RU2041724C1 - Automatic installation for extinguishing fire by using nitrogen - Google Patents

Abstract

FIELD: fire-fighting engineering. SUBSTANCE: device has compressed nitrogen cylinders, reducer, electric control valves, filling pipeline, gas outlet, forced flow evaporator, isothermic vessel, hollow tubes joined by means of the electric control valves, pipelines with gasifier device connected with distribution network and outlet nozzles. Fire detectors are connected to the control unit. Pressure transducer is mounted in pressure pipeline and connected to the control unit. EFFECT: reliable fire protection service system. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области противопожарной техники, в частности к установкам тушения пожаров инертными газами. The invention relates to the field of fire fighting equipment, in particular to fire extinguishing inert gas installations.

Установка азотного пожаротушения является основным элементом активной противопожарной защиты пожароопасных объектов с наличием материальных ценностей. Известна установка азотного пожаротушения, содержащая систему обнаружения пожара и блок управления установкой, баллоны с находящимся под высоким давлением газообразным азотом, систему подачи и распределения огнетушащего газа. Установка азотного пожаротушения работает в дежурном режиме автоматического обнаружения пожара и его тушения, поэтому основным требованием к установке является надежная противопожарная защита объекта. Installation of nitrogen fire extinguishing is the main element of active fire protection of fire hazardous facilities with the presence of material values. Known installation of nitrogen fire extinguishing, containing a fire detection system and control unit, cylinders with high-pressure gaseous nitrogen, a system for supplying and distributing fire extinguishing gas. The nitrogen fire extinguishing installation operates in the standby mode of automatic fire detection and extinguishing, therefore, the main requirement for the installation is reliable fire protection of the facility.

Недостаток известной установки возможность полной или частичной утечки газообразного азота, находящегося под высоким давлением, через неплотности соединений запорно-пусковой арматуры. Даже частичная утечка огнетушащего газа из баллонов снижает надежность противопожарной защиты объекта и в случае пожара может привести к значительному материальному ущербу. A disadvantage of the known installation is the possibility of complete or partial leakage of gaseous nitrogen, which is under high pressure, through leaks in the connections of shut-off and starting valves. Even partial leakage of extinguishing gas from cylinders reduces the reliability of the fire protection of the facility and in case of fire can lead to significant material damage.

Известна автоматическая установка азотного пожаротушения, выбранная в качестве прототипа, содержащая систему обнаружения пожара и блок управления установкой, изотермическую емкость с заправочным трубопроводом, систему наддува изотермической емкости, газификатор, которые соединены между собой трубопроводами с электроуправляемыми клапанами. Known automatic nitrogen fire extinguishing installation, selected as a prototype, containing a fire detection system and a control unit, an isothermal tank with a filling pipe, an isothermal tank pressurization system, a gasifier, which are interconnected by pipelines with electrically controlled valves.

Недостаток известной установки низкая надежность противопожарной защиты объекта вследствие отсутствия в конструкции установки 100% запаса огнетушащего газа, необходимого в случае повторного воспламенения в помещении защищаемого объекта после израсходования запаса огнетушащего газа, а также требуемого в соответствии с основным документом проектирования установок пожаротушения СНиП 2.04.09-84 п.3.3. К недостаткам конструкции данной установки относится и большой объем технических работ, связанных с заправкой изотермической емкости сжиженным азотом после ее опорожнения. Например, после срабатывания установки и опорожнения емкости температура ее повышается с величины температуры криогенной жидкости (-196^оС) до температуры окружающей среды. Поэтому, перед заполнением изотермической емкости необходимо снизить ее температуру до температуры криогенной жидкости ("захолодить" емкость). Для этого требуется дополнительное количество криогенной жидкости. Эти работы требуют значительных затрат времени, в течение которого на защищаемом от пожара объекте отсутствует надежная противопожарная защита и любое загорание может привести к материальному ущеpбу.A disadvantage of the known installation is the low reliability of the fire protection of the facility due to the lack of a 100% supply of fire extinguishing gas in the design of the installation, which is necessary in case of re-ignition of the protected object after the exhaustion of the fire extinguishing gas, as well as required in accordance with the main design document for fire extinguishing systems SNiP 2.04.09- 84 p. 3.3. The design flaws of this installation include a large amount of technical work related to refueling an isothermal tank with liquefied nitrogen after emptying it. For example, after switching installation and discharge capacity rises with the temperature value of the temperature of the cryogenic liquid (-196 ° ^C) to ambient temperature. Therefore, before filling the isothermal tank, it is necessary to lower its temperature to the temperature of the cryogenic liquid (“cool” the tank). This requires an additional amount of cryogenic fluid. These works require a significant investment of time, during which the object protected from the fire is not provided with reliable fire protection and any ignition can lead to material damage.

Цель изобретения повышение надежности противопожарной защиты объекта путем создания 100% запаса огнетушащего вещества в конструкции установки и сокращения времени на ее заправку огнетушащим веществом. The purpose of the invention is to increase the reliability of fire protection of the object by creating a 100% supply of fire extinguishing substance in the design of the installation and reducing the time for filling it with a fire extinguishing substance.

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции автоматической установки азотного пожаротушения, содержащей систему обнаружения пожара и блок управления установкой, изотермическую емкость с заправочным трубопроводом, систему наддува изотермической емкости, газификатор, которые соединены между собой трубопроводами с электроуправляемыми клапанами, в геометрической середине днища изотермической емкости установлены две полые трубки различной высоты, соединенные с газификатором посредством электроуправляемых клапанов. Свободные торцы трубок выполнены высотой, составляющей 0,55 и 0,1 величины высоты уровня жидкости в изотермической емкости. This goal is achieved by the fact that in the known design of an automatic nitrogen fire extinguishing installation comprising a fire detection system and an installation control unit, an isothermal tank with a filling pipe, an isothermal tank pressurization system, a gasifier, which are interconnected by pipelines with electrically controlled valves, in the geometric middle of the bottom of the isothermal two hollow tubes of various heights are installed in the tank, connected to the gasifier by means of electrically controlled valves. The free ends of the tubes are made with a height of 0.55 and 0.1 of the height of the liquid level in the isothermal tank.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая автоматическая установка азотного пожаротушения отличается тем, что в центре днища изотермической емкости установлены две полые трубки одна высотой 0,55 высоты уровня жидкости, другая 0,1 соответственно, причем обе трубки соединены через электроуправляемые клапаны с газификатором. Таким образом, заявляемая установка соответствует критерию "новизна". Comparative analysis with the prototype shows that the inventive automatic nitrogen fire extinguishing installation is characterized in that in the center of the bottom of the isothermal tank two hollow tubes are installed, one with a height of 0.55 times the height of the liquid level and the other 0.1, respectively, both of which are connected through electrically operated valves to a gasifier. Thus, the claimed installation meets the criterion of "novelty."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow us to identify in them the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences".

На чертеже представлена автоматическая установка азотного пожаротушения. The drawing shows an automatic installation of nitrogen fire extinguishing.

Установка содержит баллоны 1 со сжатым азотом, редуктор 2, электроуправляемый клапан 3, заправочный трубопровод 4, газосброс 5, испаритель 6 наддува, изотермическую емкость 7, полые трубки 8 и 9, соединенные через электроуправляемые клапаны 10 и 11 и трубопроводы 12 с газификатором 13. Газификатор 13 через электроуправляемый клапан 14 соединен с распределительной сетью 15 и выпускными насадками 16. Для обнаружения пожара используются пожарные извещатели 17, соединенные с блоком 18 управления, передающем импульс на открытие клапанов 3, 10, 11, 14, датчик 19 давления, установленный на напорном трубопроводе и связанный с блоком 18 управления. The installation contains cylinders 1 with compressed nitrogen, a gearbox 2, an electrically controlled valve 3, a refueling pipe 4, a gas discharge 5, a boost evaporator 6, an isothermal tank 7, hollow tubes 8 and 9 connected through electrically operated valves 10 and 11 and pipelines 12 with a gasifier 13. The gasifier 13 through an electrically controlled valve 14 is connected to the distribution network 15 and the exhaust nozzles 16. To detect a fire, fire detectors 17 are used, connected to a control unit 18 that transmits a pulse to open the valves 3, 10, 11, 14, a 19-gauge eniya mounted on the flowline and associated control unit 18.

Работает установка пожаротушения следующим образом. The fire extinguishing installation works as follows.

При пожаре в защищаемом помещении срабатывает пожарный извещатель 17, импульс от которого поступает на блок 18 управления, фиксирующий пожар и подающий сигнал на открытие клапанов 3, 11, 14. Сжатый азот из баллонов 1 через редуктор 2 поступает в изотермическую емкость 7 и выдавливает жидкий азот через трубку 9, клапан 11, трубопроводы 12 в испаритель-газификатор 13. Вытеснение жидкого азота может осуществляться от собственного испарителя наддува 6. Далее огнетушащий газ через клапан 14, распределительную сеть 15 поступает в защищаемое помещение через выпускные насадки 16. Уровень жидкости в изотермической емкости 7 под давлением газообразного азота опускается до уровня свободного торца трубки 9. Давление в емкости падает и блок 18 управления по изменению показаний датчика 19 давления формирует сигнал на закрытие клапанов 3, 11, 14. Установка снова готова к работе. На пожаротушение израсходовано 45% от общего количества находящегося в емкости огнетушащего вещества, что составляет расчетную для защищаемого объема величину. Эквивалентное количество огнетушащего вещества, т.е. тоже 45% от общего количества будет израсходовано из емкости при повторном использовании установки, что составит 100% от расчетного огнетушащего количества. Остаток огнетушащего вещества составит 10% от общего количества. При повторном воспламенении в защищаемом помещении блок управления формирует сигнал на открытие клапанов 10 и 14, и жидкий азот с помощью испарителя наддува вытесняется из емкости 7 до уровня свободного торца трубки 8 и подается в защищаемое помещение. Жидкий азот можно вытеснить из емкости 7, установив дополнительную секцию баллонов 1. Вытесненный азот является по величине 100% запасом огнетушащего газа для защищаемого помещения. Далее по снижению давления в емкости и трубопроводах блок 18 управления формирует сигнал на закрытие клапанов 10 и 14. Температура в изотермической емкости остается равной по величине температуре криогенной жидкости за счет 10% остаточного запаса жидкого азота в емкости 7, образованного высотой трубки 8 от уровня днища емкости, что позволяет существенно сократить время заполнения емкости 7 за счет исключения работ по подготовке емкости к заполнению. Заполнение емкости может производится в любое время через заправочный трубопровод 4 без дополнительных работ. In case of fire in the protected room, a fire detector 17 is triggered, the pulse from which is supplied to the control unit 18, which detects the fire and sends a signal to open the valves 3, 11, 14. Compressed nitrogen from the cylinders 1 through the reducer 2 enters the isothermal tank 7 and squeezes out liquid nitrogen through the tube 9, valve 11, pipelines 12 into the evaporator-gasifier 13. The displacement of liquid nitrogen can be carried out from its own boost evaporator 6. Next, the extinguishing gas through valve 14, the distribution network 15 enters the protected room through exhaust nozzles 16. The liquid level in the isothermal tank 7 under the pressure of nitrogen gas drops to the level of the free end of the tube 9. The pressure in the tank drops and the control unit 18 for changing the readings of the pressure sensor 19 generates a signal to close the valves 3, 11, 14. The installation is ready again to work. For fire extinguishing, 45% of the total amount of the extinguishing agent in the tank was used, which is the calculated value for the protected volume. Equivalent amount of extinguishing agent, i.e. 45% of the total amount will also be consumed from the tank when the unit is reused, which will be 100% of the estimated extinguishing amount. The remainder of the extinguishing agent will be 10% of the total. When re-ignition in the protected room, the control unit generates a signal to open the valves 10 and 14, and liquid nitrogen is displaced from the tank 7 to the level of the free end of the tube 8 by means of a boost evaporator and is supplied to the protected room. Liquid nitrogen can be displaced from tank 7 by installing an additional section of cylinders 1. Displaced nitrogen is the largest 100% supply of extinguishing gas for the protected room. Further, to reduce the pressure in the tank and pipelines, the control unit 18 generates a signal to close the valves 10 and 14. The temperature in the isothermal tank remains equal to the temperature of the cryogenic liquid due to 10% of the residual supply of liquid nitrogen in the tank 7 formed by the height of the tube 8 from the bottom level capacity, which can significantly reduce the time of filling the tank 7 due to the elimination of work on preparing the tank for filling. Filling the tank can be done at any time through the filling pipe 4 without additional work.

Выполнение в геометрической середине изотермической емкости двух полых трубок высотой 0,55 уровня жидкости и 0,1 соответственно позволит повысить надежность противопожарной защиты объекта за счет введения в конструкцию установки 100% запаса огнетушащего вещества и снижения времени восстановления установки до рабочего состояния. The implementation in the geometric middle of the isothermal capacity of two hollow tubes with a height of 0.55 liquid level and 0.1, respectively, will increase the reliability of fire protection of the object by introducing into the design of the installation 100% of the stock of fire extinguishing substance and reducing the time to restore the installation to working condition.

Claims (1)

АВТОМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА АЗОТНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ, содержащая датчики обнаружения пожара, подключенные к входу блока управления, изотермическую емкость с огнетушащим веществом и заправочным трубопроводом, систему наддува и газификатор, связанные с изотермической емкостью трубопроводами с электроуправляемыми клапанами, газификатор через электроуправляемый клапан соединен с распределительной сетью и выпускными насадками, электроуправляемые клапаны подключены к выходам блока управления, отличающаяся тем, что содержит датчик давления, подключенный к входу блока управления и установленный на напорном трубопроводе изотермической емкости, в центральной части днища которой расположены две полые трубы, одна из которых установлена в трубопроводе к газификатору, а другая соединена с газификатором посредством дополнительного трубопровода с электроуправляемым клапаном, подключенным к выходу блока управления, причем свободные торцы труб установлены на высоте, величина которой составляет 0,55 и 0,1 соответственно от высоты уровня огнетушащего вещества. AUTOMATIC NITROGEN FIRE FIGHTING INSTALLATION, containing fire detection sensors connected to the control unit input, an isothermal container with a fire extinguishing agent and a filling pipe, a pressurization system and a gasifier, connected to an isothermal tank with pipelines with electrically controlled valves, a gasifier through electrically controlled valves , electrically controlled valves connected to the outputs of the control unit, characterized in that it contains a pressure sensor connected to the input of the control unit and installed on the pressure pipe of an isothermal tank, in the central part of the bottom of which are two hollow pipes, one of which is installed in the pipeline to the gasifier, and the other is connected to the gasifier by means of an additional pipeline with an electrically controlled valve connected to the output of the control unit moreover, the free ends of the pipes are installed at a height of 0.55 and 0.1, respectively, from the height of the level of the extinguishing agent.

Images