кассету сеток изготовлено в виде двух форсунок, прикрепленных к корпусу посредством упоров и расположенных с возможностью подачи двух струй раствора пенообразователя и воды в центральную зону сеток с возможностью эжекционного подсасывания воздуха через периферийные зоны сеток с формированием на выходе из кассеты сеток двух комбинированных струй пены средней кратности и распыленной воды с увеличивающейся кратностью и уменьшающейся плотностью по направлению от центра к периферии, соприкасающихся сверху, в середине или снизу с формируемой стволом струей пены низкой кратности и распыленной воды.
5. Установка комбинированного тушения пожара по п. 4, отличающаяся тем, что содержит средство присоединения к трубопроводу подачи огнетушащего вещества, выполненное в виде съемно/разъемного соединения поворотными эксцентриковыми фиксаторами типа камлок, или присоединительной головки, или фланца с отверстиями для болтового крепления.
6. Установка комбинированного тушения пожара по п. 1, отличающаяся тем, что изготовлена в ручном исполнении и содержит по крайней мере прикрепленную к корпусу ручку.
7. Установка комбинированного тушения пожара по п. 1, отличающаяся тем, что изготовлена с возможностью стационарного монтажа в системе пожарной безопасности.
8. Установка комбинированного тушения пожара по п. 1, отличающаяся тем, что изготовлена с возможностью формирования и подачи в зону пожара комбинированной струи пены средней кратности с кратностью 30+10 и распыленной воды на расстояние 40-55 м.
9. Установка комбинированного тушения пожара по п. 1, отличающаяся тем, что изготовлена с ручным и дистанционным управлением, с осцилированием, с возможностью стационарного монтажа на пожарной лестнице, пеноподъёмнике, манипуляторе, автомобильном, железнодорожном, воздушном, водоплавающем и вездеходном транспортном средстве или прицепе, газонефтедобывающей стационарной платформе.
10. Установка комбинированного тушения пожара по п. 1, отличающаяся тем, что содержит средства поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях с возможностью подключения к системе дистанционного управления.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU225574U1 true RU225574U1 (ru) | 2024-04-24 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2180607C1 (ru) * | 2000-09-21 | 2002-03-20 | Закрытое акционерное общество "НПО СОПОТ" | Способ формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности и устройство для его осуществления (варианты) |
CN103083844A (zh) * | 2013-02-18 | 2013-05-08 | 上海中备实业公司 | 消防泡沫倍增筒 |
RU187122U1 (ru) * | 2018-08-07 | 2019-02-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии" | Устройство для тушения пожаров и пожаровзрывопредотвращения пеной низкой и средней кратности |
RU192063U1 (ru) * | 2018-08-07 | 2019-09-03 | Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии" | Устройство для комбинированного тушения крупномасштабных пожаров и пожаровзрывопредотвращения пеной низкой и средней кратности |
RU2703592C1 (ru) * | 2018-08-07 | 2019-10-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии" | Устройство для тушения пожаров и пожаровзрывопредотвращения пеной низкой и средней кратности |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2180607C1 (ru) * | 2000-09-21 | 2002-03-20 | Закрытое акционерное общество "НПО СОПОТ" | Способ формирования струи пены средней кратности повышенной дальнобойности и устройство для его осуществления (варианты) |
CN103083844A (zh) * | 2013-02-18 | 2013-05-08 | 上海中备实业公司 | 消防泡沫倍增筒 |
RU187122U1 (ru) * | 2018-08-07 | 2019-02-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии" | Устройство для тушения пожаров и пожаровзрывопредотвращения пеной низкой и средней кратности |
RU192063U1 (ru) * | 2018-08-07 | 2019-09-03 | Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии" | Устройство для комбинированного тушения крупномасштабных пожаров и пожаровзрывопредотвращения пеной низкой и средней кратности |
RU2703592C1 (ru) * | 2018-08-07 | 2019-10-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии" | Устройство для тушения пожаров и пожаровзрывопредотвращения пеной низкой и средней кратности |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2394724C2 (ru) | Способ и вертолетное устройство комбинированного тушения пожаров лесных массивов и промышленных объектов (варианты) | |
RU2429082C1 (ru) | Способ и устройство для тушения нефти и нефтепродуктов в резервуаре | |
RU2757479C1 (ru) | Способ пожаровзрывопредотвращения и тушения пожара гибридной пеной и устройство для его осуществления | |
RU225574U1 (ru) | Установка комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой | |
RU224093U1 (ru) | Установка комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой | |
RU2821481C1 (ru) | Установка комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пеной средней кратности и распыленной водой | |
RU2819524C1 (ru) | Установка комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой | |
RU223047U1 (ru) | Установка комбинированного тушения пожара воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой | |
RU224493U1 (ru) | Кассета сеток для установки комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой | |
RU2819528C1 (ru) | Установка комбинированного тушения пожара воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой | |
RU2822833C1 (ru) | Кассета сеток для установки комбинированного тушения пожаров воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой и способ её изготовления | |
RU223370U1 (ru) | Установка комбинированного тушения пожара воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой | |
RU223048U1 (ru) | Установка комбинированного тушения пожара воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой | |
RU2820746C1 (ru) | Установка комбинированного тушения пожара воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой | |
RU222047U1 (ru) | Кассета сеток генератора пены средней кратности | |
RU2817915C1 (ru) | Установка комбинированного тушения пожара воздушно-механической гибридной пеной средней кратности или распыленной водой | |
RU190538U1 (ru) | Устройство для предотвращения и тушения лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и прокладки заградительных полос воздушно-механической пеной | |
RU199778U1 (ru) | Устройство для пожаровзрывопредотвращения и тушения пожара гибридной пеной | |
RU2824093C1 (ru) | Кассета сеток генератора пены средней кратности и способ её изготовления | |
RU190536U1 (ru) | Устройство для предотвращения и тушения крупномасштабных лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров быстротвердеющей пеной | |
RU226489U1 (ru) | Универсальная установка комбинированного тушения пожара воздушно-механической пеной средней кратности, воздушно-механической пеной низкой кратности, распыленной и диспергированной водой или быстротвердеющей пеной на основе вспененного геля кремнезема | |
RU226208U1 (ru) | Универсальная установка комбинированного тушения пожара воздушно-механической пеной средней кратности, воздушно-механической пеной низкой кратности, распыленной и диспергированной водой или быстротвердеющей пеной на основе вспененного геля кремнезема | |
RU2826678C1 (ru) | Универсальная установка комбинированного тушения пожара воздушно-механической пеной средней кратности, воздушно-механической пеной низкой кратности, распыленной и диспергированной водой или быстротвердеющей пеной на основе вспененного геля кремнезема | |
CN115666736A (zh) | 具有消防喷嘴的灭火设备 | |
RU191427U1 (ru) | Устройство для предотвращения и тушения лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и прокладки заградительных полос |