Способ тушения пространственно развитого пожара и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 630839 А 1 1)5 А 62 СЗ/ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Всесоюз ног нститута пр аучно- ивопоняк,Сиэи тив ств формы ностей(71) Киевский филиалисследовательского ижарной обороны(56) Авторское свидетельство СССМ. 1335300, кл, А 62 С 3/12, 1987.Авторское свидетельство СССМ. 689683, кл. А 62 С 37/00, 1979,(54) СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО РАЗВИТОГО ПОЖАРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к пожаротушению пространственно развитого пожара и позволяет повысить эффективность и экономичность пожаротушения, а также расширить тактические возможности устройства. Способ тушения пространственно развитого пожара заключается в том, что предварительно определяют пожароопасные места объекта, затем программируют траекторию перемещения огнетушащей порошковой Изобретение относится к тушению пространственно развитого пожара и г)озволяет повысить эффективность подачи огнетушащего средства по пространству защищаемого объекта, обеспечивая необходимую огнетушащую концентрацию.Цель изобретения - повышение эффекности и экономичности тушения пространенно развитого пожара произвольнойи расширение тактических возможэа счет более равномерной доставструи по защищаемой площади путем сложения двух взаимно перпендикулярных независимых гармонических колебаний, описываемых выражениями х = Хп)ЯГЛ( аЬ 1+ + .фох), у = Уп)з) и( Оус + шоу), причем в процессе передвижения огнетушащей струи по защищаемой площади на последней должна создаваться огнетушащая интенсивность порошка, зависящая от скорости перемещения струи, ее эффективной дальности и угла раскрытия, а также от производительности установки, вида горючего вещества и марки огнетушащего порошка. Устройство для осуществления способа тушения выполнено таким образом, что задавая при помощи дросселей требуемые скорости передвижения, величины рабочих ходов при помощи конечных выключателей, а также начальные фазы положения поршней пневмоцилиндров, штоки которых связаны с лафетным стволом, можно получить необходимые по величине и форме перемещения лафетного ствола в пространстве, что позволяет производить тушение всевозможных пространственно развитых пожаров. 2 с,п. ф-лы, 3 ил,ки огнетушащего вещества с необходимой для тушения концентрацией во все точки пространственного пожара.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу тушения пространственно развитого пожара, заключающемуся в подаче огнетушащей порошковой струи иэ лафетного ствола установки пожаротушения на объект предварительно определяют пожароопасные места объекта, программируют необходимую траекторию перемещенияогнетушащей порошковой струи по защищаемой площади обьекта путем сложения двух независимых гармонических колебаний струи, одновременно совершаемых ею в двух взаимно перпендикулярных продольной и поперечной плоскостях, описываемых выражениями;х = Хщ 31 п( ЮЛ +О ох);у = Ущз 1 п Фу 1 + шоу) где х, у - текущие значения перемещения струи в поперечной и продольной плоскостях;Хп, Уп - амплитуды поперечных и продольных гармонических колебаний струи, равные половинам ширины и высоты или длины защищаемого объекта;аЪ,му - частоты поперечных и продольных колебаний струи по соотношению друг к другу в совокупности с величинами рох, шоу обеспечивают конфигурацию заданной траектории, а по величине обеспечивают такую скорость перемещения струи, что с учетом ее эффективной дальности и угла раскрытия, а также с учетом производительности установки и вида горючего вещества в каждой точке защищаемой площади, при последовательном происхождении заданной траектории создавалась огнетушащая интенсивность порошка;фох шоу - начальные фазы поперечных и продольных гармонических колебаний струи;т - текущее время, работы установки от начала до конца выброса порошка, причем огнетушащая порошковая струя должна пройти по заданной траектории по крайней мере один раз.На фиг. 1 показана схема расчета параметров, характеризующих способ тушения; на фиг. 2 - экспериментальная зависимость интенсивности подачи огнетушащего порошка ПСБ - 3 от времени тушения при тушении бензина А; на фиг, 3 - устройство,общий вид,П р и м е р. При определении пожароопасных мест объекта установлено, что их месторасположение вписывается в круговое кольцо с внутренним диаметром 9 м, наружным диаметром 11 м, т,е. тушение необходимо производить по площади этого кольца,Следовательно, траектория порошковой струи проходит по средней линии этого кольца, т,е. по окружности диаметром 10 м,Исходные данные,Производительностьустановки о, кг/с 6,25Угол раскрытия струи ),град 12Горючее вещество Бензин А 76Огнетушащий порошок ПСБ Оптимальная огнетушащаяинтенсивность порошка 1,кг/м с (по фиг, 2) 0,43Диаметр окружности (траектории) О, м (по фиг. 1) 10Ширина кольца В, м 1Траектория перемещения струи в пространстве описывается уравнениями: 10 х = Хпз 1 п(вход+ рох): у = Ущ 3 п(ау+ оу) 15 до = 1,4 В = 1,4 м,и в дальнейшем для упрощения расчетовпроизводится замена эллипса на круг диаметром с 1,.40 Следовательно, площадь этого кругаБо=лс 1 о 224= 1,53 м,Расстояние до среза распылителя бо 1,41-0-2,01 7 мг 92Интенсивность подачи порошка на площадь круга Яо 50 ц 6,2521 о = 5 = 153 =,08 кгlм с, 5С учетом интенсивности 1 О = 4,08 кг/м спо зависимости фиг. 2 время тушения одиночной площади Я, составляет ь,=1 с, Следовательно, через время Ь= 1 с струю можно перемещать по траектории для тушения последующей одиночной площади 5, на расстояние, равное В = 1 м, и т,д. и Для окружности имеем:О 10Хв ув 5 м2 220 Щ Л2= 1, Рох = 0 фоу = -Параметры порошковой струи,Порошковая струя при перемещении потраектории описывает в пространстве ко 25 нус, высота которого совпадает с осью Е(см.фиг, 1),Основание конуса самой порошковойструи, истекающей из одиночного цилиндрического насадка, в месте пересечения с30 поверхностью, на которой производится тушение, представляет эллипс,Для обеспечения перекрытия кольца поширине В порошковой струей принимается,что большая полуось эллипса равна351630839 5 10 15 20 25 30 35 45 50 55 скорость перемещения струи по траектории при этом равнаВ 1Чо = = - =1 м/с.1При этом происходит последовательное тушение пожара по всей траектории перемещения.Однако интенсивность подачи 1 о значительно больше оптимальной 1 опт, т,е. в данном случае происходит неоправданный перерасход огнетушащего порошка. Для исключения этого недостатка следует увеличить скорость перемещения струи по траектории, Для этого по кривой на фиг. 2 для 1 опт = 0,43 кг/м с определяют время тушения 1 т.опт = 3,3 с и вычисляют удельный оптимальный расход порошка на защищаемую одиночную площадь Яо. Еопт = 1 опт Тт.опт = 0,43 3,3 = 1,419 кг/мгПо зависимости фиг. 2 для 1 о = 4,08 кг/м с2, время тушения составляет ьо = 1 с и, следовательно, удельный расход в данном случае на ту же защищаемую одиночную площадь Зо Ео = 1 о сто = 4,081 = 4,08 кг/м .2Значит, скорость перемещения струиЧотр по траектории тушения может быть увеличена на величину К.Ео 4,08Е опт 1,419т.е, Чстр = КЧо = 2,91 = 2,9 м/с,По правилу разложения скоростей определяют составляющие полученной скорости на два взаимно перпендикулярныхнаправления.Для нашего случаяЧ=Чх=Чу=Чстр соз 45 =2,9 0,7==2,03 м/с,Определяют угловые скорости (частоты)перемещения ствола по этим направлениямиз выраженияЪ =-гу = 1 7 0,29 об/с,Ч 203Таким образом, в результате расчетаполучены исходные данные: расстояние отраспылителя до очага пожара 1 о = 7 м, частоты перемещения струи в поперечной ипродольной плоскостях ах = ву= 029 об/с,их соотношение = 1, величины начальйЪшу- Л.ных фаз тЪх =0; шоу = 2амплитуды колеОбаний струи Ах = Ау = = 5 м, - которые2необходимо заложить в исполнительныемеханизмы устройства пожаротушения перед началом работы для того, чтобы произвести эффективное тушение указанного очага пожара,Устройство для тушения пожара порошком (фиг. 3) содержит резервуар 1 для огнетушащего порошка с сифоном 2, запор- но-пусковым устройством 3, аэратором 4, газовый баллон 5 с запорным элементом 6, газовый редуктор 7, лафетный ствол с распылителем 8, соединенный гибким трубопроводом 9 с запорно-пусковым устройством 3 и имеющий возможность поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при помощи пневмоприводов, включающих в себя пневмоцилиндры 10 и 11, конечные выключатели 12 и 13, драссели 14 и 1,пневмораспределители 16 и 17 и запорные элементы 18 и 19, блок 20 управления, пожарные извещатели 21.Устройство работает следующим образом. При возникновении пожара срабатывают пожарные извещатели 21, сигнал ат них поступает на блок 20 управления, далее на открытие запорного элемента 6 баллона 5 со сжатым газом. Сжатый газ через газовый редуктор 7 и аэратар 4 поступает в резервуар 1 с огнетушащим порошком, вспушивая и подготавливая его к выбросу. Одновременно сжатый газ ат газового редуктора 7 поступает к запорным элементам 18 и 19,стоящим перед пневматическими распределителями 16 и 17, Когда давление в резервуаре 1 с огнетушащим порошком достигает значения рабочего, открывается запарный элемент 3 и газопорошковая смесь па сифонной трубе 2, гибкому трубопроводу 9 и через распылитель лафетнога ствола 8 поступает на защищаемую площадь. Одновременно с этим поступает сигнал на открытие 40 запорных элементов 18 и 19; и сжатый газ поступает на пневматические распределители 16 и 17, а затем в рабочие плоскости пневмоцилиндрав 10 и 11 пневмоприводов поворота лафетного ствола 8 в горизонтальной и вертикальной плоскостях, Поршни пневмоцилиндров 10 и 11 начинают возвратно-поступательные перемещения, увлекая за собой лафетный ствол 8. Величина (амплитуда) хода поршней, и, соответственно, амплитуда перемещения ствола 8 регулируются положением конечных выключателей 12 и 13, которые дают сигнал на переключение пневмораспределителей 16 и 17, т.е. осуществляется реверс хода поршней. Дроссели 14 и 15 регулируют расход поступающего в пневмоцилиндры 10 и 11 сжатого газа, т.е. осуществляют регулировку скоростей (частот) перемещения поршней пневмоцилиндровх = Х 8 п(шхт+ фох):у = Угпэ 1 п(йэу 1+ оу) 50 10 и 11, а следовательно, и угловой скорости перемещения ствола 8.Порядок наладки предлагаемого устройства по расчетным исходным данным.1. Дросселями 14 и 15 регулируется угла вая скорость (частота перемещения) лафетного ствола 8, соответствующая вх, му .2. Между конечными выключателями 12 и 13 устанавливается расстояние, равное ходу поршней пневмоцилиндров 10 Аагсс 9од 180где бд - диаметр делительной окружности 15 шестерни реечной передачи пневмопривода, мм.3, Лафетный ствол 8 (штоки пневмоцилиндров 10, 11) в исходном положении выставляются в соответствие с расчетными 20 углами начал ьн ых фаз уЪ у,у . После и роведения всех этих операций устройство готово к работе для тушения пожара по заданной траектории.25 Формула изобретенияСпособ тушения пространственно развитого пожара, заключающийся в подаче огнетушащей порошковой струи из лафетного ствола установки пожаротушения на объект, 30 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности и экономичности-пожаротушения, расширения тактических вазМажностей, предварительно определяют пЬжароопасные места объекта, по ним нахо дят траекторию перемещения огнетушащей порошковой струи по защищаемой площади объекта путем сложения двух независимых гармонических колебаний струи, одновременно совершаемых ею в двух взаимно 40 перпендикулярных продольной и поперечных плоскостях, причем огнетушащую порошковую струю перемещают по заданной траектории по крайней мере один раз, а колебание струи описывается следующими 45 выражениями; где х, у - текущие значения перемещения струи в поперечной и продольной плоскостях;Хш, У - амплитуды поперечных и продольных гармонических колебаний струи, равные половине ширины и высоты или длины защищаемого объекта;иЬ, ву - частоты поперечных и продольных гармонических колебаний струи по соотношению друг к другу в.совокупности с величинами рох,у)оу, обеспечивают конфигурацию заданной траектории, а по величине обеспечивают такую скорость перемещения струи, что с учетом ее эффективной дальности и угла раскрытия, а также с учетом производительности установки и вида горючего вещества в каждой точке защищаемой п 1 лощади при последовательном прохождении заданной траектории создавалась огнетушащая интенсивность порошка;т - текущее время работы установки от начала до конца выброса порошка;уЪх, роу - начальные фазы поперечных и продольных гармонических колебаний струи. 2, Устройство для тушения пространственно развитого пожара, содержащее резервуар с огнетушащим веществом, пусковое устройство, лафетный ствол и приводы его поворота вдвух взаимно перпендикулярных плоскостях,отл ича ющеес я тем, что, с целью повышения эффективности и экономичности пожаротушения и расширения тактических возможностей, оно имеет устройство для управления перемещением ствола, включающее пневмораспределители, редуктор, дросели и пневмоцилиндры, на штоках которых установлены упоры для воздействия на конечные выключатели, смонтированные на корпусах пневмоцилиндров с возможностью перемещения вдоль осей цилиндров и соединенные цепями управления с пневмораспределителями, входы которых сообщаются с выходом газового редуктора, а выходы пневмораспределителей через дроссели сообщаются с пневмоцилиндрами,1630839 дактор Л. Веселовская Заказ 512 Тираж 289 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5