устройство для тушения подземных пожаров

Формула изобретения

Устройство для тушения подземных пожаров, включающее цилиндрический корпус с конфузором, смесительную камеру с диффузором и сообщенный со смесительной камерой приемный бункер, отличающееся тем, что на входной части цилиндрического корпуса установлен магазин с обоймой пиротехнических газогенераторов, направленных внутрь полости цилиндрического корпуса, в которой установлены кольцевой коллектор и группа сообщенных с ним и открытых с одного конца прямолинейных теплообменных трубок, направленных вдоль цилиндрического корпуса, а на внешней стороне цилиндрического корпуса выполнен спиральный испаритель криогенной жидкости, сообщенный с кольцевым коллектором, при этом цилиндрический корпус посредством конфузора сообщен со смесительной камерой огнетушительных и ингибирующих компонентов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для тушения и профилактики подземных пожаров в угольных шахтах.

Известно устройство для профилактики и тушения эндогенных пожаров, включающее цилиндрический корпус с конфузором, смесительную камеру с диффузором и сообщенный со смесительной камерой приемный бункер (авт.свид. СССР N 1579123, кл. Е 21 F 5/00, 1987).

Известно также устройство для тушения подземных пожаров, содержащее цилиндрический корпус, конфузор, смесительную камеру с бункером для огнегасительного порошка и диффузор (амт. свид. СССР N 962654, кл. Е 21 F 5/00, 1982).

Недостаток известных устройств состоит в том, что для их работы необходим сторонний источник энергии для создания газового потока через смесительную камеру. Иными словами, чтобы привести данные устройства в действие надо использовать либо энергию сжатого газа от компрессорной станции, либо подводить посредством кабеля электрическую энергию для работы вентилятора. Однако сделать это в условиях подземного пожара не всегда возможно. Кроме того, в газовом потоке создаваемом вентилятором достаточно высока концентрация кислорода, т.к. используется атмосфера горной выработки, что приводит к снижению эффективности тушения возгораний.

Цель изобретения повышение эффективности тушения подземных пожаров за счет использования автономных источников сжатого газа.

Цель достигается тем, что устройство для тушения подземных пожаров, выполненное в виде цилиндрического корпуса с конфузором, смесительной камерой с диффузором и приемным бункером, имеет на выходной части цилиндрического корпуса магазин с обоймой пиротехнических газогенераторов, направленных внутрь полости цилиндрического корпуса. Кроме того, в полости цилиндрического корпуса установлен кольцевой коллектор и группа сообщенных с ним и открытых со свободного конца прямолинейных теплообменных трубок, направленных вдоль цилиндрического корпуса по ходу газового потока. При этом на внешней стороне цилиндрического корпуса выполнен спиральный испаритель криопродукта (жидкого азота), сообщенный с кольцевым (тороидальным) коллектором, а цилиндрический корпус посредством конфузора сообщен со смесительной камерой.

Использование предлагаемого устройства позволяет обеспечить не только автономность его работы, но и увеличить дальность подачи огнетушащего порошка. Это становится возможным за счет дополнительного парциального давления, создаваемого вводимым в поток газообразным азотом, который образуется при газификации жидкого криопродукта путем утилизации тепловой энергии, выделяющейся во время горения пиротехнических газогенераторов.

На чертеже показано устройство для тушения подземных пожаров, частичный разрез.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с конфузором 2, смесительную камеру 3 с диффузором 4, приемный бункер 5 и магазин 6 с обоймой 7 пиротехнических газогенераторов 8. На внешней поверхности цилиндрического корпуса 1 с возможностью теплового контакта с ним размещен спиральный испаритель 9, который сообщен выходным концом с кольцевым (тороидальным) коллектором 10, а входом через регулирующий вентиль 11 и трубопровод 12 с емкостью жидкого азота (не показан). На кольцевом коллекторе 10 закреплена группа сообщенных с ним и открытых со свободного конца прямолинейных теплообменных трубок 13, которые ориентированы вдоль цилиндрического корпуса 1.

Устройство работает следующим образом.

При ликвидации очага пожара или осуществлении плановых профилактических мероприятий, устройство доставляют к месту проведения работ и подключают его посредством трубопровода 12 к емкости с жидким азотом (не показана). Низкотемпературную криогенную жидкость подают в спиральный испаритель 9. При этом массовый расход жидкого азота регулируют вентилем 11. Одновременно дистанционным поджигом запускают в работу один из патронов пиротехнических газогенераторов 8, закрепленных в обойме 7, которая в свою очередь размешена в магазине 6. Горение пиротехнического патрона сопровождается генерированием большого количества газа, который под давлением и с температурой около 800^oC устремляется в полость цилиндрического корпуса 1. Здесь температура газа снижается за счет передачи части тепловой энергии на газификацию жидкого азота в витках спирального испарителя 9 и в прямолинейных теплообменных трубках 13. Истекающий из трубок 13 газифицированный азот под давлением поступает в общий газовый поток, создаваемый пиротехническим патроном газогенератора 8, увеличивая тем самым его интенсивность движения и плотность. В конфузоре 2 скорость смешанного газового потока возрастает еще больше. Далее сжатый газовый поток поступает в смесительную камеру 3, где происходит вспушивание и ожижение огнетушащего порошка, всасываемого за счет эжекции из приемного бункера 5, куда порошок периодически засыпают по мере его расходования. Образующаяся в смесительной камере 3 газопорошковая смесь через диффузор 4 выбрасывается в виде аэрозольного факела на очаг пожара или транспортируется по магистральному трубопроводу 14 на профилактическую обработку выработанного пространства, например, через обсадную скважину, пробуренную с поверхности. При работе устройства патроны пиротехнических газогенераторов 8, по мере выгорания, автоматически поджигаются один за другим до тех пор вся обойма 7 не будет израсходована. Затем, в случае необходимости, обойму 7 вынимают из магазина 6 и вставляют другую заранее заправленную новыми пиропатронами. При этом регулирование температуры газового потока осуществляют увеличением или уменьшением, посредством вентиля 11, массового расхода жидкого азота в испаритель 9 и трубки 13. С увеличением расхода криогенной жидкости температура газового потока снижается и наоборот. Температуру газового потока регулируют таким образом, чтобы обеспечить необходимую дальность выброса пылегазовой струи из устройства и одновременно сохранить огнетушащие свойства порошка, предотвратив его преждевременное химическое разложение от действия высокой температуры.

Предложенное устройство дает возможность использования для образования порошковой аэрозоля инертную с высоким ингибирующим действием газовую среду и тем самым резко повысить огнетушащие свойства подаваемого на очаг пожара пылегазового облака. Кроме того, увеличивается дальность подачи (транспортирования) огнетушащего порошка и автономность работы всего устройства, что очень важно в условиях подземного пожара при отключенной электроэнергии и отсутствующей или разрушенной пневматической магистрали (при подземных условиях или по скважине, пробуренной с поверхности).