Способ автоматического пожаротушения и автоматическая система для его реализации

Способ автоматического пожаротушения и автоматическая система для его реализации

Реферат

Изобретение относится к пожарной технике, в частности к способам ликвидации пожаров преимущественно на промышленных и других больше-объемных строениях с арочными перекрытиями и опорными элементами колонного типа.

При возникновении пожаров в ряде случаев ущерб значительно возрастает от потери устойчивости и деформации опорных колонн и элементов перекрытий, от последующего обрушения кровли, при этом основные потери возникают от повреждения сложного технологического оборудования. Вместе с тем, способы автоматического пожаротушения, основанные на подаче охлаждающей жидкости на конструктивные элементы при срабатывании пожароизвещателей, предполагают подачу охлаждающей жидкости, в том числе на участках, не нуждающихся в этот момент в охлаждении, при этом в точках необходимого охлаждения расход жидкости не достаточно интенсивен, а в отдельных ситуациях, связанных с незначительностью очага возгорания, вообще нет нужды в подаче охлаждающей жидкости. Решение проблемы оптимизации режима охлаждения опорных колонн несущих конструктивных элементов позволило бы в значительной мере повысить пожарную безопасность объектов и снизить ущерб от излишне пролитой воды на конструктивные элементы.

Известен способ автоматического пожаротушения, включающий определение источника пламени в защищаемой зоне, подачу и распыление струи огнетушащей среды в направлении источника пламени с одновременным возвратно-поступательным перемещением струи в двух взаимно перпендикулярных направлениях, при этом определяют координаты границы пламени и дополнительно регулируют направление подачи и амплитуду возвратно-поступательного перемещения струи в зависимости от координат границ пламени. /RU Патент № 2046613, 1995./

Известный способ не предусматривает охлаждение не обладающих огнестойкостью конструктивных элементов перекрытий и оборудования, что снижает уровень пожарной безопасности и повышает вероятность возникновения значительного материального ущерба при температурной деформации последних.

Известна автоматическая система пожаротушения, содержащая средства пожаротушения в виде, по меньшей мере одного лафетного ствола для распыления огнетушащей среды, установленного с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях, первый и второй приводные двигатели для перемещения лафетного ствола соответственно в первом и втором направлениях, средства подачи огнетушащей среды в лафетный ствол, блок управления, выходами связанный с приводными двигателями и с входом управления средств подачи огнетушащей среды в лафетный ствол, датчик обнаружения пламени и датчик цели с рабочей осью, жестко установленный на лафетном стволе соосно с ним, выходы датчиков подключены к входам блока управления, отличающаяся тем, что она снабжена датчиками перемещения ствола в первом и втором направлениях, выходами подключенными к соответствующим входам блока управления, дополнительно оснащенного элементом сравнения, программным блоком с памятью, вход которого соединен с соответствующим выходом элемента сравнения, а выход с соответствующим входом элемента сравнения, и блоком определения амплитуды возвратно-поступательного перемещения лафетного ствола в функции координат источника пламени, вход которого соединен с соответствующим выходом памяти программного блока, а выход с соответствующим входом памяти программного блока, выходы которого являются входами приводных двигателей и входом управления средств подачи огнетушащей среды в лафетный ствол, а выходы датчиков обнаружения пламени, датчика цели и датчиков перемещения ствола в первом и втором направлениях связаны с блоком управления через элемент сравнения. /RU Патент № 2046613, 1995./

Известная система не предусматривает охлаждение не обладающих огнестойкостью конструктивных элементов перекрытий и оборудования, что снижает уровень пожарной безопасности и повышает вероятность возникновения значительного материального ущерба при температурной деформации последних.

Известен способ ликвидации пожара сложного технологического объекта, предусматривающий создание в очаге пожара концентрации огнетушащего состава, достаточной для прекращения горения в течение времени, необходимого для подавления пламени, при этом огнетушащий состав в очаг пожара подают путем импульсного впрыска с формированием на границе пожарной зоны огнетушащего фронта с концентрацией огнетушащего состава 700-1000 г/м³, со скоростью перемещения не менее 50 м/с и изолируют сформированным фронтом очаг пожара от воздушного потока, а во время формирования огнетушащего фронта определяют направление воздушного потока и создают дополнительную преграду потоку воздуха, для чего 0,2-0,5 объема огнетушащего состава впрыскивают против направления воздушного потока. /RU Патент № 2179870, 2002./

Известный способ не предусматривает охлаждение не обладающих огнестойкостью конструктивных элементов перекрытий и оборудования, что снижает уровень пожарной безопасности и повышает вероятность возникновения значительного материального ущерба при температурной деформации последних.

Известно устройство для ликвидации пожара сложного технологического объекта, содержащее блок датчиков сигнала пожара, по крайней мере, три огнетушителя с запорно-пусковыми клапанами, соединенные через трубопроводы, по крайней мере, с двумя коллекторами, снабженными форсунками с мембранами, отличающееся тем, что в него введены контроллер, датчик давления огнетушащего состава, установленный в трубопроводе, соединенном с первым коллектором, блок определения направления и силы воздушного потока, при этом на втором коллекторе установлен привод, первый, второй и третий входы контроллера соединены соответственно с выходами блока датчиков пожарной сигнализации, блока определения направления и силы воздушного потока и датчика давления огнетушащего состава, установленного в трубопроводе, а первый выход контроллера одновременно подключен к управляющим входам запорно-пусковых клапанов первого и второго огнетушителей, второй выход контроллера соединен с управляющим входом привода, причем третий выход контроллера подключен к управляющему входу запорно-пускового клапана третьего огнетушителя, а выходы первого и второго огнетушителей с соответствующими запорно-пусковыми клапанами одновременно через трубопроводы соединены с входом первого коллектора, выход третьего огнетушителя с соответствующим запорно-пусковым клапаном через трубопровод соединен со входом второго коллектора. /RU Патент № 2179870, 2002./

Известное устройство не предусматривает охлаждение не обладающих огнестойкостью конструктивных элементов перекрытий и оборудования, что снижает уровень пожарной безопасности и повышает вероятность возникновения значительного материального ущерба при температурной деформации последних.

Наиболее близким является способ автоматического пожаротушения, заключающийся в установке автоматической системы пожаротушения в состояние ожидания пожарной опасности, определении при возникновении пожарной опасности с помощью расположенных на лафетном стволе автоматической системы пожаротушения средств регистрации координат открытого пламени в выбранной зоне обзора относительно лафетного ствола, подаче огнетушащего вещества в очаг пожара и контроле подачи огнетушащего вещества в очаг пожара, при этом регистрируют в запоминающем устройстве автоматической системы пожаротушения адресный, с учетом местоположения очага пожара, сигнал пожарной опасности и выбирают из запоминающего устройства системы информацию о зоне обзора очага пожара с указанием соответствующей траектории сканирования для установления траектории перемещения лафетного ствола в пространстве в случае пожаротушения, а после определения координат открытого пламени определяют координаты зоны подачи огнетушащего вещества при пожаротушении, настраивают режим подачи огнетушащего вещества из насадка лафетного ствола автоматической системы пожаротушения на основе хранящейся в запоминающем устройстве информации о карте режимов функционирования лафетного ствола и координатах очага пожара, при максимально возможной степени совпадения координат очага пожара с координатами защищаемой от пожара зоны выбирают параметры настройки насадка для подачи огнетушащего вещества с учетом конфигурации струи и количества истекающего в единицу времени огнетушащего вещества, а контроль подачи огнетушащего вещества в очаг пожара осуществляют путем слежения за выбранной траекторией перемещения лафетного ствола и параметрами подачи огнетушащего вещества с помощью средств измерения давления автоматической системы пожаротушения. /RU Патент № 2104073, 1998./

Этот способ также не предусматривает охлаждение не обладающих огнестойкостью конструктивных опорных элементов и оборудования, что также снижает уровень пожарной безопасности и повышает вероятность возникновения значительного материального ущерба при температурной деформации последних.

Известна автоматическая система пожаротушения, содержащая блок формирования управляющих сигналов, микропроцессор, панель управления, таймер, электромагнитный клапан, размещенный на магистрали подачи огнетушащего вещества, узел управления электромагнитным клапаном и средство подачи огнетушащего вещества в очаг пожара, отличающаяся тем, что средство подачи огнетушащего вещества в очаг пожара выполнено в виде управляемого лафетного ствола с насадком, управляемым электродвигателем перемещения, а система снабжена устройством хранения карты режимов пожаротушения, блоком средств сравнения, запоминающим устройством, корректирующим устройством, блоком памяти таблицы тарировки и интерфейсным блоком, преобразователями сигналов управления перемещением по координатной оси Х и координатной оси Y, преобразователем сигналов управления насадком, узлом силового питания, связанным с узлами управления приводом перемещения по оси Х и приводом перемещения по оси Y, с узлом управления насадком и узлом управления электромагнитным клапаном, фотодатчиком, установленным на лафетном стволе с возможностью регистрации очага пожара, датчиком положения насадка и датчиками положения лафетного ствола относительно оси Х и оси Y, стыковочным узлом, соединяющим магистраль подачи огнетушащего вещества с насадком лафетного ствола, установленного с возможностью изменения своего положения с помощью электродвигателей приводов перемещения по оси Х и оси Y, и блоком измерения давления огнетушащего вещества на входе лафетного ствола, при этом посредством шин управления и данных микропроцессор соединен с блоком формирования управляющих сигналов, запоминающим устройством, корректирующим устройством, блоком средств сравнения, блоком памяти таблицы тарировки, таймером, устройством хранения карты режимов пожаротушения и интерфейсным блоком, первые входы и выходы которого связаны с панелью управления, выходы фотодатчика, датчика положения насадка, датчиков положения лафетного ствола относительно оси Х и оси Y и блока измерения давления огнетушащего вещества на входе лафетного ствола соединены с вторыми входами интерфейсного блока, вторые выходы которого связаны соответственно с вторым входом узла управления электромагнитным клапаном и через преобразователи сигналов управления перемещением по оси Х и оси Y, а также через преобразователь сигналов управления насадком с вторыми входами узлов управления приводом перемещения по оси Х и приводом перемещения по оси Y, а также узла управления насадком, выход которого соединен с входом электродвигателя перемещения насадка, а выходы узлов управления приводом перемещения по оси Х и приводом перемещения по оси Y связаны с входами электродвигателей приводов перемещения соответственно по оси Х и оси Y. /RU Патент № 2104073, 1998./

Известная система также не предусматривает охлаждение не обладающих огнестойкостью конструктивных несущих элементов и оборудования, что снижает уровень пожарной безопасности и повышает вероятность возникновения значительного материального ущерба при температурной деформации последних.

Задачей изобретения является снижение материального ущерба в том числе от излишне пролитой воды при ликвидации пожаров преимущественно на промышленных и других большеобъемных строениях с арочными перекрытиями и несущими элементами колонного типа, обеспечение сохранности не обладающих огнестойкостью конструктивных несущих элементов и оборудования.

Задача решается тем, что в способе автоматического пожаротушения в помещениях и сооружениях, включающем подачу жидкости в зону очага пожара по сигналу от сети извещателей пожара в соответствии с координатами сработавших извещателей, согласно решению, жидкость подают в двух режимах - режиме пожаротушения и режиме охлаждения, при этом в последнем жидкость подают из отдельных гидравлических мониторов с задержкой во времени 30÷60 сек после начала подачи жидкости для пожаротушения по координатам расположения не обладающих огнестойкостью конструктивных несущих элементов и оборудования, а координаты расположения не обладающих огнестойкостью конструктивных несущих элементов и оборудования предварительно вводят в память электронного блока управления системой пожаротушения.

Задача решается также тем, что в автоматической системе пожаротушения в помещениях и сооружениях, включающей сеть извещателей пожара, устройства подачи огнетушащей жидкости и устройства подачи охлаждающей жидкости на несущие элементы и оборудование, согласно решению, устройства подачи охлаждающей жидкости выполнены в виде гидравлических мониторов со стволами, снабженными приводами вертикального и горизонтального наведения и электронным блоком управления с блоком памяти, предусматривающим последовательную подачу охлаждающей жидкости по координатам расположения опор несущих элементов и оборудования, а на подающих трубопроводах в зоне мониторов установлены датчики давления жидкости и насосы с возможностью корректировки давления поступающей на мониторы охлаждающей жидкости, при этом датчики давления установлены на трубопроводах между насосами и мониторами.

Отличительными признаками способа являются:

- жидкость подают в двух режимах - режиме пожаротушения и режиме охлаждения (что дополнительно позволяет охлаждать не обладающие огнестойкостью конструктивные несущие элементы и предотвратить обрушение кровли строения, предотвратить перегрев и необратимые термические деформации оборудования);

- в режиме охлаждения жидкость подают по координатам расположения не обладающих огнестойкостью конструктивных несущих элементов и оборудования (что позволяет снизить ущерб от излишне пролитой воды при обеспечении сохранности);

- в режиме охлаждения жидкость подают из отдельных гидравлических мониторов (что обеспечивает надежность пожарной защиты);

- в режиме охлаждения жидкость подают с задержкой во времени 30÷60 сек после начала подачи жидкости для пожаротушения (что позволяет снизить ущерб от излишне пролитой воды, а в отдельных случаях при быстрой ликвидации возгорания не запускать систему охлаждения вовсе);

- координаты расположения не обладающих огнестойкостью конструктивных несущих элементов и оборудования предварительно вводят в память электронного блока управления системой пожаротушения (что позволяет снизить ущерб от излишне пролитой воды при обеспечении сохранности и повысить надежность пожарной защиты);

Отличительными признаками системы для реализации способа являются:

- устройства подачи охлаждающей жидкости выполнены в виде гидравлических мониторов со стволами, снабженными приводами вертикального и горизонтального наведения и электронным блоком управления с блоком памяти, предусматривающим последовательную подачу охлаждающей жидкости по координатам расположения конструктивных несущих элементов и оборудования (что обеспечивает эффективное охлаждение за счет точности и адресности подачи охлаждающей жидкости и предотвращает нанесение значительного материального ущерба от обрушения кровли и излишне пролитой жидкости, предотвращает перегрев не обладающих огнестойкостью конструктивных несущих элементов и оборудования);

- на подающих трубопроводах в зоне мониторов установлены датчики давления огнетушащей жидкости и насосы с возможностью корректировки давления поступающей на мониторы огнетушащей жидкости (что обеспечивает условия стабильности давления при его падении в напорной магистрали и соблюдения точности подачи охлаждающей жидкости по заданным координатам);

- датчики давления установлены на трубопроводах между насосами и мониторами (что повышает надежность и стабильность работы системы).

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию «новизна».

Сравнение заявляемого решения с аналогами и другими известными решениями не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Изобретение иллюстрируется чертежом, где представлены автоматическая система ликвидации пожара, совмещенная со схемой расположения последней на объекте.

Система включает сеть извещателей пожара 1...-6, гидромониторы пожаротушения 7, 8, соединенные подводящими трубопроводами 9, 10 с напорной магистралью 11, гидромониторы охлаждения 12, 13, соединенные подводящими трубопроводами 14, 15 с напорной магистралью, датчики давления 16, 17, насосы 18, 19, электронные блоки управления системой пожаротушения 20, 21, скоммутированые с пожароизвещателями, гидромониторами, датчиками давления и насосами. Автоматическая система ликвидации пожара расположена в производственном цехе с металлическими арочными перекрытиями 22, 23, 24, опирающимися на металлические опорные колонны 25, 26, 27, и выполнена с возможностью охраны от пожара не обладающего огнестойкостью оборудования 28, 29, 30.

Работа системы показана на примерах реализации заявленного способа по нескольким вариантам.

Примеры реализации способа.

Пример 1.

Координаты расположения не обладающих огнестойкостью конструктивных несущих элементов 22-27 и оборудования 28, 29, 30 предварительно вводят в память электронных блоков 20, 21 управления системой пожаротушения. При возгорании на участке между металлическими колоннами 26 и 27 срабатывают пожароизвещатели 4, 6 с подачей сигнала на электронный блок управления 21, который дает команду на включение гидромонитора пожаротушения 8, соединенного через подводящий трубопровод 10 с напорной магистралью 11. При сохранении сигнала наличия горения от пожароизвещателей 4, 6 через 60 секунд блок управления 21 дает команду на включение гидромонитора охлаждения 13 с подачей охлаждающей жидкости по заданным координатам металлических колонн 26, 27, металлических арочных перекрытие 23, 24 и оборудования 29, 30. Для полного соответствия подачи охлаждающей жидкости координатам нахождения охлаждаемых объектов необходимо стабильное давление на входе в гидромонитор 13, в противном случае, например при падении давления, струя охлаждающей жидкости не достигнет объекта или частично выполнит охлаждение.

При падении давления датчик давления 17 подает сигнал на блок управления 21, который включает насос 19 и тем самым стабилизирует давление на входе в гидромонитор 13. После прекращения подачи сигналов от пожароизвещателей 4, 6 блок управления 21 дает команду на срабатывание электрогидравлического клапана с отключением подачи охлаждающей жидкости с последующим отключением гидромонитора пожаротушения 8.

Пример 2.

При возгорании на участке между металлическими колоннами 25 и 26 срабатывают пожароизвещатели 1, 2, 3 с подачей сигнала на электронный блок управления 20, который дает команду на включение гидромонитора пожаротушения 7, соединенного через подводящий трубопровод 9 с напорной магистралью 11. Через 15 секунд пожароизвещатели прекращают подавать сигналы наличия огня, вследствие чего блок управления 20 не дает команды на включение в работу гидромонитора охлаждения 12, что исключает ущерб от излишне пролитой воды на конструктивные элементы.

Пример 3.

При возгорании непосредственно под перекрытием 23, срабатывают пожароизвещатели 1, 3, 4, 5 с подачей сигнала на электронные блоки управления 20, 21, которые дают команды на включение гидромониторов пожаротушения 7, 8. При сохранении сигнала наличия горения от пожароизвещателей 1, 3, 4, 5 через 30 секунд блоки управления 20, 21 дают команду на включение гидромониторов охлаждения 13 с подачей охлаждающей жидкости по заранее заданным координатам металлической колонны 26, металлического арочного перекрытия 23 и оборудования 28, 29. При этом датчики давления 16, 17 подают сигналы на блоки управления 20, 21, которые включают насосы 18, 19, обеспечивая стабилизацию давления на входах в гидромониторы 12, 13. После прекращения подачи сигналов от пожароизвещателей отключение гидромониторов производится аналогично примеру 1.

Способ автоматического пожаротушения и автоматическая система для его реализации обеспечивают снижение материального ущерба от последствий пожаров, в том числе от излишне пролитой воды при ликвидации пожаров преимущественно на промышленных и других большеобъемных строениях с арочными перекрытиями и несущими элементами колонного типа, обеспечение сохранности не обладающих огнестойкостью конструктивных несущих элементов и оборудования.

1. Способ автоматического пожаротушения в помещениях и сооружениях, включающий подачу жидкости в зону очага пожара по сигналу от сети извещателей пожара в соответствии с координатами сработавших извещателей, отличающийся тем, что жидкость подают в двух режимах - режиме пожаротушения и режиме охлаждения, при этом в последнем жидкость подают по координатам расположения не обладающих огнестойкостью конструктивных несущих элементов и оборудования.

2. Способ автоматического пожаротушения по п.1, отличающийся тем, что в режиме охлаждения жидкость подают из отдельных гидравлических мониторов с задержкой во времени 30-60 с после начала подачи жидкости для пожаротушения.

3. Способ автоматического пожаротушения по п.1, отличающийся тем, что координаты расположения не обладающих огнестойкостью конструктивных несущих элементов и оборудования предварительно вводят в память электронного блока управления системой пожаротушения.

4. Автоматическая система пожаротушения в помещениях и сооружениях, включающая сеть извещателей пожара, устройства подачи огнетушащей жидкости и устройства подачи охлаждающей жидкости на конструктивные несущие элементы и оборудование, отличающаяся тем, что устройства подачи охлаждающей жидкости выполнены в виде гидравлических мониторов со стволами, снабженными приводами вертикального и горизонтального наведения и электронным блоком управления с блоком памяти, предусматривающим последовательную подачу охлаждающей жидкости по координатам расположения конструктивных несущих элементов и оборудования, а на подающих трубопроводах в зоне мониторов установлены датчики давления жидкости и насосы с возможностью корректировки давления поступающей на мониторы охлаждающей жидкости.

5. Автоматическая система ликвидации пожара по п.4, отличающаяся тем, что датчики давления установлены на трубопроводах между насосами и мониторами.