устройство для тушения пожара и очистки газовой среды от дыма и токсичных газов внутри герметичного помещения

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА И ОЧИСТКИ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ ОТ ДЫМА И ТОКСИЧНЫХ ГАЗОВ ВНУТРИ ГЕРМЕТИЧНОГО ПОМЕЩЕНИЯ, содержащее газоочистительный агрегат с фильтром очистки газов от токсичных и взрывоопасных продуктов горения, охладитель и катализатор доокисления окиси углерода до двуокиси, а также нагнетательный, откачивающий газоводы и вентилятор, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик устройства за счет повышения его мобильности, оно снабжено тележкой, имеющей по периметру уплотнения, перекрывающие подплатформенное пространство, газоочистительный агрегат размещен на платформе тележки, вход и выход вентилятора выполнены в виде тройников, при этом один из штуцеров тройника на входе в вентилятор сообщен с выходом газоочистительного агрегата, а один из штуцеров на выходе из вентилятора сообщен с подплатформенным пространством.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет увеличения ресурса катализатора доокисления, оно снабжено установленным перед катализатором нагревателем газа с озонатором и обводным трубопроводом, сообщающим подогреватель и охладитель.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пожарной технике и может быть использовано для тушения пожара внутри герметичного помещения, например в метрополитенах, на подводных лодках, батискафах и др.

В качестве прототипа принято устройство, которое имеет присоединенную к эластичной оболочке камеру с клапанами, селективными для азота мембранами и коммуникациями, газоочистительный агрегат со средствами жидкостной промывки и подачи жидкости, фильтрами.

В "горящем" помещении размещают эластичную оболочку, заполняют продуктами горения, подают из нее азот, очищают газы в агрегате и подают в помещение.

Недостатки прототипа: большие размеры оболочки для подачи требуемого количества азота с целью разбавить атмосферу, что увеличивает вес, размеры и ухудшает эксплуатационные характеристики устройства; быстрая выработка ресурса и засорение силикагелевого поглотителя и гопкалитового наполнителя дымовыми газами, поэтому необходимость увеличения их количества, что увеличивает вес и размеры и ухудшает мобильность устройства.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик устройства за счет повышения его мобильности.

Указанная цель достигается тем, что устройство для тушения пожара и очистки газовой среды от дыма и токсичных газов внутри герметичного помещения, содержащее газоочистительный агрегат с фильтром очистки газов от токсичных и взрывоопасных продуктов горения, охладитель и катализатор доокисления окиси углерода до двуокиси, а также нагнетательный, откачивающий газоводы и вентилятор, снабжено тележкой, имеющей по периметpу уплотнения, перекрывающие подплатформенное пространство, газоочистительный агрегат размещен на платформе тележки, вход и выход вентилятора выполнены в виде тройников, при этом один из штуцеров тройника на входе в вентилятор сообщен с выходом газоочистительного агрегата, а один из штуцеров на выходе из вентилятора сообщен с подплатформенным пространством. Кроме того, устройство снабжено установленным перед катализатором нагревателем газа с озонатором и обводным трубопроводом, сообщающим подогреватель и охладитель.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что устройство, содержащее газоочистительный агрегат с фильтром очистки газов от токсичных и взрывоопасных продуктов горения, охладитель и катализатор доокисления окиси углерода до двуокиси, а также нагнетательный, откачивающий газоводы и вентилятор, отличается тем, что оно снабжено тележкой, имеющей по периметру уплотнения, перекрывающие подплатформенное пространство, газоочистительный агрегат размещен на платформе тележки, вход и выход вентилятора выполнены в виде тройников, при этом один из штуцеров тройника на входе в вентилятор сообщен с выходом газоочистительного агрегата, а один из штуцеров на выходе из вентилятора сообщен с подплатформенным пространством. Кроме того, устройство снабжено установленным перед катализатором нагревателем газа с озонатором и обводным трубопроводом, сообщающим подогреватель и охладитель.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение изобретения с другими техническими решениями в данной и смежных отраслях техники показало следующее. Промышленные устройства для очистки газов используют мокрую, химическую, электроочистку, фильтрацию через пористые материалы, в стационарном исполнении, имеют большие размеры и вес, нетранспортабельны. Пористые средства не удаляют из газа токсичные и взрывоопасные продукты, забиваются дымом, средства электроочистки громоздки, дороги, опасны в условиях тушения пожаров водой и пеной.

Передвижные средства тушения пожаров и удаления дыма, подачи ГСМ, средства нейтрализации и дегазации, поливочные машины неспособны очищать газовую среду в помещении, т.к. не имеют необходимых фильтров и катализаторов.

Осаждение дыма водяными струями неэффективно в помещениях больше 100 м³ из-за большого расхода жидкости, наличия неорошаемых зон и большого остаточного содержания окиси углерода.

Можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию "существенные отличия".

На фиг.1 представлена схема устройства, на фиг.2 - схема размещения контрольно-измерительных приборов.

Устройство (фиг. 1) содержит вентилятор 1 с откачивающим 2 и нагнетательным 3 газоводами и установленными на выходах тройниками 4,5, снабженными заслонками 6, 7, 8, 9, подключенный к электрораспределительному устройству 10 с силовым кабелем 11, управлением и контролем работы на выносном пульте 12, присоединяемом к устройству 1, гибким сигнальным кабелем 13.

Технологическая линия включает одно- или многоступенчатый фильтр 14 мокрой очистки газов от токсичных и взрывоопасных продуктов горения, электронагреватель 15 с заслонками 16, 17 и охладитель газов 18 с заслонками 19, 20, катализатор 21 доокисления окиси углерода до двуокиси с его обводной линией 22 и озонатор 23. Баллон 24 с кислородом (может транспортироваться отдельно от устройства) установлен на газоводе 2.

Насос 25 с емкостью 26, всасывающей трубой 27, напорным трубопроводом 28, сливными трубами 29 образуют систему водорастворообеспечения устройства и оборудованы необходимой запорной арматурой (на схеме не показана). Оборудование размещено на платформе 30 тележки 31 с колесами 32 и рукояткой управления 33. По периметру платформы закреплено уплотнение 34, перекрывающее подплатформенное пространство А. Управление работой заслонок 6-9, 16, 17, 19, 20 может быть ручным или с электроприводом (на фиг.1, 2 показано ручное управление).

Средства контроля работы устройства (фиг.2) включают:

- для вентилятора 1: сигнальная лампа "включен" и пусковая кнопка на пульте;

- на выходе из вентилятора в помещение: датчик температуры t₃ и датчик скорости газа V;

- на заслонках 6-9, 16, 17, 19, 20: концевые двухпозиционные выключатели b с сигнальными лампами на пульте;

- в фильтре 14: датчик температуры t₁ на входе и датчик давления P₁ на выходе из ответвления трубопровода 28 к фильтру;

- для электронагревателя 15: сигнальная лампа "включен" и пусковая кнопка на пульте, датчик температуры t₂ на выходе;

- в охладителе 18: датчик давления P₂ на выходе из ответвления трубы 28 к охладителю;

- в катализаторе 21: дифференциальный манометр Р для измерения потерь напора и сигнальные лампы на пульте;

- для озонатора 23: сигнальная лампа "включен" и пусковая кнопка на пульте;

- на баллоне 24: датчик давления P₃ и сигнальные лампы на пульте;

- для насоса 25: сигнальная лампа "включен" и пусковая кнопка на пульте.

На схеме фиг. 2 силовые кабели показаны сплошными линиями, проводники системы сигнализации и управления - пунктирными линиями.

Устройство работает следующим образом.

В дежурном положении устройство размещают в одном из помещений защищаемого объекта. При пожаре в одном из помещений вентилятор 1 подключается к внешнему источнику электроснабжения (не показан) при помощи распределительного устройства 10 с гибким силовым кабелем 11, который может размещаться на отдельной катушке. Закрывают заслонки 6, 8, открывают заслонки 7, 9 и, после проверки готовности устройства к работе, включают вентилятор, подавая воздух в подплатформенное пространство А по нагнетательному газоводу 3, и используют эффект "воздушной подушки" за счет избыточного давления воздуха в этом пространстве для повышения мобильности устройства при доставке его в помещение, где произошел пожар (при необходимости устройство устанавливают вблизи помещения, применяют дополнительные рукава для забора дыма и токсичных газов и подачи в помещение газов после обработки - на фиг.1 рукава не показаны). При необходимости перемещения на большие расстояния допускается последовательное подключение кабеля к соответственно размещенным электрораспределительным устройствам объекта. Движение воздуха, подаваемого вентилятором, показано на фиг.1 пунктирной линией.

После установки на рабочее место вентилятор выключают, открывают заслонки 6, 8, закрывают заслонки 7, 9 и включают режим предварительной очистки для удаления основной части дыма и токсичных газов (кроме окиси углеpода) в фильтре 14, электронагревателе 15 и охладителе 18. Поток газа направляют, минуя катализатор 21, по обводной линии 22, открыв заслонки 16, 19 и закрыв заслонки 17, 20. Движение газа при предварительной очистке показано на фиг. 1 точечной линией. Мокрую очистку газа осуществляют, например, при помощи водного раствора моно-триэтаноламина с глицерином и хлористой медью до содержания окиси углерода 0,18 об.%, других токсичных газов и дыма на 80-100%. В электронагревателе с высокотемпературными ТЭНами осуществляется частичное дожигание вредностей. Все это уменьшает нагрузку на катализатор, снабжаемый при необходимости осушительным патроном. Дополнительный эффект доокисления обеспечивает подача в поток газа озона озонатором 23. Работа в режиме предварительной очистки позволяет уменьшить содержание окиси углерода и, в основном, удалить другие токсичные газы и дым.

Для уменьшения содержания окиси углерода до допускаемых значений и удаления остатков других токсичных газов выполняют окончательную очистку газа. Эту работу проводят с открытыми заслонками 6, 8 и закрытыми заслонками 7, 9. Заслонки 16, 19 закрывают, заслонки 17, 20 открывают. Движение газа мимо обводной линии 22 через катализатор 21 показано на фиг.1 сплошной линией: поток газа после фильтра 14 и нагревателя 15 обрабатывается в катализаторе, охлаждается и подается вентилятором в помещение, благодаря чему осуществляется объемное тушение пожара охлажденным "инертным" газом с пониженным содержанием кислорода и без способных к горению окиси углерода и других токсичных газов. После тушения пожара дополнительно к очистке газа восстанавливают пригодность к дыханию газовой среды - добавляют в поток очищенного и охлажденного газа кислород до содержания 21 об.% из баллона 24.

Работа системы подачи раствора: насос 25 забирает раствор (или воду) из емкости 26 по всасывающей трубе 27 и подает его по напорному трубопроводу 28 в мокрый фильтр 14 и охладитель 18. Отработанный раствор по сливным трубам 29 сливается в емкость. При необходимости отработанный раствор заменяют свежим, например, путем замены емкостей с растворами либо с использованием резервных источников питания с дополнительными трубопроводами.

По окончании очистки газовой среды выключают нагреватель 15, озонатор 23, насос 25, закрывают заслонки 6, 8, открывают заслонки 7, 9, переводят этим вентилятор 1 в режим работы "воздушной подушки" с подачей воздуха в подплатформенное пространство А. Затем транспортируют устройство к месту постоянного размещения и выполняют операции по восстановлению готовности его к работе (замена раствора, катализатора и баллона с кислородом, чистка и промывка фильтров, охладителя и нагревателя, проверка оборудования и приборов).

Включение в действие, выключение и контроль работы устройства производят на пульте. Могут быть применены блокировки включения силовых потребителей, если не обеспечены необходимое расположение заслонок и заданный режим подачи раствора. При работе фиксируют (фиг.2): температуру газа на входе в устройство (t₁), на выходе из нагревателя (t₂), на выходе из вентилятора (t₃) скорость газа на выходе из вентилятора (V), давление раствора на выходе из трубопровода 28 (Р₁, Р₂) потери напора в катализаторе (Р), давление в кислородном баллоне (Р₃), наличие напряжения у потребителей 1, 15, 23, 25, правильность положения заслонок по показаниям сигнальных ламп, включаемых концевыми выключателями b.

Предлагаемое изобретение обеспечивает повышение мобильности устройства при транспортировке за счет использования вентилятора для создания "воздушной подушки", когда технологическая линия очистки не задействована, а при очистке за счет применения обводного трубопровода между нагревателем и охладителем обеспечивается более эффективное удаление токсичных газов и восстановление пригодной для дыхания газовой среды в герметичном помещении, что позволяет уменьшить требуемое количество катализатора. Это дает уменьшение веса и размеров устройства, обеспечивая дополнительное улучшение транспортабельности, имеющей важное значение в условиях тесной компановки подземных помещений и отсеков кораблей различного назначения.