Водовакуумная и водовоздушная установка автоматического пожаротушения

ВОДОВАКУУМНАЯ И ВОДОВОЗДУШНАЯ УСТАНОВКА АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ Область техники, к которой относится изобретение - противопожарная техника, пожарная безопасность. Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Установка автоматического пожаротушения, содержащая соединенные по потоку водоисточник, насосыводопитатели, рабочий и резервный, и подводящий кольцевой трубопровод, две или три спринклерных, две или три дренчерных питательно-распределительных побудительных секции с побудителями-оросителями с водовоздушным или водовакуумным наполнением,две или три секции от одного узла управления, включающего в себя клапан сигнальный и клапаны водовакуумный пусковой (КВВП) и водовоздушного побудителя ускорителя(КВВПУ). В дополнение к существующим с конца 19 века традиционным водовоздушным установкам автоматического пожаротушения (инерционным), а также установкам начала 21 века(коньюкционным и преакционным) заявляются не традиционные не инерционные водовакуумные,которые отличаются от обычных опережающим временем начала пожаротушения по отношению к нормативному времени распространения пожара. Установки автоматически, последовательно или параллельно, включают рабочий и резервный насосы, что повышает их технический ресурс,и трхсекционный узел управления, обеспечивая увеличение более чем в два раза нормативное автоматическое пожаротушение при расширении очага пожара на нормативной площади. Обеспечена стопроцентная помехозащищенность от ложных включений и от гидравлических ударов. Область техники, к которой относится изобретение - противопожарная техника, автоматическая пожарная защита (АПЗ). Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Назначение: пожаротушение автоматическое. Водовакуумные установки аналогов не имеют. Водовоздушные - ближайшие аналоги спринклерные и дренчерные установки пожаротушения (АПЗ), автор Иванов Е.Н. Автоматическая пожарная защита. М., Стройиздат, 1980, с. 47-49 [1], содержащие соединенные по потоку водоисточник, насосводопитатель и подводящий трубопровод, спринклерную или дренчерную водовоздушную питательнораспределительную с побудителями-оросителями односекционную магистраль, отходящую от одного узла управления. Такие установки выполняются по техническим требованиям строительных норм Республики Беларусь "Пожарная автоматика СНБ 2.02.05-04" Минск 2005 [2] и норм Госпожнадзора Республики Беларусь "Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Узлы управления. Общие технические требования. Методы испытаний. НПБ 41-2001". Минск 2003 [3] и ГОСТ Р 51052-2002 Российская Федерация [4]. Заявляемые устройства имеют техническую взаимосвязь в получении помехозащищенных, безинерционных водовакуумных и водовоздушных установок пожаротушения, образующих единый изобретательский замысел. По выше приведенным нормативам автоматического пожаротушения, отечественным и всем без исключений зарубежным аналогам, установлены технические признаки и требования только по водовоздушным установкам в которых каждая секция спринклерной УАП должна иметь один самостоятельный узел управления; имеются не соответствия в нормативных требованиях; не исключают (п 5. 46 [2]) ложных сигналов и ложных срабатываний УАП, рекомендованной НПБ 41-2001 для этой цели, камерой задержки (приложение 1 [3]), а только сводят их к минимуму вероятному, а не исключению; не регламентированы требования п.9 [3] - предохранительные устройства, отсутствуют в Разделе Y[3] - комплектующее оборудование для этой цели. В ГОСТ Р 51052-2002 нет регламента - предохранительные устройства (только камера задержки ложных включений); не регламентированы типы устройств, предотвращающих повышение давления в УП свыше 1 МПа(п.5.36 [2]), а гидроудары, присущие установкам пожаротушения, обойдены молчанием ( пп.12.1 м.п. и 12.5 [2]); по критерию быстродействия: нормативная инерционность 180 с - за счет заполнения питательнораспределительной секции воздухом и связанного с этим нормативным ограничением объема питательно-распределительной секции не более 3 м 3. Выше изложенные признаки - нормативное требование односекционности с ограничениями объема секции, не однозначно и недостаточно регламентированные нормативные требования помехозащищенности установок и несовершенство быстродействия УАП ставят задачу усовершенствования традиционного автоматического пожаротушения и создания новых, не традиционных: эффективных и экономичных водовакуумных систем автоматического пожаротушения. Поставленная задача в установке автоматического пожаротушения, содержащей соединенные по потоку водоисточник, насосы-водопитатели, рабочий и резервный, подводящий кольцевой трубопровод,побудительно-пусковую магистраль и спринклерную питательно-распределительную секцию, а также узел управления, включающий в себя клапан сигнальный, питающая полость которого соединена с дренажной линией, байпасной линией питания, линией контроля и сработки, питательно-распределительной секции с побудителями-оросителями спринклерной системы, причем линии снабжены соответствующими вентилями и ручной задвижкой, отличающейся тем, что она дополнительно снабжена дренчерной системой с пневмо-гидро-вакуумной линией срабатывания со своими побудителями, закольцованных с побудительно-пусковой магистралью спринклерной питательно-распределительной секции, заполненными воздухом или вакуумом, а также питательно-распределительным трубопроводом дренчерной сухотрубной системы с соответствующими оросителями, причем клапан сигнальный выполнен с первой и второй питающими полостями, при этом линия питания дренчерной системы подключена к второй питающей полости клапана. Предпочтительно байпасную линию питания снабжать клапаном предохрангительным системным(КП) и в водовакуумной установке побудительно-пусковую магистраль - клапаном водовакуумным пусковым (КВВП), а в водовоздушной установке побудительно-пусковаую магитстраль - клапаном водовоздушным побудителем ускорителем (КВВПУ). 1. Создание нетрадиционных трхсекционных, от одного узла управления за счт использования клапана сигнального по Евразийскому патенту на изобретение 013858, выполненного для объектов категории А и Б из высокопрочного чугуна и для объектов категории В, Г, Д из высокопрочного полипропилена, в водовакуумных безинерционных УАП, с контролем вакуумом рабочего состояния питательно-распределительных, выполненных из соответствующих узлам управления материалам, секций спринклерных и побудительных линий дренчерных установок автоматического пожаротушения, не име-1 024110 ющих нормативного и конструктивного ограничения объема секций, - обеспечивающих с заявляемым клапаном водовакуумиым пусковым (КВВП) время сработки 10 с - это время выхода насоса на проектную подачу ОТВ (вместо заполнения секций объемом не более 3 м 3 воздухом под давлением, снижая тем самым эффективность и экономичность существующих АУП, создавая источник инерционности - задержку водоподачи и начала пожаротушения на 180 с для выпуска из питающей секции воздуха прямо в зону горения). 2. Трехсекционная от одного узла управления, выполненного из материала по п.1 быстродействующая установка традиционного (водовоздушного) автоматического пожаротушения за счет использования клапана водовоздушного побудителя-ускорителя КВВПУ, выполненного, например, как клапан сигнальный [по 4 - Патент РБ на полезную модель 4980 и 6 - Евразийский патент 13858], спаренного с акселератором и клапаном воздушно-пусковым-КВП. 3. Выполнение требований СНБ 202.05-04 по критериям: после заполнения установки огнетушащим веществом исключать ложные срабатывания. не допускать превышения нормативного давления в системе и выполнять требование нового свойства - исключение гидравлических ударов во всех точках установки автоматического пожаротушения, все это одним устройством - клапаном предохранительным системным - К.П. выполненным, например, как в [7 -Заявка на изобретение а 20090510]. Проектанту системы автоматического пожаротушения объекта предоставляется выбор вида: водовоздушная или водовакуумная выполненная из металла или поли пропилена с учтом не только классификации по категорийности помещений, но и уменьшения капитальных затрат на создаваемый взамен воздушного, вакуумный 300-400 мм.рт.ст. контроль технического состояния питательно распределительных секций и сверхбыстродействия установки пожаротушения. Применение одной трехсекционной водовакуумной или водовоздушной установки пожаротушения отличается от обычного проектирования тем, что в установке функции трех узлов управления выполняются одним узлом управления, оснащенного клапаном проектирования, тем, что в байпасную линию питания узла управления установки включен клапан предохранительный системный (КП). Применение заявляемых клапанов, КВВПУ и КВВП отличается от обычного проектирования тем,что начало пуска установки авоматического пожаротушения сократится со 180 до 10 с максимум. На фиг. 1 схематично, с условно совмещенным видом, показаны заявленные помехозащищенные: быстродействующая водовоздушная и безинерционная водовакуумная, двухсекционная от одного узла управления спринклерно-дренчерная установка пожаротушения, на фиг. 2 - клапан водовоздушный побудитель ускоритель КВВПУ, на фиг. 4 - клапан водовакуумный побудитель - КВВП в составе соответствующих узлов управлений установок пожаротушения, на фиг. 3 - клапан предохранительный системный (КП) в составе узла управления в динамике, подтверждающие работоспособность изобретений с достижением заявленного технического замысла. Заявленная водовакуумная (водовоздушная) установка, показанная на фиг. 1, включает в себя соединенные по потоку водоисточник 1, насосы-водопитатели (рабочий 2 и резервный 2 а), подводящий кольцевой трубопровод 3 с ручной задвижкой 29, вакуумную ( или компрессорную) установку (на фиг. 1 не показаны), побудительную линию от вакуум-насоса с клапаном водовакуумным пусковым (КВВП) 10 или от компрессора с клапаном КВВПУ (взамен 10), спринклерную распределительную магистраль 4 с побудителями-оросителями 5, а также очерченный пунктиром узел управления 6, включающий в себя клапан сигнальный 7. В данном примере клапан сигнальный 7 выполнен с двумя питающими полостями 8 и 9. Возможность реализации трхсекционного клапана раскрыта в (5), (6). Питающая полость 8, также и 9, соединена с дренажной линией Д, байпасной линией питания, с клапаном предохранительным от гидроударов 12 и с линией 13 контроля и сработки спринклерной системы. Вторая питающая полость 9 соединена с распределительным трубопроводом 14 дренчерной системы, снабженным соответствующими оросителями 15 и запорным электромагнитным клапаном (ЗЭ)19. Дренчерная система включает в себя виды пуска гидро, пневмо или вакуум, электропуски по линии срабатывания 17 со своими побудителями пуска (на фиг. 1 гидропуск) 18 и электроконтактным манометром ЭКМ 2 20. Давление ОТВ в системе контролирует линия 30 с ЭКМ 1 31. В целом такая установка автоматического пожаротушения действует следующим образом. Побудитель 18, находящийся у взрывоопасного очага защищаемого объекта, в результате взрыва и воспламенения легковоспламеняющейся жидкости расплавится. Из этого побудителя 18 на линии срабатывания 17 начнет вытекать огнетушащее вещество, снижая при этом давление на седло 25 запорного механизма. Рабочее давление дежурного режима автоматического водопитателя 24 обеспечит вскрытие затвора 28, подачу огнетушащего вещества в систему пожаротушения и сигнально-пусковую линию 26 на включение датчиков СДУ 27 и насоса основного водопитателя 2. При вскрытии побудителя 18 в линии срабатывания дренчерной системы и падения в ней давления ЭКМ 2 вскроет ЗЭ 19 и сухотрубная линия 14 заполнится огнетушащим веществом. Вскроется затвор,включатся насосы и образуется дренчерный поток пожаротушения. Вторая магистраль 4 от полости 8 находится в дежурном режиме до тех пор, пока нет очага пожара. При единовременном или порознь вскрытии пожаром побудителя 18 и побудителей-оросителей 5 распределительных магистралей полостей 8 и 9, соединнные устройства 10 и 20 обеспечат безинерци-2 024110 онное включение установки водовакуумного или водовоздушного автоматического пожаротушения и в спринклерном режиме одновременно или порознь с дренчерным. В случаях распространения пожаров в спринклерных секциях за нормативный предел площади тушения пожара происходит снижение давления до полного отказа установки. При реализации технических результатов действуют конструктивные признаки выводящие УП за расчетный предел тушения очага пожара, а так же конструктивный эффект, дополнительно увеличивается за счет повышения ресурса огнетушащей способности насосов с двусторонним подводом воды к колесу и в односторонних с последовательным или параллельным включением основного 2 и резервного 2 а насосов к подающему кольцевому трубопроводу 3 (вариант а). При последовательном подсоединении к рабочему насосу резервного насоса водоподача равна расходу одного насоса, а давление водоподачи удваивается (вариант а). При параллельном включении обоих насосов водоподача в подводящий трубопровод 3 поступает с нормативным расходом и повышенным напором в подающих трубопроводах (вариант б). В обоих случаях при работе одной из двух секций одного узла управления нормативная площадь пожаротушения увеличится ориентировочно в 4 раза, а при работе обоих секций примерно в 2 раза. Управление включениями и переключениями (а) и (б) насосов осуществляется автоматикой узла управления, предотвращая спад давления в секциях воздействием на ТХК - трехходовый кран. Работа и полученный технический результат с тремя питающими полостями, водовакуумной или водовоздушной установки, аналогичны описанному примеру. Технико-экономический результат использования в АУП клапана предохранительного (КП), представленного на фиг. 3 как единый, многофункциональный, самонастраивающийся, самодействующий,малогабаритный предохранитель, контролирующий работоспособность всей установки автоматического пожаротушения, предотвращая все одиночные и групповые гидравлические воздействия, приводящие АУП в аварийное состояние. Работа КП: система заполняется по байпасной линии из Б 1 в Б 2 и Р 1 через штуцерные отверстия 50 в подающую полость 59 и трубопровод 52 с отверстиями 51 и 53 в мембранную полость 54 и минуя клапан 55 заполняет полость 56, из которой через отверстие 57 и 58 заполняется вся установка до восстановления равновесия давления в полостях 54, 56 и 59 при любых рабочих давлениях от 0,12 до 1,2 МПа. При повышении или скачке давления в подающем трубопроводе мембранный механизм перекроет водопоток через нормально открытый клапан 55, вскроет нормально закрытый клапан 60 и через отверстия 53, 51 и 61 сбросит в дренаж скачок высокого давления, после чего клапан 60 автоматически закроется и автоматически вернет все в равновесие, любое, предусмотренное проектом. Из выше сказанного суть изобретения: клапан предохранительный представляет собой сблокированные элементы конструкции клапана сигнального (малогабаритного) с запорным, золотниковым, органом стандатизированного клапана предохранительного, работающих от единого мембранного механизма. Показанным на фиг. 2 и 4 КВВПУ и КВВП с указанными движениями рабочих сред и расчетами действующих сил на мембраны и золотники, датся описание. КВВПУ имеет три сблокированных устройства: миниклапана сигнального, акселератора в виде отверстий d=8 мм в корпусе миниклапана и клапана воздушно пускового - КВП, реагирующих на изменения в побудительной линии, каждое по своему назначению - мини клапан сигнальный - вскрытие 2 с акселератор - мгновенно и клапан КВП - 5 с на включение насосов - вс по нормативам; КВВП - это реконструированный КВП, у которого: надмембранная полость соединена с атмосферой, подмембранная, с вакуум побудительной линией. Совокупность особых существенных признаков, логически связанных и обоснованных законами гидравлики, воплощены в устройства по назначению: специалисту в области техники пожаротушения,для идентификации, очевидно, что заявленные установки автоматического пожаротушения полностью выполняют функции двух и трех питательно-распределительных секций от одного узла управления, защищенных от первичного и повторных гидроударов и ложных срабатываний, оснащенных более совершенным водовоздушным или водовакуумным ускорителем срабатывания установок пожаротушения, чем переполненные ускорителями принудительного быстродействия Бийские коньюкционные секции или"ТИКО ПРЕАКШИОН" системы, в сравнении с заявленной водовакуумной или водовоздушной. В результате следующие свойства заявленного устройства превышают уровень обычного проектирования. 1. Выполнение одной установкой функций двух и трех установок автоматического пожаротушения и соответственное увеличение расчетного норматива защищаемой площади одной установкой. 2. Выполнение нового вида автоматического пожаротушения спринклерно-дренчерного, представленного на фиг. 1, на основе усовершенствованных устройств, входящих в узел управления. 3. Выполнение безинерционного автоматического пожаротушения за счет применения водовакуумных питательно-распределительных секций не связанных с нормативными размерами объема секций в установках. 4. Полная помехозащищнность от одиночных и групповых ложных гидравлических воздействий,приводящих установку в аварийное состояние. 5. Усовершенствование устройств различных функциональных назначений: клапана сигнального, акселератора и водопускателя путм их блокирования для создания клапана водовоздушного пускателя ускорителя (КВВПУ),реконструированный клапан воздушнопусковой (КВП), в клапан двойного назначения водовакуумный, водовоздушный пускатель (КВВП) для мгновенного пуска водовакуумной установки пожаротушения на объектах категории А и Б. 6. Сокращение площадей станций пожаротушения для размещения узлов управления. 7. Снижение материалоемкости узлов управления, магистральных кольцевых и тупиковых трубопроводов на станциях пожаротушения. 8. Заявленное устройство превышает современный уровень техники по эффективности, экономичности и безопасности (5), (6), (7) в области автоматического пожаротушения и впервые обеспечивает реализацию новых особых свойств на основе исполнения технического замысла. При проектировании заявленных установок автоматического пожаротушения помехозащищенных,спринклерно-дренчерного вида пожаротушения обеспечивается полное, без изменений и дополнений применение нормативной базы и методики расчета УП по СНБ 2.02.05-04 - Пожарная автоматика 121. Источники информации 1. Иванов Е.Н. Автоматическая пожарная защита. Москва. Стройиздат, 1980,с. 47-49. 2. Строительные нормы РБ "Пожарная автоматика" СНБ 2.02.05-04. 3. Нормы Государственного пожарного надзора Республики Беларусь "Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Узлы управления. Общие технические требования. Методы испытаний" НПБ 41-2001. 4. ГОСТ Р 51052-2002. 5. Клапан сигнальный (варианты). Патент РБ на полезную модель 4980, публ. от 28.02.2009 г. 6. Клапан сигнальный (варианты) Патент ЕАПО на изобретение 013858 публ. от 30.08.2010 г. 7. Клапан предохранительный системный заявка на изобретение вх.а 20090510, дата поступл. 10.04.2009 г. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Установка автоматического пожаротушения, содержащая соединенные по потоку водоисточник,насосы-водопитатели, рабочий и резервный, подводящий кольцевой трубопровод, побудительнопусковую магистраль и спринклерную питательно-распределительную секцию с конструктивным размером объема, а также узел управления, включающий в себя клапан сигнальный, питающая полость которого соединена с дренажной линией, байпасной линией питания, линией контроля и сработки, питательно-распределительной секцией с побудителями-оросителями спринклерной системы, причем линии снабжены соответствующими вентилями и ручной задвижкой, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена дренчерной системой с пневмо-гидро-вакуумной линией срабатывания со своими побудителями, закольцованными с побудительно-пусковой магистралью спринклерной питательнораспределительной секции, заполненными вакуумом, а также питательно-распределительным трубопроводом дренчерной сухотрубной системы с соответствующими оросителями, причем клапан сигнальный выполнен с первой и второй питающими полостями, при этом линия питания дренчерной системы подключена ко второй питающей полости клапана. 2. Установка автоматического пожаротушения по п.1, отличающаяся тем, что побудительнопусковая магистраль заполнена воздухом с нормативным размером объема секций. 3. Установка автоматического пожаротушения по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что байпасная линия питания снабжена клапаном предохранительным системным. 4. Установка автоматического пожаротушения по п.1, отличающаяся тем, что побудительнопусковая магистраль снабжена клапаном КВВП. 5. Установка автоматического пожаротушения по п.2, отличающаяся тем, что побудительнопусковая магистраль снабжена клапаном КВВПУ.