RU226208U1 - Universal installation for combined fire extinguishing with medium expansion air-mechanical foam, low expansion air-mechanical foam, atomized and dispersed water or fast-hardening foam based on silica foam gel - Google Patents
Universal installation for combined fire extinguishing with medium expansion air-mechanical foam, low expansion air-mechanical foam, atomized and dispersed water or fast-hardening foam based on silica foam gel Download PDFInfo
- Publication number
- RU226208U1 RU226208U1 RU2024102714U RU2024102714U RU226208U1 RU 226208 U1 RU226208 U1 RU 226208U1 RU 2024102714 U RU2024102714 U RU 2024102714U RU 2024102714 U RU2024102714 U RU 2024102714U RU 226208 U1 RU226208 U1 RU 226208U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foam
- fire extinguishing
- barrel
- expansion
- mesh
- Prior art date
Links
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims abstract description 269
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 130
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 90
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims description 34
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims abstract description 56
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 54
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims description 32
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 25
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 15
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 15
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 14
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 8
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 8
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 6
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 claims description 4
- 239000000306 component Substances 0.000 claims 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 50
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 32
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 27
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 26
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 238000013461 design Methods 0.000 description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 14
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 11
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 11
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 11
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 102220215119 rs1060503548 Human genes 0.000 description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 239000006261 foam 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
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000008259 solid foam Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 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
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 102220062177 rs786202861 Human genes 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading 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
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 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
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000002360 explosive 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
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 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
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 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
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000011493 spray foam Substances 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
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer 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
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 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 пены средней кратности, воздушно-механической пены низкой кратности, распыленной и диспергированной воды и быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема. Установка комбинированного тушения пожара изготовлена с возможностью раздельного генерирования и раздельной подачи под напором воздушно-механической пены средней кратности, воздушно-механической пены низкой кратности, распыленной и диспергированной воды или быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема и содержит корпус, размещенную внутри корпуса кассету сеток, расположенный перед кассетой сеток блок форсунок подачи на кассету сеток огнетушащих средств, ствол с размещенным внутри ствола эжектором с патрубком эжекционного всасывания внутрь ствола компонента огнетушащего средства, трубопроводы подвода огнетушащих средств, а также краны открытия/закрытия трубопроводов огнетушащих средств, причем кассета сеток изготовлена из коаксиально установленных с натягом один внутри другого внутреннего обода с установленной и закрепленной в нем посредством плоских параллельных направлению движения в корпусе огнетушащего средства ребер кольцевой обоймой со сквозным отверстием для размещения в нём ствола, промежуточного обода, наружного обода и двух расположенных с зазором относительно друг друга сеток, одна из которых зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями наружного и промежуточного ободов, а другая сетка зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями промежуточного и внутреннего 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 размещен в сквозном отверстии обоймы в кассете сеток и присоединен к средству подачи в него огнетушащего средства. 9 з.п. ф-лы, 22 ил. The utility model relates to fire-fighting equipment, to manual and stationary devices for generating medium-expansion air-mechanical foam, low-expansion air-mechanical foam, atomized and dispersed water and fast-hardening foam based on foamed silica gel. The combined fire extinguishing installation is made with the ability to separately generate and separately supply under pressure air-mechanical foam of medium expansion, air-mechanical foam of low expansion, sprayed and dispersed water or fast-hardening foam based on foamed silica gel and contains a housing, a mesh cassette located inside the housing, a block of nozzles located in front of the grid cassette for supplying fire extinguishing media to the grid cassette, a barrel with an ejector located inside the barrel with an ejection suction pipe into the barrel of a fire extinguishing agent component, pipelines for supplying fire extinguishing agents, as well as opening/closing valves for fire extinguishing agent pipelines, wherein the grid cassette is made of coaxial installed with an interference fit, one inside the other, of the inner rim with an annular holder installed and secured in it by means of flat ribs parallel to the direction of movement in the body of the fire extinguishing agent with a through hole for placing in it a barrel, an intermediate rim, an outer rim and two grids located with a gap relative to each other, one of which is fixed by the edges in the gap between the mating side surfaces of the outer and intermediate rims, and the other mesh is fixed by the edges in the gap between the mating side surfaces of the intermediate and inner rims, while the meshes have holes coaxial and commensurate with the through hole of the cage with fixation of the edges of the meshes on the cage by means of ring washers and screws, and the barrel is placed in the through hole of the holder in the grid cassette and is connected to the means for supplying the fire extinguishing agent to it. 9 salary f-ly, 22 ill.
Description
Область техникиField of technology
Полезная модель относится к противопожарной технике, к ручным и стационарным устройствам для генерирования воздушно-механической пены средней кратности, воздушно-механической пены низкой кратности, распыленной и диспергированной воды и быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема 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.The utility model relates to fire-fighting equipment, to manual and stationary devices for generating medium-expansion air-mechanical foam, low-expansion air-mechanical foam, atomized and dispersed water and quick-hardening foam based on foamed silica gel and can be used in the manufacture of fire-technical equipment , used when extinguishing various forest, emergency transport, emergency industrial and other large-scale fires, in particular when extinguishing fires of flammable and combustible liquids, liquefied natural and hydrocarbon gases (LNG and LPG), solid combustible materials, vehicles and industrial equipment equipment, as well as for creating heat-protective screens and cooling with sprayed water in areas of accidents, catastrophes, natural disasters, for degassing and decontamination, camouflage of civilian and military objects.
Уровень техникиState of the art
Известно, что 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].It is known that an effective modern fire extinguishing agent is the air-mechanical hybrid foam of medium expansion, previously proposed by the applicant’s authors, consisting of polydisperse bubbles with a thickened (watered) shell - low expansion foam, and bubbles with a thinned (dehydrated) shell - high foam ( medium) expansion, forming, when mixed in the process of joint movement, a hybrid foam of medium expansion [RU 2757106, A62C 5/02, publ. 10/11/2021, BI 29; RU 2757479, A62C 5/02, publ. 10/18/2021, BI 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.There are known generators of air-mechanical foam of medium expansion in portable and stationary design options, however, most of the well-known generators of medium expansion foam by other authors provide foam jets with a range of up to 10 m, which limits their use when extinguishing large-scale fires due to the high risk of working in the area fire personnel of fire departments.
Известен 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.].A known medium-expansion foam generator, GPS-600, according to GOST R 50409-92, contains a conical generator body cast from aluminum alloy grade AK7 or other alloys with a nozzle on the foam outlet side and a conical collector (confuser) on the supply side of the sprayed foam solution to the grids, a mesh cassette in the form of a ring, covered along the end planes with a metal mesh with a cell size of 0.8 - 1 mm, a vortex-type centrifugal atomizer with a connecting head GM-70 attached to the body by means of three stands [GOST R 50409-92 Medium expansion foam generators. Technical conditions. Official publication. Gosstandart. Moscow. 8 p.].
Генератор ГПС 600 по принципу действия представляет собой водоструйный эжекторный аппарат переносного типа.The GPS 600 generator, according to its operating principle, is a portable water-jet ejector apparatus.
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. The nozzle in the GPS-600 generator is designed to form a foam flow after a grid cassette into a compact jet and increase the flight range of medium-expansion foam up to 10 m.
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.The vortex-type sprayer in the GPS-600 generator has six windows located at an angle of 12°, which causes swirling of the flow of working fluid and ensures that a sprayed stream of foam solution is obtained at the output, covering the entire surface area of the grid cassette.
Генератор ГПС-600 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].The GPS-600 generator functions as follows: The sprayed stream of foaming agent solution emerging from the sprayer, due to ejection and the reduced pressure created inside the housing, sucks in atmospheric air through a conical collector (confuser) and mixes with it in the housing. A mixture of droplets of foaming solution and air falls on the mesh cassette. On grids, deformed drops form a system of stretched films, which, enclosed in limited volumes, form first elementary (in the form of individual bubbles) and then mass foam. With the energy of newly arriving droplets and air, the mass of foam is pushed out of the foam generator and with the formation of a jet of air-mechanical foam of medium expansion with a multiplicity of 100 + 30, obtained as a result of intensive mixing in the GPS-600 generator in a certain proportion of three components: water, foaming agent and air [Moiseev Yu., N. Kharlamov R.I., Kolbashov M.A.. Fire-technical and emergency rescue equipment. Tutorial. - Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergency Situations and Disaster Relief. Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service. Ivanovo, 2017, pp. 36-38].
Основным техническим недостатком генератора ГПС-600 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.The main technical disadvantage of the GPS-600 generator is the insufficient (only about 8-10 m) range of medium-expansion foam supply, as well as insufficient operational reliability. In particular, the probability of failure-free operation of GPS-600 for 50 hours of operation, or failure-free operation of GPS-2000 for 25 hours of operation, specified in GOST R 50409-92 (p. 7, clause 2.19) is 0.993 at a nominal pressure of the foam concentrate solution in front of the sprayer of 0.0, 4-0.6 MPa (4-6 kg/cm 2 ) proves the relatively low reliability of GPS foam generators, due to the possible destruction of the grid cassette with the tearing of the grids from their fastening points and the cessation of their normal operation as a result of the dynamic pressure of the flows acting on the grids. This significantly limits the scope and effectiveness of the GPS-600 generator and increases the risk of danger for fire personnel.
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].A mobile multi-purpose foam generating unit is known for generating foam mainly at nuclear fuel cycle facilities, including a container for water or a foam concentrate solution, a pump with an electric motor, a comb for connecting air-foam generators (foam generators) with an average expansion rate of K = 20-200 and fire nozzles, pipelines, hoses and fittings, is additionally equipped with low expansion foam generators (K<20) and high expansion foam (K=200-1000), working with two types of mesh (conventional - flat or metal fabric - volumetric weaving), and a valve is installed on the comb, allowing smoothly regulate the flow of the foaming solution supplied to the high-expansion foam generator at a flow rate of 0.5-10 l/min. In addition, the container is equipped with a lid designed to seal it when creating a pressure of up to 6 atm. These features provide increased versatility of the installation [RU 2308996 A62S 27/00, A62S 5/02 Publ. 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.The disadvantage of the device according to RU 230899 is its significant weight and dimensions, low performance and the impossibility of its use when extinguishing fires in industrial and low-rise buildings in urban and rural settlements, extinguishing forest and landscape fires.
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].A device previously developed by the applicant’s authors for forming a jet of medium expansion foam with increased range is known, according to which, in order to increase productivity, efficiency and increase the efficiency of fire extinguishing by creating a combined jet of foam of medium expansion and increasing the range of the jet of medium expansion foam up to 20 m, a foaming agent solution is supplied to the mesh in the body of the foam generator to produce a jet of foam of medium expansion with increasing expansion and decreasing density in the direction from the center to the periphery by means of a means or means located on the mesh or inside the mesh cassette for redistributing the amount of foaming solution on the surface of the mesh, made in the form of a ring, rings, ring nozzles or other means located inside the mesh cassette and/or on the surface of the mesh or mesh cassette on the supply side of the foaming solution jet or on the foam outlet side. The body of this foam generator is made in the form of a hollow cylinder, to which a nozzle or other means of forming a jet of foam solution is attached on the supply side of the foam agent solution, and a mesh is attached inside the body on the foam outlet side. The body of the foam generator has a length of 0.3 to 1.5 times the distance from the means for forming a jet of foam solution to the mesh. The foam generator additionally contains a diffuser in the form of a hollow cylinder, fixed in the body of the foam generator directly behind the mesh on the foam outlet side and made with a length of 0.1 to 0.9 times the diameter of the diffuser and a free cross-sectional area less than the cross-sectional area of the mesh [RU 2170123 A62C 5/02 Publ. 07/10/2001].
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.The disadvantages of the device according to RU 2170123 are the complexity of the design of the means or means for redistributing the amount of foaming solution on the surface of the mesh, as well as the lack of information about the features of fastening the mesh in the device and about the design of the mesh cassette.
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 формулеThere is a known method, previously developed by the authors of the applicant, of forming a jet of medium-expansion foam with increased range and a device for its implementation, according to which increasing the productivity, economy and efficiency of fire extinguishing with combined medium expansion foam while simultaneously simplifying the manufacture, transportation and use in fire extinguishing systems, when receiving a jet of foam, a jet of foam concentrate solution is supplied to the mesh in the foam generator body under pressure RP in front of the nozzles from 0.4 to 1.2 MPa. In a device for forming a jet of medium expansion, containing a housing and a mesh located in the housing, the body of the foam generator is made in the form of a hollow cylinder or two or more half-cylinders connected to each other by planes, while a mesh is fixed inside the body on the foam outlet side, the body of the foam generator has a length from 0.3 to 1.5 distances from the means for forming a jet of foaming agent solution to the mesh, and the means for forming a directed jet of foaming agent solution is made in the form of a nozzle or nozzles or other means for forming a directed jet or jets, located or located at a distance from the mesh, determined by formula
, ,
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].where A is the distance from the center of the nozzle or other means of jet formation to the mesh, m; Rs - radial mesh size; tgα/2 is the tangent of half the opening angle of the foam solution jet; α is the angle of opening of the foam solution jet at the exit from the nozzle or other means of forming a directed jet [RU 2180607, A62C 5/02, publ. 03/20/2002 Bulletin. No. 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.The disadvantages of the device according to RU 2180607 and other known foam-generating devices are the lack of information about the features of fastening the mesh in the device, about the design and manufacturing technology of the mesh cassette as a determining design factor of reliability and influence on the quality of the resulting foam.
Известны разработанные ранее авторами заявителя универсальные устройства для тушения пожара и пожаровзрывопредотвращения пеной низкой и средней кратности (RU 2693615, RU 2693612, RU 2664266, RU 2700028, RU 2703592, RU 2703594, RU 2708109, RU 2589562), общими недостатками которых является невозможность генерирования и подачи под напором быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема. Known previously developed by the authors of the applicant are universal devices for fire extinguishing and fire and explosion prevention with low and medium expansion foam (RU 2693615, RU 2693612, RU 2664266, RU 2700028, RU 2703592, RU 2703594, RU 2708109, RU 258956 2), the general disadvantages of which are the inability to generate and supply under pressure of fast-hardening foam based on foamed silica gel.
Известны разработанные ранее авторами способ и устройство для взрывопожаропредотвращения и тушения пожара в виде быстротвердеющей неорганической пены на основе вспененного геля кремнезема SiO2, включающие приготовление вспененного геля кремнезема в виде быстротвердеющей пены путем смешивания компонента А в виде водного раствора смеси силиката щелочного металла и пенообразующего поверхностно-активного вещества, преимущественно синтетического углеводородного пенообразователя, при соотношении, мас.%: 10-70, преимущественно 20-50 силиката натрия, 1-15, преимущественно 3-6 пенообразующего поверхностно-активного вещества, остальное - вода, с компонентом Б, составляющим 20-60%, преимущественно от 30-50%-ного водного раствора уксусной кислоты. Устройства содержат емкости с размещенными в них компонентами огнетушащего вещества, трубопроводы компонентов огнетушащего вещества, средство смешивания компонентов огнетушащего вещества и средство вспенивания смеси компонентов огнетушащего вещества. Устройства содержат емкости с размещенными в них компонентами огнетушащего вещества, трубопроводы компонентов огнетушащего вещества, средство смешивания компонентов огнетушащего вещества, средства вспенивания смеси компонентов огнетушащего вещества выполненные с возможностью подачи компонента А в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества из емкости компонента А под воздействием сжатого воздуха в емкости с компонентом А и получения в качестве огнетушащего вещества вспененного геля кремнезема в виде быстротвердеющей пены, получаемой путем смешивания и вспенивания смеси компонентов А и Б, при объемном соотношении компонентов А и Б от 15:1 до 6:1, преимущественно 10:1. При этом устройство выполнено размещенным на ручной тележки с возможностью его мобильного перемещения, а емкость с компонентом Б выполнена в виде ранца с возможность ее переноски за плечами оператора [RU 2672945 А62С 13/04, А62С 5/02, С01В 33/14, B01F 3/08 Опубл. 21.11.2018].Known previously developed by the authors is a method and device for explosion and fire prevention and fire extinguishing in the form of fast-hardening inorganic foam based on foamed silica gel SiO2, including the preparation of foamed silica gel in the form of quick-hardening foam by mixing component A in the form of an aqueous solution of a mixture of alkali metal silicate and a foaming surfactant substances, predominantly a synthetic hydrocarbon foaming agent, at a ratio, wt.%: 10-70, predominantly 20-50 sodium silicate, 1-15, predominantly 3-6 foaming surfactant, the rest is water, with component B amounting to 20- 60%, preferably from a 30-50% aqueous solution of acetic acid. The devices contain containers with fire extinguishing agent components placed therein, pipelines for the fire extinguishing agent components, a means for mixing the fire extinguishing agent components, and a means for foaming the mixture of fire extinguishing agent components. The devices contain containers with fire extinguishing agent components placed in them, pipelines of fire extinguishing agent components, a means for mixing the components of the fire extinguishing agent, means for foaming the mixture of fire extinguishing agent components, configured to supply component A to the means for mixing the components of the fire extinguishing agent from the container of component A under the influence of compressed air in the container with component A and obtaining a foamed silica gel as a fire extinguishing agent in the form of a fast-hardening foam, obtained by mixing and foaming a mixture of components A and B, with a volume ratio of components A and B from 15:1 to 6:1, preferably 10:1. In this case, the device is placed on a hand cart with the possibility of its mobile movement, and the container with component B is made in the form of a backpack with the ability to carry it behind the operator’s shoulders [RU 2672945 A62C 13/04, A62C 5/02, C01B 33/14, B01F 3 /08 Publ. November 21, 2018].
Известны также разработанные ранее авторами заявителя устройства для тушения пожара и пожаровзрывопредотвращения быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема (RU 2552968, RU 2552969, RU 2552971, RU 2552972, RU 2590379, RU 2668749, RU 2668753, RU 2672945, RU 2699078, RU 2699080, RU 2699083, RU 2701402, RU 2701409, RU 2701614), общими недостатками которых является невозможность генерирования и подачи посредством этих устройств под напором пены низкой и средней кратности.Devices previously developed by the applicant's authors for fire extinguishing and fire-explosion prevention of quick-hardening foam based on foamed silica gel are also known (RU 2552968, RU 2552969, RU 2552971, RU 2552972, RU 2590379, RU 2668749, RU 2668753, RU 2672945, RU 2699078, RU 2699080, RU 2699083, RU 2701402, RU 2701409, RU 2701614), the common disadvantages of which are the inability to generate and supply foam of low and medium expansion using these devices under pressure.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом) является универсальное устройство для тушения пожара и пожаровзрывопредотвращения, содержащее форсунки подачи огнетушащего средства на сетки формирования пены средней кратности и распыленной воды, ствол формирования пены низкой кратности и диспергированной воды, трубопроводы подачи огнетушащего средства в форсунки и в ствол с установленными на указанных трубопроводах кранами с возможностью подачи огнетушащего средства при их переключении или одновременно и в форсунки и в ствол, или только в форсунки, или только в ствол [RU 2693615 A62C15/00, A62C31/12, A62C 37/00 Опубл. 03.07.2019 Бюл. № 19 (прототип)].The closest in technical essence and achieved technical result (prototype) is a universal device for fire extinguishing and fire and explosion prevention, containing nozzles for supplying fire extinguishing agent to grids for forming medium-expansion foam and atomized water, a barrel for forming low-expansion foam and dispersed water, pipelines for supplying fire extinguishing agent to nozzles and into the barrel with valves installed on the specified pipelines with the ability to supply a fire extinguishing agent when switching them, either simultaneously to the nozzles and to the barrel, or only to the nozzles, or only to the barrel [RU 2693615 A62C15/00, A62C31/12, A62C 37/ 00 Publ. 07/03/2019 Bulletin. No. 19 (prototype)].
Характерными особенностями RU 2693615 (прототипа) являются Characteristic features of RU 2693615 (prototype) are
возможность использования в качестве огнетушащего средства водного раствора пенообразователя или воды с соответствующей возможностью генерирования комбинированной пены со средней кратностью 30-40, или пены средней кратности с кратностью 50-70, или пены низкой кратности с кратностью 7-10, или комбинированной распыленной и диспергированной воды со средней дисперсностью 150 мкм, или распыленной воды с дисперсностью до 100 мкм, или диспергированной воды с дисперсностью более 200 мкм, the possibility of using an aqueous solution of a foaming agent or water as a fire extinguishing agent with the corresponding ability to generate combined foam with an average expansion of 30-40, or medium expansion foam with an expansion of 50-70, or low expansion foam with an expansion of 7-10, or combined sprayed and dispersed water with an average dispersion of 150 microns, or sprayed water with a dispersity of up to 100 microns, or dispersed water with a dispersity of more than 200 microns,
наличие на трубопроводах подачи огнетушащего средства в форсунки и в ствол краны снабжены электро-, пневмо- или гидроприводами с возможностью их подключения к системе дистанционного управления, с возможностью их открытия/закрытия посредством выносного пульта или радиосигналов системы дистанционного управления, с возможностью регулирования объемов соответствующей подачи огнетушащего средства в форсунки и в ствол, с возможностью автоматического открытия/закрытия установленных на трубопроводах подачи огнетушащего средства в форсунки и в ствол кранов по сигналам системы дистанционного управления, с возможностью автоматического открытия/закрытия установленных на трубопроводах подачи огнетушащего средства в форсунки и в ствол кранов по сигналам пожарной сигнализации.presence on the pipelines supplying the fire extinguishing agent to the nozzles and to the barrel; the taps are equipped with electric, pneumatic or hydraulic drives with the ability to connect them to a remote control system, with the ability to open/close them using a remote control or radio signals from the remote control system, with the ability to regulate the volumes of the corresponding supply fire extinguishing agent into the nozzles and into the barrel, with the possibility of automatically opening/closing the valves installed on the pipelines supplying the fire extinguishing agent to the nozzles and into the barrel according to signals from the remote control system, with the possibility of automatically opening/closing the valves installed on the pipelines supplying the fire extinguishing agent to the nozzles and into the barrel by fire alarm signals.
При этом устройство по RU 2693615 (прототипу) содержит средство присоединения к напорному трубопроводу подачи огнетушащего средства, выполненное в виде фланца или быстроразъемного соединения/рассоединения поворотными эксцентриковыми фиксаторами типа камлок, содержит средства поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях посредством линейного привода и электро-, пневмо- или с возможностью их подключения к системе дистанционного управления, выполнено с возможностью ручной переноски, закрепления на средстве транспортировке в виде трактора, мотокара, автомобиля, автомобильного прицепа, водоплавающего средства, газо-нефтедобывающей платформы или закрепления на стационарной платформе, автоподъемнике, пожарном пеноподъемнике, автомеханической раздвижной лестнице или манипуляторе. In this case, the device according to RU 2693615 (prototype) contains a means of connecting to the pressure pipeline for supplying a fire extinguishing agent, made in the form of a flange or a quick-release connection/disconnection with rotary eccentric clamps of the Camlock type, contains means of rotation in the vertical and horizontal planes by means of a linear drive and electric, pneumatic - or with the possibility of connecting them to a remote control system, made with the ability to be manually carried, secured to a means of transportation in the form of a tractor, motor vehicle, car, trailer, watercraft, gas-oil production platform or secured to a stationary platform, car lift, firefighting foam lift, auto-mechanical sliding ladder or manipulator.
Недостатком RU 2693615 (прототипа) является невозможность генерирования и подачи под напором быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема. The disadvantage of RU 2693615 (prototype) is the inability to generate and supply under pressure fast-hardening foam based on foamed silica gel.
Решаемая проблема и технический результатProblem solved and technical result
Не разрешенная должным образом до настоящего времени задача, сдерживающая увеличение производительности и эффективности современных технологий и оборудования пожаротушения, заключается в том, что известные генераторы пены низкой и средней кратности не позволяют генерировать и подавать под напором быстротвердеющую пену на основе вспененного геля кремнезема, а известные устройства генерирования и подачи под напором быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема не позволяют генерировать и подавать пену низкой и средней кратности.A problem that has not been properly resolved to date, hindering the increase in productivity and efficiency of modern fire extinguishing technologies and equipment, is that the known low- and medium-expansion foam generators do not allow generating and supplying under pressure fast-hardening foam based on foamed silica gel, and the known devices generating and supplying under pressure fast-hardening foam based on foamed silica gel does not allow generating and supplying foam of low and medium expansion.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в необходимости оперативного предотвращения возгораний и взрывов, снижения интенсивности горения и тушения различных крупномасштабных пожаров различными средствами пожаротушения и воздушно-механической пеной средней и низкой кратности, и распыленной водой, и быстротвердеющей пеной на основе вспененного геля кремнезема 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 всей пожароопасной площади различными средствами пожаротушения.The technical problem to be solved by the claimed invention is the need to quickly prevent fires and explosions, reduce the intensity of combustion and extinguish various large-scale fires with various fire extinguishing means and air-mechanical foam of medium and low expansion, and sprayed water, and fast-hardening foam based on foam silica gel on large areas of fire of flammable liquids, solid combustible materials, liquefied natural and hydrocarbon gases (LNG and LPG), when and where to prevent fires and extinguish fires, prompt coverage of the entire fire-hazardous area with various fire extinguishing agents is required.
Это возможно только при наличии и использовании достаточного количества конструктивно простых и технологичных в изготовлении, но удобных и различных по функциональным возможностям устройств для генерации пены средней и низкой кратности, и распыленной воды, и быстротвердеющей пеной на основе вспененного геля кремнезема в различных по конструктивному исполнению ручных и стационарных установках, чего не наблюдается в настоящее время.This is possible only if you have and use a sufficient number of structurally simple and technologically advanced devices for generating medium and low expansion foam, atomized water, and quick-hardening foam based on foamed silica gel in manual machines of various designs. and stationary installations, which is not observed at present.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого полезной модели, заключается в повышении эффективности тушения аварийно-транспортных, лесных, аварийно-промышленных и иных пожаров путем создания и использования универсальных установок комбинированного тушения пожара, позволяющих тушить пожары и воздушно-механической пеной средней кратности, и воздушно-механической пеной низкой кратности, и распыленной водой, и быстротвердеющей пеной на основе вспененного геля кремнезема с повышенной дальнобойностью.The technical result achieved by implementing the claimed utility model is to increase the efficiency of extinguishing emergency transport, forest, emergency industrial and other fires by creating and using universal combined fire extinguishing installations that make it possible to extinguish fires with both air-mechanical foam of medium expansion and air - low-expansion mechanical foam, and water atomized foam, and fast-curing foam based on silica gel foam with increased throw.
Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of the utility model
Проблема (поставленная задача) решается и требуемый технический результат достигается тем, что предлагаемая установка комбинированного тушения пожара изготовлена с возможностью раздельного генерирования и раздельной подачи под напором воздушно-механической пены средней кратности, воздушно-механической пены низкой кратности, распыленной и диспергированной воды или быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема; и содержит корпус, размещенную внутри корпуса кассету сеток, расположенный перед кассетой сеток блок форсунок подачи на кассету сеток огнетушащих средств, ствол с размещенным внутри ствола эжектором с патрубком эжекционного всасывания внутрь ствола компонента огнетушащего средства, трубопроводы подвода огнетушащих средств, а также краны открытия/закрытия трубопроводов огнетушащих средств, причем кассета сеток изготовлена из коаксиально установленных с натягом один внутри другого внутреннего обода с установленной и закрепленной в нем посредством плоских параллельных направлению движения в корпусе огнетушащего средства ребер кольцевой обоймой со сквозным отверстием для размещения в нём ствола, промежуточного обода, наружного обода и двух расположенных с зазором относительно друг друга сеток, одна из которых зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями наружного и промежуточного ободов, а другая сетка зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями промежуточного и внутреннего ободов, в сетках выполнены соосные и соразмерные сквозному отверстию обоймы отверстия с фиксацией краев сеток на обойме посредством кольцевых шайб и винтов, а ствол размещен в сквозном отверстии обоймы в кассете сеток и присоединен к средству подачи в него огнетушащего средства. The problem (task) is solved and the required technical result is achieved by the fact that the proposed combined fire extinguishing installation is made with the possibility of separate generation and separate supply under pressure of air-mechanical foam of medium expansion, air-mechanical foam of low expansion, sprayed and dispersed water or quick-hardening foam based on silica foam gel; and contains a housing, a grid cassette located inside the housing, a block of nozzles for supplying fire extinguishing agents to the grid cassette located in front of the grid cassette, a barrel with an ejector located inside the barrel with an ejection suction pipe into the barrel of a fire extinguishing agent component, pipelines for supplying fire extinguishing agents, as well as opening/closing valves pipelines of fire extinguishing agents, wherein the grid cassette is made of coaxially installed with interference one inside the other inner rim with an annular rim installed and secured in it by means of flat ribs parallel to the direction of movement in the body of the fire extinguishing agent with a through hole for placing a barrel, an intermediate rim, an outer rim in it and two meshes located with a gap relative to each other, one of which is fixed with its edges in the gap between the mating side surfaces of the outer and intermediate rims, and the other mesh is fixed with its edges in the gap between the mating side surfaces of the intermediate and inner rims, the meshes are made coaxial and commensurate with the through hole hole holder with fixation of the edges of the mesh on the holder by means of ring washers and screws, and the barrel is placed in the through hole of the holder in the mesh cassette and connected to the means for supplying the fire extinguishing agent to it.
При этом установка комбинированного тушения пожара изготовлена At the same time, a combined fire extinguishing installation has been manufactured
с возможностью генерования и подачи под напором воздушно-механической пены средней кратности с кратностью 30 ± 10, получаемой в результате генерирования и турбулентного перемешивания в процессе спутного движения соприкасающихся струи формируемой в стволе пены низкой кратности с кратностью от 5 до 15 и по крайней мере одной генерируемой на кассете сеток струи воздушно-механической пены средней кратности с кратностью от 25 до 70, получаемых при подаче под на кассету сеток и в ствол раствора пенообразователя, или with the ability to generate and supply under pressure air-mechanical foam of medium expansion with a multiplicity of 30 ± 10, obtained as a result of generation and turbulent mixing in the process of co-movement of the contacting jets of low expansion foam formed in the barrel with a multiplicity of 5 to 15 and at least one generated on a cassette of grids, jets of air-mechanical foam of medium expansion with a multiplicity of from 25 to 70, obtained by feeding a foam concentrate solution under the grid cassette and into the barrel, or
с возможностью генерирования и подачи под напором воздушно-механической пены низкой кратности с кратностью от 5 до 15, получаемой при подаче в ствол раствора пенообразователя или при подаче в ствол воды и подаче в эжекторный смеситель пенообразователя, или with the ability to generate and supply under pressure air-mechanical foam of low expansion with a expansion ratio from 5 to 15, obtained by feeding a foam concentrate solution into the barrel or by supplying water into the barrel and supplying a foam concentrate to the ejector mixer, or
с возможностью генерирования и подачи под напором распыленной и диспергированной воды при подаче воды на кассету сеток и в ствол, или with the ability to generate and supply sprayed and dispersed water under pressure when supplying water to the grid cassette and to the barrel, or
с возможностью генерирования в стволе и подачи под напором быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема, получаемой в результате смешивания в стволе подаваемого в ствол одного компонента быстротвердеющей пены в виде водного раствора смеси силиката натрия и пенообразователя и подаваемого через эжекторный смеситель другого компонента быстротвердеющей пены в виде водного раствора уксусной кислоты с получением в стволе быстротвердеющей пены в виде вспененного геля кремнезема, содержащего, мас.%, 13-65%, преимущественно 20-50% кремнезема, 1-15%, преимущественно 6% пенообразующего поверхностно-активного вещества, вода – остальное, имеющего объемную массу 0,1-0,8 г/см3, объемную устойчивость не менее 22 часов при изменении объема не более 10%, а в обезвоженном состоянии имеющего объемную массу 0,05-0,1 г/см3 и сохраняющего не менее 95% объемной формы при нагреве до температуры 1000°С в течение не менее 40 минут, имеющего микро- и макропористую структуру с удельной площадью поверхности не менее 20 м2/г, пластичную структуру геля с кратностью от 2 до 20 с твердостью по показателю вязкости более 100 Па⋅с, илиwith the ability to generate in the barrel and supply under pressure a fast-hardening foam based on foamed silica gel, obtained by mixing in the barrel one component of a quick-hardening foam supplied to the barrel in the form of an aqueous solution of a mixture of sodium silicate and a foaming agent and another component of a quick-hardening foam supplied through an ejector mixer in the form an aqueous solution of acetic acid to obtain in the barrel a quick-hardening foam in the form of a foamed silica gel containing, wt.%, 13-65%, preferably 20-50% silica, 1-15%, preferably 6% foaming surfactant, water - the rest, having a volumetric mass of 0.1-0.8 g/cm 3 , volumetric stability of at least 22 hours with a change in volume of no more than 10%, and in a dehydrated state having a volumetric mass of 0.05-0.1 g/cm 3 and retaining at least 95% of the volumetric shape when heated to a temperature of 1000°C for at least 40 minutes, having a micro- and macroporous structure with a specific surface area of at least 20 m 2 /g, a plastic gel structure with a multiplicity of 2 to 20 with hardness by viscosity index more than 100 Pa⋅s, or
с возможностью ручного и/или дистанционного управления поворотами в вертикальной и горизонтальной плоскостях, with the possibility of manual and/or remote control of turns in vertical and horizontal planes,
снабжена средствами присоединения/отсоединения к трубопроводам подачи на устройство водного раствора пенообразователя, компонентов быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема, или воды, или is equipped with means for connecting/disconnecting to the pipelines supplying the device with an aqueous solution of a foaming agent, components of fast-hardening foam based on foamed silica gel, or water, or
снабжена адаптером с блокировочной цепью, обеспечивающего горизонтальное положение устройства при поворотах в вертикальной и горизонтальной плоскостях, илиequipped with an adapter with a locking chain, ensuring a horizontal position of the device when turning in the vertical and horizontal planes, or
изготовлена стационарно смонтированной на пожаровзрывоопасном объекте или смонтированной на автомобильном, железнодорожном, воздушном, водоплавающем или вездеходном мобильном транспортном средстве или прицепе, или made permanently mounted on a fire and explosion hazardous facility or mounted on a road, rail, air, watercraft or all-terrain mobile vehicle or trailer, or
изготовлена размещенной в контейнере или на контейнере, установленном и используемом на палубах морских судов, морских платформ или на объектах берегового базирования.manufactured placed in a container or on a container installed and used on the decks of sea vessels, offshore platforms or on shore-based facilities.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 - 22 детально раскрыта используемая в устройстве оригинальная конструкция предлагаемой установки комбинированного тушения пожара с возможностью раздельного генерирования и раздельной подачи под напором воздушно-механической пены средней кратности, воздушно-механической пены низкой кратности, распыленной и диспергированной воды или быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема, представлены примеры различных вариантов реализации установки с примерами их практического реального использования при тушении различных пожаров.The utility model is illustrated in the drawings, where in FIG. 1 - 22 the original design of the proposed combined fire extinguishing installation used in the device is disclosed in detail with the possibility of separate generation and separate supply under pressure of air-mechanical foam of medium expansion, air-mechanical foam of low expansion, sprayed and dispersed water or fast-hardening foam based on foamed silica gel , examples of various installation options are presented with examples of their practical real use when extinguishing various fires.
На Фиг. 1, 2 показаны общие виды предлагаемой установки на примере производимых заявителем установок УКТП ПУРГА, где номерами позиций обозначены: форсунки 1 подачи огнетушащего вещества (раствора пенообразователя или воды) на установленную в корпусе 3 кассету сеток 4, в отверстии которой установлен ствол 2.In FIG. 1, 2 show general views of the proposed installation using the example of UKTP PURGA installations produced by the applicant, where the position numbers indicate: nozzles 1 for supplying a fire extinguishing agent (foaming agent solution or water) to a grid cassette 4 installed in the housing 3, in the hole of which a barrel 2 is installed.
Корпус 3 выполнен в сечении овалообразным с полукруглыми боковыми и сопрягаемыми с ними плоскими верхними и нижними поверхностями, на которых со стороны средства подачи огнетушащего вещества на кассету сеток 4 выполнен выпуклый наружу поверхности корпуса кольцевой выступ 5, со стороны выхода огнетушащего средства в виде пены или распыленной воды из кассеты сеток 4 выполнен вогнутый внутрь поверхности корпуса 3 кольцевой выступ 6, а край корпуса со стороны выхода огнетушащего средства окантован защитным пластиковым обручем 8.The body 3 is made oval-shaped in cross-section with semicircular side and mating flat upper and lower surfaces, on which, on the side of the means for supplying the fire extinguishing agent to the grid cassette 4, there is an annular protrusion 5 convex to the outside of the body surface, on the side of the outlet of the fire extinguishing agent in the form of foam or spray water from the grid cassette 4, an annular protrusion 6 concave into the surface of the body 3 is made, and the edge of the body on the side of the fire extinguishing agent outlet is edged with a protective plastic hoop 8.
Форсунки 1 подачи огнетушащего вещества на установленную в корпусе 3 кассету сеток 4 прикреплены к корпусу посредством упоров 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 22 в виде съемно/разъемного соединения поворотными эксцентриковыми фиксаторами типа камлок, или стандартной присоединительной головки, или фланца с отверстиями для болтового крепления, с адаптером-фиксатором 23 строго горизонтального положения корпуса и средством 24 управления поворотами в вертикальной и горизонтальной плоскостях.The nozzles 1 for supplying the fire extinguishing agent to the grid cassette 4 installed in the housing 3 are attached to the housing by means of stops 7 to rigidly fix the relative position of the housing 3 and the distribution manifold 19 with nozzles 1; a means of supplying the fire extinguishing agent to the nozzles 1 and to the barrel 2 by means of a distribution manifold 19 and a means of connecting to the fire extinguishing agent supply pipeline 22 in the form of a removable/detachable connection using rotary eccentric camlock type clamps, or a standard connecting head, or a flange with holes for bolting, with an adapter-fixer 23 for a strictly horizontal position of the body and a means 24 for controlling rotations in the vertical and horizontal planes.
На фиг. 3 и 4 показана оригинальная конструкция кассеты сеток 4, изготовленная из коаксиально установленных с натягом один внутри другого внутреннего обода 10 с установленной и закрепленной в нем посредством плоских параллельных направлению движения в корпусе огнетушащего средства ребер 18 кольцевой обоймой 9 со сквозным отверстием для размещения в нём ствола 2, промежуточного обода 11, наружного обода 12 и двух расположенных с зазором относительно друг друга сеток, одна из которых 14 зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями наружного 12 и промежуточного 11 ободов, а другая сетка 13 зафиксирована краями в зазоре между сопрягаемыми боковыми поверхностями промежуточного 11 и внутреннего 10 ободов, при этом в сетках 13 и 14 выполнены соосные и соразмерные сквозному отверстию обоймы 9 отверстия с фиксацией краев сеток на обойме посредством кольцевых шайб 16 и винтов 17, а ствол 2 размещен в сквозном отверстии обоймы 9 в кассете сеток и присоединен к средству подачи в него огнетушащего средства.In fig. 3 and 4 show the original design of the grid cassette 4, made of coaxially installed with tension one inside the other inner rim 10 with an annular holder 9 installed and secured in it by means of flat ribs parallel to the direction of movement in the fire extinguishing agent body 18 with a through hole for placing the barrel in it 2, an intermediate rim 11, an outer rim 12 and two meshes located with a gap relative to each other, one of which 14 is fixed by its edges in the gap between the mating side surfaces of the outer 12 and intermediate 11 rims, and the other mesh 13 is fixed by its edges in the gap between the mating side surfaces intermediate 11 and internal 10 rims, while in the grids 13 and 14 there are holes made coaxial and commensurate with the through hole of the holder 9 with fixation of the edges of the grids on the holder by means of ring washers 16 and screws 17, and the barrel 2 is placed in the through hole of the holder 9 in the grid cassette and connected to means for supplying fire extinguishing agent thereto.
Внутри ствола 2 размещен эжекторный смеситель в виде сопла Лаваля с патрубком 21 (фиг. 1) подачи в ствол компонента быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема. Inside the barrel 2 there is an ejector mixer in the form of a Laval nozzle with a pipe 21 (Fig. 1) for supplying a fast-hardening foam component based on foamed silica gel into the barrel.
На Фиг. 5-14 представлены фото установки в стационарном и мобильном исполнениях с ручным управлением, в виде насадка на автопеноподъемник, в стационарном исполнении на пожарном автомобиле и пожарном катере.In FIG. 5-14 show photos of the installation in stationary and mobile versions with manual control, in the form of a nozzle on a foam lift truck, in a stationary version on a fire truck and fire boat.
На Фиг. 15 и 16 - карта орошения и радиус действия установки.In FIG. 15 and 16 - irrigation map and installation radius.
На Фиг. 17-22 – фото примеров практического применения предлагаемой установки при тушении различных пожаров.In FIG. 17-22 – photos of examples of practical application of the proposed installation when extinguishing various fires.
Осуществление полезной моделиImplementation of a utility model
Предлагаемая по полезной модели установка комбинированного тушения пожаров воздушно-механической пеной средней кратности, воздушно-механической пеной низкой кратности, распыленной водой или быстротвердеющей пеной на основе вспененного геля кремнезема может применяться при тушении различных лесных, аварийно-транспортных, аварийно-промышленных и иных крупномасштабных пожаров, в частности при тушения различных 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.The proposed utility model installation for combined fire extinguishing with air-mechanical foam of medium expansion, air-mechanical foam of low expansion, sprayed water or fast-hardening foam based on foamed silica gel can be used to extinguish various forest, emergency transport, emergency industrial and other large-scale fires , in particular when extinguishing various fires of flammable and combustible liquids, liquefied natural and hydrocarbon gases (LNG and LPG), solid combustible materials, vehicles and industrial technical equipment, as well as for creating light and heat shields and cooling in areas of accidents and disasters , natural disasters, for degassing and decontamination, camouflage of civil and military objects.
Характерными конструктивными, находящимися в причинно-следственной связи с достигаемым техническим результатом, отличительными особенностями установки являются: The characteristic design features of the installation, which are in a cause-and-effect relationship with the achieved technical result, are:
возможность генерирования и подачи под напором воздушно-механической пены средней кратности с кратностью 30 + 10, получаемой в результате генерирования и турбулентного перемешивания в процессе спутного движения соприкасающихся струи формируемой в стволе пены низкой кратности с кратностью от 5 до 15, и по крайней мере одной генерируемой на кассете сеток струи воздушно-механической пены средней кратности с кратностью от 25 до 70, получаемых при подаче под на кассету сеток и в ствол раствора пенообразователя;the ability to generate and supply under pressure air-mechanical foam of medium expansion with a multiplicity of 30 + 10, obtained as a result of generation and turbulent mixing in the process of co-movement of contiguous jets of low expansion foam formed in the barrel with a multiplicity of 5 to 15, and at least one generated on the mesh cassette there are jets of air-mechanical foam of medium expansion with a multiplicity from 25 to 70, obtained by feeding a foam concentrate solution under the mesh cassette and into the barrel;
возможность генерирования и подачи под напором воздушно-механической пены низкой кратности с кратностью от 5 до 15, получаемой при подаче в ствол раствора пенообразователя или при подаче в ствол воды и подаче в ствол через эжектор компонента пенообразователя; the ability to generate and supply under pressure air-mechanical foam of low expansion with a expansion ratio from 5 to 15, obtained by feeding a foaming agent solution into the barrel or by supplying water into the barrel and feeding a foaming agent component into the barrel through an ejector;
возможность генерирования и подачи под напором распыленной воды и диспергированной воды при подаче воды на кассету сеток и в ствол;the ability to generate and supply sprayed water and dispersed water under pressure when supplying water to the grid cassette and to the barrel;
возможность генерирования в стволе и подачи под напором быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема, получаемой в результате смешивания в стволе подаваемого в ствол одного компонента быстротвердеющей пены в виде водного раствора смеси силиката натрия и пенообразователя и подаваемого через эжекторный смеситель другого компонента быстротвердеющей пены в виде водного раствора уксусной кислоты с получением в стволе быстротвердеющей пены в виде вспененного геля кремнезема, содержащего, мас.%, 13-65%, преимущественно 20-50% кремнезема, 1-15%, преимущественно 6% пенообразующего поверхностно-активного вещества, вода – остальное, имеющего объемную массу 0,1-0,8 г/см3, объемную устойчивость не менее 22 часов при изменении объема не более 10%, а в обезвоженном состоянии имеющего объемную массу 0,05-0,1 г/см3 и сохраняющего не менее 95% объемной формы при нагреве до температуры 1000°С в течение не менее 40 минут, имеющего микро- и макропористую структуру с удельной площадью поверхности не менее 20 м2/г, пластичную структуру геля с кратностью от 2 до 20 с твердостью по показателю вязкости более 100 Па⋅с;the ability to generate in the barrel and supply under pressure a fast-hardening foam based on foamed silica gel, obtained by mixing in the barrel one component of a quick-hardening foam supplied to the barrel in the form of an aqueous solution of a mixture of sodium silicate and a foaming agent and another component of a quick-hardening foam supplied through an ejector mixer in the form of an aqueous solution of acetic acid to obtain in the barrel a quick-hardening foam in the form of a foamed silica gel containing, wt.%, 13-65%, preferably 20-50% silica, 1-15%, preferably 6% foaming surfactant, water - the rest , having a volumetric mass of 0.1-0.8 g/cm 3 , volumetric stability of at least 22 hours with a change in volume of no more than 10%, and in a dehydrated state having a volumetric mass of 0.05-0.1 g/cm 3 and maintaining at least 95% of the volumetric form when heated to a temperature of 1000°C for at least 40 minutes, having a micro- and macroporous structure with a specific surface area of at least 20 m 2 /g, a plastic gel structure with a multiplicity of 2 to 20 with a hardness of viscosity index more than 100 Pa⋅s;
возможность ручного и/или дистанционного управления поворотами в вертикальной и горизонтальной плоскостях.possibility of manual and/or remote control of turns in vertical and horizontal planes.
Оригинальная конструкция используемой в устройстве 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 форсунок, 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.The original design of the mesh cassette used in the device ensures not only tight tension of the meshes, uniform over the area, rigid and reliable fixation of the meshes in the cassette and the mesh cassette inside the installation body at an optimal distance from the nozzles, but also ensures the effective formation of two long-range combined jets of medium expansion or spray foam water by means of two grids located with an optimal gap relative to each other, as well as a jet of low expansion foam or sprayed water in contact with them to obtain a single combined jet of air-mechanical hybrid foam or sprayed water.
Размещение 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 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.Placing a mesh cassette inside the unit body so that the mesh fixed between the outer and intermediate rims faces the nozzle, and the mesh fixed between the intermediate and inner rims faces towards the exit of the foam jet allows not only to significantly increase the reliability of the design and long-term normal operation of the mesh cassette in foam generators under extreme conditions, even with a pressure at the inlet of the fire extinguishing liquid above 1.2 MPa (12 kg/cm 2 ), but also to ensure the formation and supply of a combined jet of hybrid foam of medium expansion or sprayed water with increasing expansion and decreasing density in the direction from the center to the periphery at a distance of more than 40-55 m.
Предлагаемая установка может быть изготовлена стационарно смонтированной на пожаровзрывоопасном объекте или смонтированной на автомобильном, железнодорожном, воздушном, водоплавающем или вездеходном мобильном транспортном средстве или прицепе, размещенной в контейнере или на контейнере, установленном и используемом на палубах морских судов, морских платформ или на объектах берегового базирования.The proposed installation can be manufactured permanently mounted on a fire and explosion hazardous facility or mounted on an automobile, rail, air, watercraft or all-terrain mobile vehicle or trailer, placed in a container or on a container installed and used on the decks of sea vessels, offshore platforms or on shore-based facilities .
Всё это доказывает уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании полезной модели, а именно реализация полезной модели обеспечивает возможность повышения эффективности тушения различных 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 установки.All this proves the confident achievement of the required technical result when implementing and using a utility model, namely, the implementation of a utility model provides the opportunity to increase the efficiency of extinguishing various emergency transport, forest, industrial and other fires through the creation, mass production and widespread practical use of structurally simple , technologically advanced in production and reliable in operation of the proposed installation.
Как показано на чертежах одна и та же конструкция и кассеты сеток и установки в целом может использоваться в различных по конструкции установках комбинированного тушения пожаров в ручном, и стационарном исполнении, с осциллирующими устройствами и с дистанционным управлением в системах пожаротушения, в конструктивном исполнении для пресной и морской воды.As shown in the drawings, the same design and grid cassettes and the installation as a whole can be used in combined fire extinguishing installations of different designs in manual and stationary versions, with oscillating devices and with remote control in fire extinguishing systems, in design for fresh and sea water.
Установка может комплектоваться стандартными быстроразъёмными соединениями (типа ТЗА, Kamlok, фланцевые соединения и т.д.), позволяющими монтировать и использовать их на всех типах отечественной и зарубежной пожарной технике.The installation can be equipped with standard quick-release connections (type TZA, Kamlok, flange connections, etc.), allowing them to be mounted and used on all types of domestic and foreign fire fighting equipment.
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 автопеноподъёмники, или как стационарные установки с фланцевыми соединениями и т.д.Standard and specially designed connections ensure quick and easy installation of the unit on stationary and mobile equipment and in fire extinguishing systems, as well as the possibility of using them either as trunks with GM connecting heads in accordance with GOST R 53279-2009, or as attachments on stationary and auto-mechanical ladders , or as attachments for foam lifters, or as stationary installations with flange connections, etc.
При наличии узлов вращения установки могут выпускаться с ручным управлением, с проводным или радиодистанционным управлением поворотами генератора в горизонтальной и вертикальной плоскостях; с комбинированным переключаемым ручным и дистанционным управлением.If there are rotation units, the installations can be produced with manual control, with wired or radio remote control of the generator rotation in horizontal and vertical planes; with combined switchable manual and remote control.
Установка может размещаться на мобильных ручных тележках, автомобилях и автомобильных прицепах, морских судах, помещениях промышленных производств, общественных и жилых зданий и т.п. в стационарном исполнении.The installation can be placed on mobile hand trucks, cars and car trailers, sea vessels, industrial premises, public and residential buildings, etc. in stationary version.
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 полезной модели.Thus, all individual essential features and the totality of essential features of a utility model shown in detail in the drawings and in the description are essential and are in a cause-and-effect relationship with the technical result obtained from the use of the utility model.
Используемая в установке 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.The mesh cassette used in the installation contains three coaxially installed with tension one inside the other and the inner 10, intermediate 11 and outer 12 ring rims and two tightly stretched meshes located with a gap relative to each other, one of which 13 is fixed by the edges in the gap between the outer and intermediate rims, and the other mesh 14 is fixed by its edges in the gap between the intermediate and inner cylindrical annular rims.
При этом кольцевая обойма 9 со сквозным отверстием для размещения в нём 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. 2-3).In this case, an annular holder 9 with a through hole to accommodate a barrel of low expansion foam or atomized water is installed and secured in the inner rim by means of flat ribs 18 parallel to the direction of movement of the foam solution or water flows in the housing (Fig. 2-3).
Используемую в установке кассету сеток изготавливают следующим образом:The grid cassette used in the installation is manufactured as follows:
Первую сетку 13 укладывают между коаксиально установленными относительно друг друга внутренним ободом 10, содержащим кольцевую обойму 9 с отверстием для размещения в нём 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 нём ствола 2 пены низкой кратности или распыленной воды. The first mesh 13 is placed between the inner rim 10, installed coaxially relative to each other, containing an annular holder 9 with a hole for placing a barrel 2 of low-expansion foam or sprayed water in it, and an inner rim, inside of which, by means of flat ribs 18, a holder 9 with a hole for placing it contains 2 barrels of low expansion foam or sprayed water.
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. By axial movement of the inner rim 10 relative to the intermediate rim 11, the inner rim 10 is pushed with tension inside the intermediate rim 11 with the first mesh 13 stretched onto the bottom of the inner rim 10 and the edges of the first mesh 13 fixed in the gap between the mating side surfaces of the intermediate rim 11 and the inner rim 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. Then, a second mesh 14 is placed on top of the inner 10 and intermediate 11 rims aligned with each other with the first mesh 13 stretched over the bottom of the inner rim 10, the outer rim 12 is coaxially installed above them, and by axial movement of the outer rim 12 relative to the intermediate 11 and aligned with each other of the inner 10 rims with the first mesh 13 stretched over the bottom of the inner rim, push the outer rim 12 onto the intermediate 11 and inner 10 rims aligned with each other, pulling the second mesh 14 onto the top of the intermediate rim 11 and fixing the edges of the second mesh in the gap between the mating side surfaces of the outer 12 and intermediate 11 rims.
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.After this, on the outer sides of the meshes 13 and 14 above and below the hole in the cage 9, holes are cut out in the meshes for the barrel 2 of low-expansion foam or sprayed water, washers 16 with holes for placing the barrel 2 of low-expansion foam or sprayed water are placed above the holes cut in the meshes and by means of screws 17, washers 16 are fastened to the edges of the cage 9 with tight fixation of the edges of the holes in the first 13 and second 14 grids around the hole in the cage 9 to obtain a through hole in the cassette for subsequent placement of a barrel 2 of low expansion foam or sprayed water.
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,In this case, during the manufacturing process of the mesh cassette, after stretching the first mesh 13 onto the bottom of the inner rim 10, the edges of the first mesh 13 protruding above the rims 10 and 11 are cut off and the position of the inner 10 and intermediate 11 rims relative to each other is fixed by spot welding,
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,and after stretching the second mesh 14 onto the top of the intermediate rim 11, the edges of the second mesh 14 protruding above the rims are cut off and the position of the outer 12 and intermediate 11 rims relative to each other is fixed by spot welding,
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, or after stretching the second mesh 14 onto the top of the intermediate rim 11, the edges of the second mesh 14 protruding above the rims 11 and 12 are folded along the side surface of the outer rim 12 and the position of the outer 12 and intermediate 11 rims relative to each other is fixed by spot welding,
с получением вариантов конструктивного исполнения описанной выше кассеты сеток. obtaining variants of the design of the mesh cassette described above.
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.The mesh cassette can use a mesh with nominal dimensions of the cell sides in the clear of 0.8-1.12 mm in accordance with GOST 3826, made of wire with a diameter of 03.04 mm from high-alloy steel, or a mesh in accordance with GOST 6613 from semi-pompak wire with the same cell sizes and wire diameter.
Установку комбинированного тушения пожаров (УКТП), на примере производимой заявителем УКТП ПУРГА 30, изготавливают следующим образом (фиг. 1-3): The combined fire extinguishing installation (UKTP), using the example of the UKTP PURGA 30 produced by the applicant, is manufactured as follows (Fig. 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.A rectangular blank is cut out of a thin-walled metal sheet of predominantly stainless steel or ordinary painted steel, from which a cylindrical body 3 of the required dimensions is made by bending and welding, on which on one side (from the side where the foam stream exits) an annular protrusion 6 with a radius concave into the body 3 is formed from 3 to 5 mm, and on the other side (from the side of subsequent installation of the nozzle 4) an outwardly convex annular protrusion 5 with a radius of 3 to 5 mm is formed.
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. A grid cassette 4, prefabricated using the technology described in detail above, is installed inside the housing 3 on the side of subsequent installation of injectors 1 with an emphasis on the annular protrusion 6 concave inside the housing so that the mesh 13, fixed by the edges between the outer 12 and intermediate 11 rims, faces the direction of subsequent installation of injectors 1, and the mesh 14 fixed by the edges between the intermediate 11 and inner 10 rims (Fig. 6, 7) was turned towards the exit of jets of foam or sprayed water, which ensures maximum reliability, strength and durability of the normal functioning of the mesh.
Кассету сеток 4 в корпусе 3 снаружи фиксируют винтами или саморезами.The grid cassette 4 in housing 3 is fixed from the outside with screws or self-tapping screws.
Затем на края корпуса 3 надевают защитные пластиковые обручи 8, прикручивают к корпусу упоры 7 и винтов или саморезов 19 прикручивают их к 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. Then protective plastic hoops 8 are put on the edges of the body 3, stops 7 are screwed to the body and screws or self-tapping screws 19 are screwed to the distribution manifold 19 with a means of connecting to the fire extinguishing agent supply pipeline 20, made in the form of a quick-release/detachable connection with rotary eccentric camlock type clamps, or a standard connection head, or a flange with holes for bolting to the fire extinguishing agent supply line.
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.The figs shown in the photo are manufactured in a similar manner. 8-17 design options for installation with various means of connecting the installation to a pressure pipeline for supplying a solution of a fire extinguishing agent in the form of a foaming agent solution or water.
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.Individual parts and assemblies of the proposed installation must be made from structural elements and materials commonly used in fire-fighting technology, on conventional equipment, using conventional technologies known and used in the field of modern fire-extinguishing and fire-explosion prevention technology.
Установка комбинированного тушения пожаров (УКТП) на примере производимой заявителем УКТП ПУРГА 30, функционирует следующим образом:The combined fire extinguishing installation (UKTP), using the example of the UKTP PURGA 30 produced by the applicant, functions as follows:
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.A solution of foaming agent or water from the pressure pipeline is supplied to nozzles 1, from where, under a working pressure of 0.8-1.2 MPa, it is supplied to the central zone of the grid cassette 4 and to the barrel 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.At the same time, due to the ejection effect and vacuum created by a conical flow of foaming agent solution or water, expanding in the direction of movement from the nozzles to the grid cassette, atmospheric air is sucked into the peripheral zones of the grid cassette.
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. Inside the grid cassette between grids 13 and 14, drops of a foaming agent solution or water and peripheral air flows are mixed to produce a combined jet of medium expansion foam or sprayed water at the exit from the grid cassette and from the diffuser with increasing expansion and decreasing density in the direction from the center to the periphery.
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. As a result, at the exit from housing 3, two streams of combined air-mechanical foam of medium expansion are formed, consisting of polydisperse bubbles with a thickened (watered) shell - foam of reduced expansion - located in the central part of the flow, and bubbles with a thinned (dehydrated) shell located in the peripheral parts of the flow. shell - foams of increased expansion, which, when further mixed in the process of joint movement, form a hybrid foam of medium expansion with increased fire-extinguishing properties and an increased supply range.
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.At the same time, a jet of low-expansion foam or sprayed water is formed in barrel 2, which, in contact with the jets of medium-expansion foam emerging from the mesh cassette during their joint co-movement, forms and provides a remote supply of a single combined jet of hybrid foam of medium expansion or sprayed water.
Формируемые установкой потоки 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. The flows of medium expansion foam or sprayed water generated by the installation with increasing expansion ratio and decreasing density in the direction from the center to the periphery have a significantly increased range compared to homogeneous flows due to the presence in the central part of a flow with increased density and increased kinetic energy.
Известно, что пена – наиболее эффективное и широкоприменяемое 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].It is known that foam is the most effective and widely used fire extinguishing agent, which is a dispersed system consisting of cells - air (gas) bubbles, separated by films of liquid containing a foaming agent [GOST R 50588-2012. Foaming agents for extinguishing fires. General technical requirements and test methods].
Основными физико-химическими свойства пены являются: The main physical and chemical properties of the foam are:
кратность – отношение объема пены к объему раствора пенообразователя, содержащегося в пене;multiplicity - the ratio of the volume of foam to the volume of the foaming agent solution contained in the foam;
дисперсность – степень измельчения пузырьков (размеры пузырьков);dispersion – degree of bubble refinement (bubble size);
вязкость – способность пены к растеканию по поверхности;viscosity - the ability of foam to spread over a surface;
стойкость – способность пены сопротивляться процессу разрушения [там же].durability – the ability of foam to resist the process of destruction [ibid.].
В зависимости от величины кратности (К) пены разделяют на четыре группы: Depending on the expansion ratio (K), foams are divided into four groups:
пеноэмульсии, К < 3;foam emulsions, K < 3;
низкократные пены, 3 < К< 20;low expansion foams, 3 < K < 20;
пены средней кратности, 20 < К < 200;medium expansion foam, 20 < K < 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.].high expansion foam, K > 200 [ Sharovarnikov A.F., Sharovarnikov S.A. Foaming agents and fire extinguishing foams. Composition, properties, application. M.: Pozhnauka, 2005. - 335 p.].
Дисперсность пены обратно пропорциональна среднему диаметру пузырьков.The dispersion of the foam is inversely proportional to the average diameter of the bubbles.
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.].It is known that the higher the dispersion, the higher the foam resistance and fire extinguishing efficiency. The degree of foam dispersion largely depends on the conditions for its production, including the characteristics of the equipment. The expansion ratio and dispersion of the foam determine the insulating ability of the foam and its fluidity. [Bobkov S.A., Baburin A.V., Komrakov P.V. Physico-chemical foundations of the development and extinguishing of fires: textbook. manual / M.: Academy of the State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia, 2014. - 210 pp.].
В качестве огнетушащих свойства пены выделяют:The fire extinguishing properties of foam are:
изолирующее действие – препятствие поступления в зону горения горючих паров, газов или воздуха, обусловливающего прекращение горения;insulating effect - preventing the entry of flammable vapors, gases or air into the combustion zone, causing the cessation of combustion;
охлаждающее действие – обусловленное наличием в преимущественно пене низкой кратности значительного количества жидкости.cooling effect - due to the presence of a significant amount of liquid in predominantly low expansion foam.
Охлаждающее действие пены обусловливается водой, выделяющейся из пены.The cooling effect of foam is due to the water released from the foam.
Изолирующее действие обусловливается образованием слоя пены, который препятствует доступу кислорода к зоне пожара, включая:The insulating effect is due to the formation of a foam layer that prevents oxygen from reaching the fire zone, including:
эффект разделения, заключающийся в изолировании жидкости от паровой фазы;separation effect, which consists in isolating the liquid from the vapor phase;
эффект вытеснения, обусловливающий изоляцию горючего вещества от воздуха;the displacement effect causing the isolation of the flammable substance from the air;
преграждающий эффект, при котором пена препятствует испарению горючей жидкости.blocking effect in which foam prevents the evaporation of a flammable liquid.
Пены низкой кратности (3 < К< 20) в силу значительного количества воды в межпузырьковых перегородах (в каналах Плато-Гиббса) преимущественно проявляют охлаждающий огнетушащий эффект, обусловливающийся охлаждающим действием самой пены и воды, выделяющейся из пены.Low expansion foams (3 < K < 20) Due to the significant amount of water in the interbubble partitions (in the Plateau-Gibbs channels), they predominantly exhibit a cooling fire extinguishing effect, which is caused by the cooling effect of the foam itself and the water released from the foam.
Пены средней кратности (20 < К < 200) в силу меньшего количества воды в межпузырьковых перегородах (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.Medium expansion foam (20 < K < 200) Due to the smaller amount of water in the interbubble partitions (in the Plateau-Gibbs channels), they predominantly exhibit an insulating fire extinguishing effect, which is caused by the creation of an atmosphere depleted in oxygen and saturated with water vapor above the combustion zone, which contributes to the slowdown and complete cessation of combustion.
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.At the same time, due to the larger amount of water present in low-expansion foam and, accordingly, the greater density (weight per unit volume), low-expansion foam compared to medium-expansion foams can be supplied from longer distances, which significantly affects the safety of fire personnel during large-scale and explosive accidents with liquefied gases.
Характерной отличительной особенностью предлагаемых технических решений является получение и применение воздушно-механической пены с кратностью от 30 + 10 на основе синтетических углеводородных пенообразователей.A characteristic distinctive feature of the proposed technical solutions is the production and use of air-mechanical foam with a multiplicity of 30 + 10 based on synthetic hydrocarbon foaming agents.
Авторами в лаборатории заявителя экспериментально установлено и теоретически обосновано, что гибридная воздушно-механической пена 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.The authors in the applicant’s laboratory have experimentally established and theoretically substantiated that the hybrid air-mechanical foam differs significantly in its structure, viscosity, dispersion, rheological, thixotropic and other properties significant for explosion prevention and fire extinguishing from the known properties of low and medium expansion foams based on hydrocarbon and fluorine-containing foaming agents.
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. It was revealed that as a result of turbulent shockless mixing of low-expansion foam bubbles and medium-expansion foam bubbles in the hybrid foam, average-sized foam bubbles are formed, larger in comparison with low-expansion foam bubbles, but with thicker water-containing Plato channels compared to medium-expansion foams -Gibbs.
Как экспериментально установлено авторами, структура гибридной пены 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. As experimentally established by the authors, the structure of a hybrid foam with water-air bubbles unique in its structure and fire-extinguishing properties allows not only to better contain the high temperature of the flame without significant destruction of the volume of the hybrid foam itself, that is, to more effectively isolate the surface of the fire, but also to deliver jets of hybrid foam to significantly longer distances compared to medium expansion foam jets or combined low expansion and medium expansion foam jets.
Авторами экспериментально установлено также, что при воздействии гибридной воздушно-механической пены 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. The authors also experimentally established that when a hybrid air-mechanical foam is exposed to the surface of a liquefied natural or hydrocarbon gas spill, a synergistic effect is manifested due to the simultaneous influence of several factors - cooling, dilution of atmospheric water vapor in the zone of evaporation and combustion of gas, thermal insulation and a sharp decrease in gas concentration and vapors of flammable liquids above the foam layer in the combustion zone until the rate of the chemical reaction decreases and the subsequent decrease in the flame temperature to the extinction temperature.
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.This is due to the average dispersion and thickening of the water-containing Gibbs-Plateau channels of the hybrid foam compared to low- and medium-expansion foams or compared to foam in combined low- and medium-expansion foam jets.
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, а также доказывают раздельного генерирования и раздельной подачи под напором воздушно-механической пены средней кратности, воздушно-механической пены низкой кратности, распыленной и диспергированной воды или быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема.Full-scale tests of installations with the proposed grid cassette under the conditions of practical extinguishing of various real fires (Fig. 20-25) show a confident solution to the formulated problem (posed inventive task) and the real achievement of the required technical result - increasing the efficiency of extinguishing emergency transport, forest, industrial emergencies and other large-scale fires, and also prove separate generation and separate delivery under pressure of medium-expansion air-mechanical foam, low-expansion air-mechanical foam, atomized and dispersed water or fast-hardening foam based on foamed silica gel.
Сравнительные испытания генератора пены средней кратности ГПС-600 и производимого заявителем устройства на базе генератора пены средней кратности типа УКТП ПУРГА 30 показали следующие, указанные в Таблице 1, основные технические и эксплуатационные параметры и показатели: Comparative tests of the medium expansion foam generator GPS-600 and the device produced by the applicant based on the medium expansion foam generator type UKTP PURGA 30 showed the following main technical and operational parameters and indicators, listed in Table 1:
Таблица 1.Table 1.
по ГОСТ 50409-92GPS-600
according to GOST 50409-92
по полезной модели Medium expansion foam generator type UKTP PURGA 30 with mesh cassette
according to utility model
Характерной особенностью предлагаемого устройства является возможность генерирования не только пены низкой и средней кратности или распыленный и диспергированной воды, но и возможность генерации и подачи под напором для тушения и локализации пожаров быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема.A characteristic feature of the proposed device is the ability to generate not only low and medium expansion foam or atomized and dispersed water, but also the ability to generate and supply under pressure fast-hardening foam based on foamed silica gel for extinguishing and localizing fires.
Химический процесс получения вспененного геля кремнезема и слоя пенокерамического материала на основе обезвоженного вспененного кремнезема включает стадию формирования золя кремнезема и стадию вспенивания золя кремнезема с образованием вспененного геля кремнезема и высвобождением воды, а также стадию обезвоживания вспененного геля кремнезема с получением твердого пенокерамического материала на основе вспененного кремнезема.The chemical process for producing a silica foam gel and a layer of foamed silica material based on dehydrated foamed silica includes a step of forming a silica sol and a stage of foaming the silica sol to form a foamed silica gel and release water, as well as a stage of dehydrating the foamed silica gel to obtain a solid foamed silica material. .
Формирование золя кремнезема происходит в результате смешения и взаимной гомогенизации смеси водного раствора силиката щелочного металла, преимущественно силиката натрия, и пенообразующего поверхностно-активного вещества, преимущественно синтетического углеводородного пенообразователя, (компонент А), и активатора золеобразования кремнезема (компонент Б).The formation of a silica sol occurs as a result of mixing and mutual homogenization of a mixture of an aqueous solution of an alkali metal silicate, predominantly sodium silicate, and a foaming surfactant, predominantly a synthetic hydrocarbon foaming agent (component A), and a silica sol formation activator (component B).
Переход силиката щелочного металла, далее в преимущественном варианте - силиката натрия, в кремнезем обусловлен химической реакцией гидролиза силиката натрия в водной среде в присутствии активатора золеобразования с образованием кремниевой кислоты и последующей конденсации кремниевой кислоты, способствующей зародышеобразованию дисперсной фазы золя кремнезема и высвобождению водыThe transition of an alkali metal silicate, then preferably sodium silicate, into silica is caused by the chemical reaction of hydrolysis of sodium silicate in an aqueous medium in the presence of an ash formation activator with the formation of silicic acid and subsequent condensation of silicic acid, which promotes the nucleation of the dispersed phase of the silica sol and the release of water
Влияние активатора золеобразования на полимеризацию сформированных мономеров кремнезема и ограничение этой стадии процесса от дальнейшего гелирования определяется показателем размера гидродинамического радиуса частиц в диапазоне до 50 нм, так как известно, что увеличение концентрации и размеров дисперсной фазы приводит к появлению коагуляционных контактов между частицами и началу структурированияThe influence of the ash formation activator on the polymerization of formed silica monomers and the limitation of this stage of the process from further gelation is determined by the size of the hydrodynamic radius of particles in the range of up to 50 nm, since it is known that an increase in the concentration and size of the dispersed phase leads to the appearance of coagulation contacts between particles and the beginning of structuring
Как показали исследования авторов в качестве активатора золеобразования кремнезема из силиката щелочного металла (компонента Б) целесообразно использовать кислые растворы с рН от 0,5 до 5, например, водный раствор - от 20 до 60%, преимущественно от 30-50%-ный водный раствор уксусной кислотыAs the authors' studies have shown, as an activator of ash formation of silica from alkali metal silicate (component B), it is advisable to use acidic solutions with a pH from 0.5 to 5, for example, an aqueous solution - from 20 to 60%, preferably from 30-50% aqueous acetic acid solution
Объемное соотношение компонентов А и Б составляет от 15:1 до 6:1, преимущественно 10:1.The volume ratio of components A and B ranges from 15:1 to 6:1, preferably 10:1.
Компоненты А и Б смешивают и вспенивают в стволе с эжектором с образованием быстротвердеющей пены кремнезема с кратностью 2-60 с протеканием в пенной среде реакций золеобразования кремнезема и поликонденсации золя кремнезема с золь-гель переходом кремнезема с получением вспененного геля кремнезема с набором его твердости при использовании указанных выше компонентов в указанном соотношении в течение от 1 секунды до 1,5 минут и изменением его объема не более 10% в течение 24 часов.Components A and B are mixed and foamed in a barrel with an ejector to form a fast-hardening silica foam with a multiplicity of 2-60, with the reactions of sol formation of silica and polycondensation of the silica sol with the sol-gel transition of silica occurring in the foam medium to produce a foamed silica gel with a set of its hardness when used the above components in the specified ratio for from 1 second to 1.5 minutes and a change in its volume of no more than 10% within 24 hours.
В результате естественного или принудительного выделения влаги из вспененного геля кремнезема получается твердый пенокерамический материал на основе вспененного геля кремнезема, который при сохранении вспененной структуры обладает термостабильностью при воздействии температуры не менее 1000°С до 60 минут, что позволяет использовать полученный вспененный гель кремнезема и пенокерамический материал на основе вспененного геля кремнезема в качестве огнетушащего средства при взрывопожаропредотвращении, в том числе для тушения и локализации лесных пожаров путем создания огнестойких пенных заградительных полос, в качестве изолирующего материала в строительстве и в иных отраслях промышленности, для локализации радиационно опасных участков местности и аварийных проливов АХОВ, для пожаровзрывопредотвращения при аварийном розливе расплавленных металлов, таких как медь, алюминий и др.As a result of the natural or forced release of moisture from the foamed silica gel, a solid ceramic foam material based on the foamed silica gel is obtained, which, while maintaining the foam structure, is thermally stable when exposed to temperatures of at least 1000 ° C for up to 60 minutes, which allows the use of the resulting foamed silica gel and foam ceramic material based on foamed silica gel as a fire extinguishing agent for explosion and fire prevention, including for extinguishing and localizing forest fires by creating fire-resistant foam barrier strips, as an insulating material in construction and in other industries, for localizing radiation hazardous areas and emergency spills of hazardous chemicals , for fire and explosion prevention during emergency pouring of molten metals such as copper, aluminum, etc.
Как показали исследования авторов, смешивание компонентов А и Б целесообразно проводить одновременно с вспениванием смеси компонентов А и Б в стволе с эжектором.As the authors' research has shown, it is advisable to mix components A and B simultaneously with foaming the mixture of components A and B in a barrel with an ejector.
Получаемая быстротвердеющая пена вспененного кремнезема обладает хорошей адгезией к различным объектам пожаротушения, в том числе к вертикальным металлическим поверхностям, и высокой структурно-механической стойкостью к неблагоприятному воздействию на нее внешних факторов, такие как тепловые потоки и ветер.The resulting fast-hardening silica foam has good adhesion to various fire extinguishing objects, including vertical metal surfaces, and high structural and mechanical resistance to the adverse effects of external factors, such as heat flows and wind.
Концентрации и условия взаимного диспергирования силиката щелочного металла и активатора золеобразования кремнезема, а также концентрации силиката натрия, химические свойства пенообразующего поверхностно-активного вещества оказывают существенное влияние на процесс золеобразования и пенообразования при вспенивании, в связи с чем выбор концентраций и конкретных компонентов пенообразующего поверхностно-активного вещества и активатора золеобразования кремнезема могут изменяться в конкретных случаях.The concentrations and conditions of mutual dispersion of the alkali metal silicate and the silica ash formation activator, as well as the concentration of sodium silicate, the chemical properties of the foaming surfactant have a significant impact on the process of ash formation and foaming during foaming, and therefore the choice of concentrations and specific components of the foaming surfactant substances and silica sol formation activator may vary in specific cases.
Как показали проведенные авторами исследования смешивание компонентов и вспенивание смеси с образованием вспененного геля кремнезема целесообразно осуществлять в диапазоне времени от 1-5 секунд, в течение которого осуществляется набор механической прочности геля с образованием субтвердой массы вспененного кремнезема с вязкостью до 100Па⋅с, что, как известно, соответствует понятию - твердого состояния вещества.As the research conducted by the authors has shown, mixing the components and foaming the mixture to form a foamed silica gel is advisable to carry out in the time range from 1-5 seconds, during which the mechanical strength of the gel is gained with the formation of a subsolid mass of foamed silica with a viscosity of up to 100 Pa⋅s, which, as known, corresponds to the concept of a solid state of matter.
Кроме этого, в пределах именно этого диапазона времени обычно осуществляется подача на очаг пожара пен с расстояния до 10 м и более.In addition, within this particular time range, foam is usually supplied to the fire source from a distance of up to 10 m or more.
Рост мономерных цепочек кремнезема в результате поликонденсации частиц золя кремнезема приводит к увеличению их среднего гидродинамического радиуса и, следовательно, к увеличению коагуляционных контактов между наночастицами золя кремнезема.The growth of silica monomer chains as a result of polycondensation of silica sol particles leads to an increase in their average hydrodynamic radius and, consequently, to an increase in coagulation contacts between silica sol nanoparticles.
В связи с высокой гомогенизацией смеси раствора силиката щелочного металла с поверхностно-активным веществом и раствора активатора золеобразования в процессе одновременного смешивания и вспенивания в эжекторном смесителе-пеногенераторе на стадии формирования золя кремнезема, достижение энергетического барьера, определяющего возможность химического взаимодействия отдельных мономеров золя кремнезема через равновесную по толщине прослойку стенок пены как дисперсионной среды, происходит во всем объеме вспененной смеси компонентов с достаточно высокой гомогенностью.Due to the high homogenization of the mixture of an alkali metal silicate solution with a surfactant and a solution of a sol formation activator during the process of simultaneous mixing and foaming in an ejector mixer-foam generator at the stage of formation of a silica sol, the achievement of an energy barrier that determines the possibility of chemical interaction of individual monomers of the silica sol through an equilibrium The thickness of the layer of foam walls as a dispersion medium occurs throughout the entire volume of the foamed mixture of components with sufficiently high homogeneity.
Это позволяет с достаточно высокой скоростью обеспечить переход смеси растворов из состояния золя кремнезема в гель кремнезема с образованием быстротвердеющего вспененного геля кремнезема.This makes it possible to ensure the transition of a mixture of solutions from the state of a silica sol into a silica gel at a sufficiently high speed with the formation of a fast-hardening foamed silica gel.
Дальнейшая поликонденсация частиц золя кремнезема в гель кремнезема в пене приводит к высвобождению химически связанных молекул воды и уплотнению сформировавшегося неорганического полимера вспененного кремнезема с высвобождением воды и обезвоживанием.Further polycondensation of the silica sol particles into a silica gel in the foam results in the release of chemically bound water molecules and densification of the formed inorganic polymer foamed silica, releasing water and dehydration.
Внешние факторы, например, воздействие высокой температуры при пожаре, могут ускорять стадию высвобождения воды и обезвоживания, причем увеличение термостабильности неорганического полимера кремнезема будет пропорционально количеству высвобождающихся химически связанных молекул воды, что в конечном итоге способствует повышению огнетушащей способности вспененного кремнезема.External factors, such as exposure to high temperature during a fire, can accelerate the water release and dehydration stage, and the increase in thermal stability of the inorganic silica polymer will be proportional to the number of chemically bound water molecules released, which ultimately increases the fire extinguishing ability of the silica foam.
В результате детально описанного физико-химического процесса получается вспененный гель кремнезема, который по результатам проведенных авторами исследований в необезвоженном состоянии обладает следующими основными свойствами и характеристиками:As a result of a detailed physicochemical process, a foamed silica gel is obtained, which, according to the results of studies conducted by the authors, in a non-dehydrated state, has the following basic properties and characteristics:
содержит, мас.%, 13-65%, преимущественно 20-50% кремнезема, 1-15%, преимущественно 6% пенообразующего поверхностно-активного вещества, вода-остальное;contains, wt.%, 13-65%, preferably 20-50% silica, 1-15%, preferably 6% foaming surfactant, water - the rest;
имеет объемную массу 0,1-0,8 г/см3;has a volumetric mass of 0.1-0.8 g/cm 3 ;
имеет объемную устойчивость не менее 22 часов при изменении объема не более 10%.has volume stability of at least 22 hours with a volume change of no more than 10%.
В обезвоженном состоянии вспененный гель кремнезема имеет объемную массу 0,05-0,1 г/см3 и In a dehydrated state, the foamed silica gel has a bulk density of 0.05-0.1 g/cm 3 and
сохраняет не менее 95% объемной формы при нагреве до температуры 1000°С в течение не менее 40 минут;retains at least 95% of its volumetric shape when heated to a temperature of 1000°C for at least 40 minutes;
имеет микро- и макропористую структуру с удельной площадью поверхности не менее 20 м2/г;has a micro- and macroporous structure with a specific surface area of at least 20 m 2 /g;
имеет пластичную структуру геля с кратностью от 2 до 20;has a plastic gel structure with a multiplicity from 2 to 20;
имеет твердость по показателю вязкости более 100Па⋅с;has a hardness in terms of viscosity of more than 100 Pa⋅s;
имеет белый или желтовато-белый цвет.has a white or yellowish-white color.
Вспененный гель кремнезема в преимущественном варианте реализации полезной модели получают эжекционным смешением и вспениванием смеси водного раствора 10-70%, преимущественно 20-50%, силиката натрия, и 1-15%, преимущественно 6%, синтетическим углеводородным пенообразователем, с 1 до 6%, преимущественно 20 до 50-ти %ного водного раствора уксусной кислоты, при массовом соотношении водного раствора силиката натрия с пенообразующим поверхностно-активным веществом и водного раствора уксусной кислоты от 15:1 до 5:1, преимущественно 10:1.Foamed silica gel in the preferred embodiment of the utility model is obtained by ejection mixing and foaming of a mixture of an aqueous solution of 10-70%, preferably 20-50%, sodium silicate, and 1-15%, preferably 6%, synthetic hydrocarbon foaming agent, from 1 to 6% , preferably 20 to 50% aqueous solution of acetic acid, with a mass ratio of an aqueous solution of sodium silicate with a foaming surfactant and an aqueous solution of acetic acid from 15:1 to 5:1, preferably 10:1.
Вспененный гель кремнезема получается на основе водного раствора золя кремнезема, сформированного в процессе гидролиза вспененной смеси раствора силиката натрия с пенообразователем с рН от 10,5 до 12,0 и активатора золеобразования с рН от 1 до 5 при использовании раствора кислоты или с рН от 3 до 8 при использовании раствора соли, с гидродинамическим радиусом частиц кремнезема не более 50 нм при эжекционном вспенивании раствора золя кремнезема в процессе роста мономеров кремнезема до среднего диаметра золя кремнезема 100 нм с набором механической прочности по показателю динамической вязкости от 20 мПа⋅с до 100 Па⋅с в диапазоне времени 1-10 секунд.Foamed silica gel is obtained on the basis of an aqueous solution of silica sol, formed in the process of hydrolysis of a foamed mixture of sodium silicate solution with a foaming agent with a pH of 10.5 to 12.0 and a sol formation activator with a pH of 1 to 5 when using an acid solution or with a pH of 3 up to 8 when using a salt solution, with a hydrodynamic radius of silica particles of no more than 50 nm during ejection foaming of a silica sol solution during the growth of silica monomers to an average diameter of silica sol of 100 nm with a gain in mechanical strength in terms of dynamic viscosity from 20 mPa⋅s to 100 Pa ⋅s in the time range 1-10 seconds.
Растворимый силикат щелочных металлов лития, калия, натрия, обычно называемый «жидкое стекло», представляет собой вязкую жидкость с общей химической формулой R2 О⋅mSiO2⋅nH2O (где R2 О - оксид щелочного металла, m - модуль жидкого стекла) с плотностью 1400-1500 кг/м3 и коэффициентом динамической вязкости до 1 Па⋅с.Soluble alkali metal silicate of lithium, potassium, sodium, usually called “liquid glass”, is a viscous liquid with the general chemical formula R 2 O⋅mSiO 2 ⋅nH 2 O (where R 2 O is an alkali metal oxide, m is the modulus of liquid glass ) with a density of 1400-1500 kg/m 3 and a coefficient of dynamic viscosity of up to 1 Pa⋅s.
Жидкое натриевое стекло смешивается с водой в любых соотношениях и при содержании в огнетушащем составе в указанном количестве (10-70%, преимущественно от 20 до 70%) изменяет вязкость раствора от 6 мПа⋅с до 40 мПа⋅с при изменении плотности раствора с 1020 кг/м3 до 1250 кг/м3.Liquid sodium glass is mixed with water in any ratio and when contained in the fire extinguishing composition in the specified amount (10-70%, mainly from 20 to 70%), it changes the viscosity of the solution from 6 mPa⋅s to 40 mPa⋅s when the density of the solution changes from 1020 kg/m 3 to 1250 kg/m 3 .
В указанном диапазоне концентрации жидкого стекла в составе водного раствора вязкость раствора увеличивается в 4-500 раз по сравнению с вязкостью воды (0,001 Па⋅с, 20°С). Такое изменение вязкости водных растворов, используемых для тушения пожаров, практически недостижимо при использовании органических или неорганических загустителей.In the specified concentration range of liquid glass in an aqueous solution, the viscosity of the solution increases by 4-500 times compared to the viscosity of water (0.001 Pa⋅s, 20°C). Such a change in the viscosity of aqueous solutions used to extinguish fires is practically unattainable when using organic or inorganic thickeners.
Кроме того, при растворении жидкого стекла в воде существенно повышается плотность раствора, что способствует увеличению кинетической энергии движения струи огнетушащего раствора или пены по сравнению с энергией струи воды, направленной в очаг горения с одинаковой скоростью. Дальность полета струи огнетушащего раствора или пены при этом также увеличивается.In addition, when liquid glass is dissolved in water, the density of the solution increases significantly, which helps to increase the kinetic energy of movement of a stream of fire extinguishing solution or foam compared to the energy of a stream of water directed at the source of combustion at the same speed. The flight range of a jet of fire extinguishing solution or foam also increases.
При приготовлении предлагаемого огнетушащего средства необходимо использовать жидкое стекло с модулем m=SiO2/R2O=2,5-3,2. Данный выбор диапазона установлен исходя из экономической целесообразности использования наиболее распространенных и доступных композиций жидкого стекла.When preparing the proposed fire extinguishing agent, it is necessary to use liquid glass with a module m=SiO 2 /R 2 O=2.5-3.2. This range selection is based on the economic feasibility of using the most common and available liquid glass compositions.
Обозначенный интервал силикатного модуля позволяет значительно удешевить его производство, оказывая положительный экономический эффект на создаваемый продукт. Однако, допускается использование иного модуля с небольшим отклонением от установленного в диапазоне ±0,5.The indicated interval of the silicate module makes it possible to significantly reduce the cost of its production, having a positive economic effect on the created product. However, it is possible to use a different module with a slight deviation from the set one in the range of ±0.5.
Этот интервал охватывает практически все виды жидких стекол, выпускаемых промышленностью.This range covers almost all types of liquid glass produced by industry.
Срок хранения раствора жидкого стекла в герметичных металлических емкостях практически неограничен и не вызывает коррозии металла.The shelf life of liquid glass solution in sealed metal containers is practically unlimited and does not cause metal corrosion.
Подбор концентрации реагентов исходил из условий, что набор твердости вспененного субстрата из золя кремнезема при переходе в состояние геля сопровождался набором вязкости до 100 Па⋅с за установленный интервал времени 1-10 секунд.The selection of the concentration of reagents was based on the conditions that the increase in hardness of the foamed substrate from a silica sol upon transition to the gel state was accompanied by an increase in viscosity to 100 Pa⋅s over a set time interval of 1-10 seconds.
Нижнее значение установленного интервала времени (1 с) определена исходя минимально возможного времени гомогенизации смеси растворов с одновременным вспениванием.The lower value of the set time interval (1 s) is determined based on the minimum possible time for homogenization of a mixture of solutions with simultaneous foaming.
Верхнее значение установленного интервала времени (10 секунд) определено экспериментально на основе визуального наблюдения ухудшения структурно-механических параметров пены на объектах пожаротушения.The upper value of the established time interval (10 seconds) was determined experimentally based on visual observation of the deterioration of the structural and mechanical parameters of foam at fire extinguishing facilities.
При интенсивной гомогенизации смеси компонента Б (преимущественно водного раствора уксусной кислоты) и компонента А, состоящего из водного раствора поверхностно-активного вещества (ПАВ) и силиката щелочного металла, может быть получен золь кремнезема, перспективный для получения вспененного геля кремнезема, однако ключевыми параметрами в данном случае являются концентрации силиката и активатора золеообразования, условия смешивания и вспенивания компонентов, которые определены авторами экспериментально.With intensive homogenization of a mixture of component B (mainly an aqueous solution of acetic acid) and component A, consisting of an aqueous solution of a surfactant and an alkali metal silicate, a silica sol can be obtained, which is promising for producing foamed silica gel, but the key parameters in In this case, the concentrations of silicate and sol formation activator, the conditions for mixing and foaming of the components, which were determined experimentally by the authors.
При исследованиях учитывали такие показатели как стабильность вспененного материала, структура вспененного материала, кратность вспененного материала, огнетушащие свойства и термостойкость материала.The studies took into account such indicators as the stability of the foam material, the structure of the foam material, the expansion ratio of the foam material, fire extinguishing properties and heat resistance of the material.
Стабильность характеризуется периодом времени, в течение которого пены не изменяли своего объема (т.е. уменьшение объема 10%).Stability is characterized by the period of time during which the foams did not change their volume (i.e., a 10% decrease in volume).
Структура вспененного материала оценивалась визуально после затвердевания и сушки (примерно через 3 дня при температуре 25±5°С).The structure of the foam material was assessed visually after hardening and drying (after approximately 3 days at a temperature of 25±5°C).
Кратность пены, определялась весовым методом.The foam expansion ratio was determined by the gravimetric method.
Огнетушащие свойства - временем тушения модельного очага пожара 1А.Fire extinguishing properties - extinguishing time of a model fire 1A.
Термостойкость - сохранением материалом структуры и свойств при нагреве до определенной температуры, выше которой начинается частичное подплавление поверхностного слоя и его уплотнение.Heat resistance - the preservation of the structure and properties of the material when heated to a certain temperature, above which partial melting of the surface layer begins and its compaction begins.
Отличительной характерной особенностью предлагаемой установки для взрывопожаропредотвращения и тушения является возможность получения вспененного геля кремнезема, образующего быстротвердеющую пену низкой и средней кратности, получаемую путем эжекционного смешивания и вспенивания в стволе жидких компонентов огнетушащего вещества: компонента А - водного раствора смеси силиката щелочного металла, преимущественно силиката натрия, и пенообразующего поверхностно-активного вещества, преимущественно синтетического углеводородного пенообразователя, и компонента Б - активатора золеобразования кремнезема в виде водного раствора преимущественно уксусной кислоты.A distinctive characteristic feature of the proposed installation for explosion and fire prevention and extinguishing is the possibility of obtaining a foamed silica gel, forming a fast-hardening foam of low and medium expansion, obtained by ejection mixing and foaming in the barrel of the liquid components of the fire extinguishing agent: component A - an aqueous solution of a mixture of alkali metal silicate, predominantly sodium silicate , and a foaming surfactant, predominantly a synthetic hydrocarbon foaming agent, and component B - an activator of silica ash formation in the form of an aqueous solution of predominantly acetic acid.
Огнетушащим средством предлагаемой установки является вспененный гель кремнезема, образующий быстротвердеющую пену, получаемую путем смешивания двух жидких компонентов огнетушащего вещества - компонента А и компонента Б и эжекционного вспенивания их смеси атмосферным воздухом.The fire extinguishing agent of the proposed installation is a foamed silica gel, which forms a quick-hardening foam obtained by mixing two liquid components of the fire extinguishing agent - component A and component B and ejection foaming of their mixture with atmospheric air.
Компонент А представляет собой водный раствор смеси силиката щелочного металла, преимущественно силиката натрия и пенообразующего поверхностно-активного вещества, преимущественно синтетического углеводородного пенообразователя, с рН от 10,5 до 12,0, при соотношении, мас.%, 10-70%, преимущественно 20-50% силиката натрия, 1-15%, преимущественно 6% пенообразующего поверхностно-активного вещества, 30-79% - воды.Component A is an aqueous solution of a mixture of an alkali metal silicate, preferably sodium silicate, and a foaming surfactant, preferably a synthetic hydrocarbon foaming agent, with a pH of 10.5 to 12.0, at a ratio, wt.%, of 10-70%, preferably 20-50% sodium silicate, 1-15%, preferably 6% foaming surfactant, 30-79% water.
Компонент Б - водный раствор активатора золеобразования кремнезема из силиката щелочного металла представляет собой от 20 до 60%, преимущественно от 30-50%-ный водный раствор преимущественно уксусной кислоты с рН от 0,5 до 5.Component B - an aqueous solution of an alkali metal silicate silica ash formation activator is from 20 to 60%, preferably from 30-50%, an aqueous solution of predominantly acetic acid with a pH from 0.5 to 5.
Объемное соотношение компонентов А и Б составляет от 15:1 до 6:1, преимущественно 10:1.The volume ratio of components A and B ranges from 15:1 to 6:1, preferably 10:1.
Смесь компонентов А и Б вспенивается атмосферным воздухом в стволе с эжектором с образованием быстротвердеющей пены кремнезема (вспененного геля кремнезема) с протеканием в пенной среде реакций золеобразования кремнезема и поликонденсации золя кремнезема, с золь-гель переходом кремнезема и с получением вспененного геля кремнезема с набором его твердости в течение от 2 секунд до 2 минут и изменением его объема в затвердевшем состоянии не более 10% в течение 24 часов.A mixture of components A and B is foamed by atmospheric air in a barrel with an ejector with the formation of a fast-hardening silica foam (foamed silica gel) with the occurrence of silica sol formation reactions and polycondensation of silica sol in the foam medium, with a sol-gel transition of silica and with the production of a foamed silica gel with a set of it hardness for from 2 seconds to 2 minutes and a change in its volume in the hardened state of no more than 10% within 24 hours.
В результате выделения избыточной влаги из вспененного геля кремнезема получается твердый пенокерамический материал на основе вспененного геля кремнезема, который при сохранении вспененной структуры обладает термостабильностью при воздействии температуры не менее 1000°С до 60 минут, что позволяет использовать полученный вспененный гель кремнезема и пенокерамический материал на основе вспененного геля кремнезема в качестве эффективного огнетушащего средства при тушении и взрывопожаропредотвращении, в том числе путем создания огнестойких пенных заградительных полос.As a result of the release of excess moisture from the foamed silica gel, a solid foam-ceramic material based on the foamed silica gel is obtained, which, while maintaining the foam structure, has thermal stability when exposed to temperatures of at least 1000 ° C for up to 60 minutes, which allows the use of the resulting foamed silica gel and foam-ceramic material based on foamed silica gel as an effective fire extinguishing agent for extinguishing and explosion and fire prevention, including by creating fire-resistant foam barrier strips.
При необходимости получаемая твердая пена (твердый пенокерамический материал на основе вспененного геля кремнезема) может быть механически разрушена с получением мелкодисперсного порошка кремнезема, по химической сути - экологически безопасного мелкодисперного обычного песка SiO2.If necessary, the resulting solid foam (solid foam-ceramic material based on foamed silica gel) can be mechanically destroyed to obtain fine silica powder, which in chemical essence is environmentally friendly fine ordinary sand SiO 2 .
Таким образом, борьба с пламенем посредством вспененного геля кремнезема, образующего быстротвердеющую термостойкую неорганическую пену осуществляется посредством эффективной комбинации всех факторов, совмещающих индивидуальные преимущества различных типов известных огнетушителей.Thus, fire fighting by means of silica gel foam, which forms a fast-hardening heat-resistant inorganic foam, is carried out through an effective combination of all factors, combining the individual advantages of various types of known fire extinguishers.
Конкретные технические преимущества предлагаемой установки для взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения вспененным гелем кремнезема заключаются в следующем:The specific technical advantages of the proposed installation for explosion and fire prevention and solid foam extinguishing with silica foam gel are as follows:
1) свободная, физически и химически связанная вода вспененного геля кремнезема понижает температуру зоны возгорания, поглощая латентное тепло и способствуя гашению огня;1) free, physically and chemically bound water of the silica foam gel lowers the temperature of the fire zone, absorbing latent heat and helping to extinguish the fire;
2) вспененный гель кремнезема формирует отличный термостойкий и теплоизоляционный слой, ограничивая горячую зону возгорания, которая, несмотря на охлаждение вследствие процесса (1), может излучать тепло, распространяя его на прилегающие охлажденные водой зоны;2) the foamed silica gel forms an excellent heat-resistant and heat-insulating layer, limiting the hot combustion zone, which, despite being cooled by process (1), can radiate heat, spreading it to adjacent water-cooled zones;
3) твердая пена кремнезема формирует покрывной слой в виде защитного теплогазоизолирующего огнестойкого покрытия, предотвращающего любое возгорание горючего материала данной зоны, оказавшегося под этим покрывным слоем;3) solid silica foam forms a covering layer in the form of a protective heat-gas-insulating fire-resistant coating that prevents any ignition of the combustible material of a given zone found under this covering layer;
4) твердая пена кремнезема с наноразмерными частица кремнезема создает между горючим материалом, еще не охваченным огнем, и кислородом прилегающей атмосферы барьер для кислорода, необходимого для того, чтобы произошло возгорание;4) solid silica foam with nano-sized silica particles creates a barrier between the combustible material not yet engulfed in fire and the oxygen of the adjacent atmosphere for the oxygen necessary for combustion to occur;
5) наноразмерные частицы кремнезема за счет образования объемной решетчатой структуры не только хорошо удерживают воду, но и обеспечивает прилипание тонкодисперсных частиц кремнезема к объекту пожаротушения, а быстротвердеющая пена, в отличие от воды и обычной жидкой воздушно-механической водяной пены, которая стекает с вертикальных, наклонных и неровных поверхностей обеспечивает формирование твердопенного теплогазоизолирующего барьера.5) nano-sized silica particles, due to the formation of a three-dimensional lattice structure, not only retain water well, but also ensure the adhesion of fine silica particles to the fire extinguishing object, and quick-hardening foam, unlike water and conventional liquid air-mechanical water foam, which flows from vertical, inclined and uneven surfaces ensure the formation of a solid foam heat and gas insulating barrier.
Как показали натурные испытания использование предлагаемой установки комбинированного тушения пожаров воздушно-механической пеной средней кратности, воздушно-механической пеной низкой кратности, распыленной водой или быстротвердеющей пеной на основе вспененного геля кремнезема по сравнению с известными средствами пожаротушения пеной средней кратности наиболее перспективны в процессе ликвидации крупномасштабных пожаров:As field tests have shown, the use of the proposed installation for combined fire extinguishing with medium expansion air-mechanical foam, low expansion air-mechanical foam, sprayed water or fast-hardening foam based on foamed silica gel, in comparison with known fire extinguishing agents with medium expansion foam, is most promising in the process of eliminating large-scale fires :
на предприятиях топливной, химической, нефтеперерабатывающей промышленности;at enterprises of the fuel, chemical, oil refining industries;
на предприятиях лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, в лесах и на сельскохозяйственных угодьях;at enterprises of the forestry, woodworking and pulp and paper industries, in forests and on agricultural land;
при тушении послеаварийных пожаров воздушного транспорта на земле, аварий, катастроф не железнодорожном, морском и речном транспорте;when extinguishing post-accident fires of air transport on the ground, accidents, disasters in non-railway, sea and river transport;
при нейтрализации и утилизации сильнодействующих ядовитых веществ.when neutralizing and disposing of potent toxic substances.
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:The use of the installation makes it possible to implement new modern technologies for producing and supplying medium-expansion hybrid foam or atomized water with increased range and spreading speed over the combustion surface, which allows:
сократить время пожаротушения по сравнению с традиционными средствами, на складах боеприпасов и сильнодействующих ядовитых веществ;reduce fire extinguishing time compared to traditional means in warehouses of ammunition and highly toxic substances;
существенно уменьшить количество ствольщиков, непосредственно участвующих в тушении пожара;significantly reduce the number of firemen directly involved in fire extinguishing;
снизить риск для здоровья и жизни людей, поскольку тушение пожара может осуществляться на значительном расстоянии от горящего объекта;reduce the risk to human health and life, since fire extinguishing can be carried out at a considerable distance from the burning object;
повысить мобильность и механизацию процесса доставки воды и пены в зону горения.increase mobility and mechanization of the process of delivering water and foam to the combustion zone.
Учитывая новизну отдельных и совокупности существенных признаков, техническое решение проблемы, существенность всех общих и частных признаков полезной модели, 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 универсальной установки комбинированного тушения пожара с возможностью раздельного генерирования и раздельной подачи под напором воздушно-механической пены средней кратности, воздушно-механической пены низкой кратности, распыленной и диспергированной воды или быстротвердеющей пены на основе вспененного геля кремнезема. Taking into account the novelty of individual and aggregate essential features, the technical solution to the problem, the significance of all general and particular features of the utility model, disclosed in detail in the description and shown in the drawings, the technical feasibility and industrial applicability of the utility model proven in the section “Implementation of the utility model”, a confident solution to the current problem , it has been proven that the required technical result has been confidently achieved in the implementation and use of the utility model - increasing the efficiency of extinguishing emergency transport, forest, emergency industrial and other fires by creating a universal installation for combined fire extinguishing with the possibility of separate generation and separate supply under the pressure of air-mechanical foam medium expansion, low expansion air-mechanical foam, atomized and dispersed water, or fast-curing silica gel foam.
Это доказывает также, что предложенные технические решения актуальной проблемы соответствуют всем установленным, предъявляемым к полезной модели требованиям охраноспособности, а также доказывает раскрытие сущности заявленного полезной модели в документах заявки с полнотой, достаточной для осуществления полезной модели.This also proves that the proposed technical solutions to the current problem comply with all established patentability requirements for a utility model, and also proves that the essence of the claimed utility model is disclosed in the application documents with completeness sufficient for the implementation of the utility model.
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 полезная модель промышленным способом.The analysis also shows that all the general and specific features of a utility model are essential, since each of them is necessary, and all together they are not only sufficient to achieve the purpose of the utility model, but also allow the utility model to be implemented industrially.
Claims (10)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU226208U1 true RU226208U1 (en) | 2024-05-28 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2308996C2 (en) * | 2005-10-24 | 2007-10-27 | Игорь Константинович Степанов | All-purpose movable foam-generation plant |
RU79944U1 (en) * | 2008-03-04 | 2009-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Кузбассгорноспасатель" (ООО "Кузбассгорноспасатель") | HEADER FOAM GENERATOR UNIT FOR PRODUCING COMBINED INERT FOAM |
RU2693615C1 (en) * | 2018-08-23 | 2019-07-03 | Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии" | Universal device for fire extinguishing and fire and explosion prevention |
RU2713249C1 (en) * | 2019-06-05 | 2020-02-04 | Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии" | Medium- and low-expansion air-mechanical foam generator for the deluge gun and the deluge gun with the air-mechanical foam generator of medium and low expansion |
CN210145352U (en) * | 2019-05-16 | 2020-03-17 | 上海华锐救援装备有限公司 | High-power foam generator |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2308996C2 (en) * | 2005-10-24 | 2007-10-27 | Игорь Константинович Степанов | All-purpose movable foam-generation plant |
RU79944U1 (en) * | 2008-03-04 | 2009-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Кузбассгорноспасатель" (ООО "Кузбассгорноспасатель") | HEADER FOAM GENERATOR UNIT FOR PRODUCING COMBINED INERT FOAM |
RU2693615C1 (en) * | 2018-08-23 | 2019-07-03 | Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии" | Universal device for fire extinguishing and fire and explosion prevention |
CN210145352U (en) * | 2019-05-16 | 2020-03-17 | 上海华锐救援装备有限公司 | High-power foam generator |
RU2713249C1 (en) * | 2019-06-05 | 2020-02-04 | Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии" | Medium- and low-expansion air-mechanical foam generator for the deluge gun and the deluge gun with the air-mechanical foam generator of medium and low expansion |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU183035U1 (en) | Solid Extinguishing Extinguisher | |
RU2668753C1 (en) | Solid foam fire extinguisher | |
RU2668749C1 (en) | Fire extinguisher for explosion and fire fighting and solid foam extinguishment | |
RU2672945C1 (en) | Method of explosion prevention and fire extinguishing by solid silica gel and device for its implementation | |
RU2757479C1 (en) | Method for fire and explosion prevention and fire extinguishing with hybrid foam and device for its implementation | |
RU226208U1 (en) | Universal installation for combined fire extinguishing with medium expansion air-mechanical foam, low expansion air-mechanical foam, atomized and dispersed water or fast-hardening foam based on silica foam gel | |
RU226489U1 (en) | Universal installation for combined fire extinguishing with medium expansion air-mechanical foam, low expansion air-mechanical foam, atomized and dispersed water or fast-hardening foam based on silica foam gel | |
RU2826678C1 (en) | Universal installation for combined fire extinguishing with air-mechanical foam of medium expansion ratio, air-mechanical foam of low expansion rate, sprayed and dispersed water or quick-hardening foam based on foamed silica gel | |
RU199778U1 (en) | Device for fire and explosion prevention and fire extinguishing with hybrid foam | |
RU190536U1 (en) | Device for preventing and extinguishing large-scale forest, industrial and emergency transport fires with fast-hardening foam | |
RU2699083C1 (en) | Fire extinguisher for fire and explosion prevention and hard foam extinguishing with shut-off and launching device and barrel | |
RU2699080C1 (en) | Fire extinguisher with u-shaped gas-generator housing for explosion-fire prevention and hard foam extinguishing | |
RU2668747C1 (en) | Chemical foam fire extinguisher with ejector mixture-foam generator | |
RU225574U1 (en) | Installation of combined fire extinguishing with air-mechanical hybrid foam of medium expansion or sprayed water | |
RU2820746C1 (en) | Combined fire extinguishing installation with air-mechanical hybrid foam of medium expansion or sprayed water | |
RU223370U1 (en) | INSTALLATION OF COMBINED FIRE EXTINGUISHING WITH AIR-MECHANICAL HYBRID MEDIUM EXPANSION FOAM OR SPRAYED WATER | |
RU2817915C1 (en) | Combined fire extinguishing installation with air-mechanical hybrid foam of medium expansion or sprayed water | |
RU2821481C1 (en) | Plant for combined fire extinguishing with air-mechanical hybrid foam of medium expansion rate and sprayed water | |
RU224093U1 (en) | Installation of combined fire extinguishing with air-mechanical hybrid foam of medium expansion or sprayed water | |
RU223048U1 (en) | Installation of combined fire extinguishing with air-mechanical hybrid foam of medium expansion or sprayed water | |
RU2819528C1 (en) | Combined fire extinguishing installation with air-mechanical hybrid foam of medium expansion or sprayed water | |
RU2819524C1 (en) | Plant for combined fire extinguishing with air-mechanical hybrid foam of medium expansion rate or sprayed water | |
RU226119U1 (en) | Autonomous container-type fire module with a universal combined fire extinguishing installation | |
RU2822833C1 (en) | Net cassette for installation of combined fire extinguishing with air-mechanical hybrid foam of medium expansion or sprayed water and method of its production | |
RU222047U1 (en) | Medium expansion foam generator grid cassette |