Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

WO2024172693A1 - Пожарный поезд с автономным пожарным модулем контейнерного типа - Google Patents

Пожарный поезд с автономным пожарным модулем контейнерного типа Download PDF

Info

Publication number
WO2024172693A1
WO2024172693A1 PCT/RU2024/000046 RU2024000046W WO2024172693A1 WO 2024172693 A1 WO2024172693 A1 WO 2024172693A1 RU 2024000046 W RU2024000046 W RU 2024000046W WO 2024172693 A1 WO2024172693 A1 WO 2024172693A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fire
foam
water
container
extinguishing
Prior art date
Application number
PCT/RU2024/000046
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Геннадий Николаевич КУПРИН
Дмитрий Николаевич МОРОЗОВ
Пётр Валерьевич ОЛЕНИН
Валерий Петрович АКСЮТИН
Денис Геннадьевич КОРАБЛЕВ
Иван Петрович ЧЕЛНОКОВ
Андрей Иванович ЛИСИЦЫН
Андрей Александрович ШАРАПОВ
Original Assignee
Геннадий Николаевич КУПРИН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2023103341A external-priority patent/RU2804551C1/ru
Application filed by Геннадий Николаевич КУПРИН filed Critical Геннадий Николаевич КУПРИН
Publication of WO2024172693A1 publication Critical patent/WO2024172693A1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C27/00—Fire-fighting land vehicles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C31/00—Delivery of fire-extinguishing material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D15/00—Other railway vehicles, e.g. scaffold cars; Adaptations of vehicles for use on railways
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/02—Large containers rigid
    • B65D88/12—Large containers rigid specially adapted for transport

Definitions

  • the invention relates to fire-fighting equipment, in particular to fire-fighting equipment for a fire train, and can be used to extinguish fires, conduct emergency rescue operations on railway rolling stock and at stationary railway transport facilities, in eliminating the consequences of emergency situations with rolling railway trains transporting hazardous goods of hazard classes III-IV, in extinguishing fires and conducting emergency rescue operations at facilities not related to railway transport, but located near railways within the tactical and technical capabilities of the proposed fire-fighting equipment, in particular when conducting emergency rescue operations in areas of natural and man-made emergencies.
  • Hazardous goods are transported mainly by freight rolling stock of railway transport: in tank cars and freight cars [S. I. Borovik, M. N. Borovik, E. V. Demchenkov, D. A. Reznicenko. Features of extinguishing fires and eliminating accidents on railway transport. Chelyabinsk, Publishing Center of SUSU. 2017, pp. 27-32].
  • Fires on railway transport are particularly difficult to organize for fire protection units, due to the delay in introducing fire extinguishing agents until the physical and chemical properties of the cargo are determined and the contact network is disconnected.
  • the rate of fire spread along the rolling stock is on average 1.4 m/min.
  • the time of fire spread is no more than 20 minutes.
  • the floor in the car burns through.
  • the rate of fire growth in the first 10 minutes reaches 3.1 and 4 m2/min, and in the next 10-50 minutes 7 and 8 m2/min.
  • the spilled oil product spreads the fire not only to nearby trains, but also to neighboring warehouses, industrial buildings, and in some cases to buildings in the urban area.
  • LPG liquefied petroleum gases
  • Stationary railway transport facilities pose a significantly lower risk than mobile railway transport. Fires and accidents at these facilities are less labor-intensive to eliminate and are not fundamentally different from fires in administrative, industrial and warehouse buildings located within the boundaries of populated areas.
  • the required time for evacuation of passengers is 1.5-2 minutes before the main exits are blocked.
  • the heat flux density at a distance of 9-10 m reaches 10 kW/ m2 , which leads to the ignition of rolling stock and the combustion of solid flammable materials in gondola cars and on platforms located on adjacent tracks.
  • Fire extinguishing in rolling stock is usually complicated by: high fire load, explosion, fire and chemical hazard of transported large-tonnage cargo; accumulation of a large number of rolling stock with various cargoes on the railway tracks; rapid spread of fire inside freight cars and the spread of fire to adjacent cars, tanks, buildings and structures; spillage of flammable, combustible, poisonous and toxic liquids from tanks with the formation of gas-polluted zones in the adjacent territory; the presence of a threat to people in the burning and adjacent cars, production personnel and the population, the emergence of panic; the presence of a large number of tracks and the constant movement of trains and locomotives along them; limited approaches and approaches to the burning rolling stock and the complexity of laying hose lines; the absence or remoteness of water sources; air shock wave of explosions, the resulting cloud of fuel-air mixtures of LPG and flammable liquids, mechanical impact of tank fragments formed during the explosion [Krupenin, S. S. Development of the system and organization of work to ensure fire safety in railway transport / S
  • This Regulation contained a project for a fire train based on an American wagon.
  • the list of items, equipment, accessories and materials for this type of fire train A steam engine or motor pump, 2 water tanks with a total capacity of 1,500 buckets, 1,000 meters of fire hoses and other fire-fighting equipment were provided.
  • railway lines pass not only through populated areas, but also through forested, swampy and mountainous areas, where the movement of road transport is difficult and sometimes impossible.
  • Fire departments of the State Fire Service of the Russian Emergencies Ministry are located mainly in large populated areas. Their range is limited by the availability of well-maintained highways and dirt roads. And in winter - by the availability of snow removal equipment.
  • the LRZ NT fire and rescue train of the Swiss railway companies for work in tunnels is known, consisting of two sections - a fire extinguishing section and a section for the evacuation of people, the first section includes a car with fire extinguishing equipment and a tank car, the second section includes two rescue cars.
  • the first section has three fire-fighting systems: a water system with water supply to the fire monitor nozzle on the roof; a foam system with foam supply through hoses to the nozzle on the roof and a foam system with foam supply through hoses under pressure to a manual fire nozzle; monitor fire nozzles or hydraulic monitors are installed at both ends of the fire extinguishing section; to coordinate rescue operations in poor visibility conditions, the train has at least one thermal imaging camera mounted in the head of the train, which can be moved some distance from the train using an extended cable; Each train car has the ability to move independently on autonomous traction (“Fire and rescue train for work in tunnels of transalpine communications”, Railways of the World, 2007, No. 2, pp. 47-49).
  • the disadvantages of the LRZ NT fire and rescue train are: the presence of only one tank car in the train can provide fire extinguishing only for a short time (no more than 10 minutes) and in limited spaces, such as in tunnels, industrial premises and is not effective when extinguishing fires in large open spaces, such as forest fires, ignition of flammable materials requiring the supply of large volumes of water and other extinguishing materials; When extinguishing a fire using monitor nozzles in the lead car, dangerous situations may arise for the train's service personnel.
  • a fire train for fighting fires which includes a car with fire extinguishing equipment and firefighting personnel, on the roof of which there is a hatch, at least one vertical sliding lifting device on which a liquid spraying device is located; pumps (motor pumps) and pipelines for supplying liquid from a water source to the liquid spraying device, a diesel electric generator with fuel tanks and an isolated safe room for accommodating firefighting personnel and electronic equipment; the liquid spraying device contains a rotating water cannon controlled by a firefighter; the water source is a railway tank car or a natural reservoir; the car with the equipment is directly connected to a locomotive or to a tank car (US patent application No. 2010/0083868, class B61D 15/00, B05B 9/00, published 08.04 2010).
  • the disadvantages of the fire train according to US #2010/0083868 are: the location of the hatch for installing the rotating gun on the roof of the car with equipment in the area of work of fire personnel and electronic equipment, this significantly reduces its protection from smoke and combustion elements and the safety of the fire personnel, and also reduces the useful area of the car with equipment; the need for fire personnel to be at the rotating gun in an area of high temperature and smoke, this worsens the conditions and reduces the safety of their work; the lack of equipment for prompt and effective fire extinguishing in tunnels and industrial premises, as well as at large distances from the source of fire reduces the efficiency of using the fire train.
  • a pumping station car for a fire train which includes a railway car with a base mounted on running gear with wheels and couplings, pumps and pipelines for supplying liquid from at least one tank car to a device for spraying liquid with a rotating water cannon, an isolated safe room for accommodation of fire-fighting personnel and electronic equipment, a foam container, equipment for promptly extinguishing large fires, boiler rooms and a sanitary and hygienic block.
  • An entrance door is located on each side wall of the car.
  • a device for spraying liquid with a rotary water cannon is mounted on the tank car on the side of the fire source with manual or remote control of the fire extinguishing process from the operational control post of the car-pumping station or using hand fire nozzles.
  • a diesel electric generator, fuel tanks and racks for fire-fighting equipment are located under the floor of the car-pumping station.
  • the invention increases the efficiency of the car-pumping station and increases the safety of the service personnel [RU 2012110014/11 B61 D15/00, published 10.07.2013, Bulletin No. 19].
  • the disadvantages of the fire train pumping station car according to RU 2012110014 are limited functionality, relatively small range and power of the fire extinguishing agent jet, as well as insignificant water reserves, which limit the ability to extinguish large-scale fires.
  • the closest in technical essence and achievable technical result is a fire train, including at least one locomotive, a car with fire extinguishing equipment and fire personnel, with motor pumps and pipelines for supplying liquid from at least one liquid tank car to at least one device for extinguishing the fire and spraying liquid by means of a rotary water cannon.
  • the car with equipment contains an electric generator and an isolated safe room for accommodating fire personnel and electronic equipment, which, in order to increase safety and improve the working conditions of fire personnel and increase the efficiency of using the fire train, is additionally equipped with a platform for extinguishing fires in tunnels, industrial premises and at large distances from the source of the fire, containing a radio-controlled fire robot with provision for descent to the ground with a controlled movement drive for supplying water over large distances, a foam fire extinguishing module for promptly extinguishing the fire, a container for foam concentrate, a container with fire-fighting equipment and a floodlight mounted on a telescopic support with the ability to rotate through 360°; a device for extinguishing a fire and spraying liquid using a rotating water cannon is mounted on the upper surface of the tank car with controlled drives for rotating the rotating cannon in horizontal and vertical planes; the car with the equipment is additionally equipped with a tank with foam concentrate and an isolated safe room with equipment for automatic or remote control of the rotating water cannon
  • Known fire extinguishing means usually provide the formation and supply of only individual streams of water, sprayed water or foam only to certain, point places of fire, which is effective in extinguishing small fires in low-rise residential and industrial buildings in urban and rural settlements, in extinguishing small forest, road and other landscape fires.
  • This does not allow for controlled, rapid and uniform coverage of the entire area of large-scale fires with foam from remote distances, which, in turn, turn, significantly reduces the efficiency and speed of extinguishing large fires.
  • the technical problem (inventive task) that the claimed invention is aimed at solving consists in the need to prevent fires and explosions, reduce the intensity of combustion and extinguish fires, and then stop them by quickly forming and distributing water-air (air-mechanical) foam with a multiplicity of 30 + 10 over large areas of fires of flammable liquids, solid flammable materials, where to prevent fires and extinguish fires it is necessary to quickly cover the entire fire-hazardous area with a fire extinguishing agent, as well as cooling and/or fire protection of machinery, equipment, flammable and explosive materials, buildings and structures.
  • the technical result achieved by implementing and using the invention is an increase in the efficiency of fire extinguishing and accident response during the prompt suppression and extinguishing of major fires and the elimination of accidents on railways, as well as at stationary railway transport facilities remote from railway tracks, during emergency rescue operations and the elimination of the consequences of accidents and emergencies of natural and man-made origin on railways and at facilities, enterprises and organizations not related to railway transport, but located within the tactical and technical capabilities of the fire-fighting equipment of a fire train.
  • a characteristic feature of the water-foam fire extinguishing devices used in the autonomous fire module of the container type is the ability to generate and jointly supply under the pressure of contacting jets of air-mechanical hybrid foam and low-expansion air-mechanical foam to produce a single jet or jets of combined hybrid foam with an expansion of 30 + 10 with increased power and range, which, as has been proven by full-scale tests, are suitable for extinguishing virtually all types of flammable liquids (FL) and combustible liquids (CL), including liquefied hydrocarbon and natural gases (LPG and LNG), which, as is known, cannot be extinguished with water jets.
  • FL flammable liquids
  • CL combustible liquids
  • LPG and LNG liquefied hydrocarbon and natural gases
  • the fire train including at least one locomotive, at least one tank with fire extinguishing liquid and a railway platform with fire extinguishing means as a fire extinguishing means contains an autonomous fire module installed on the railway platform based on a container for cargo transportation with side external doors and end lifting gates, on the roof of which at least one water-foam fire extinguishing device is installed with the possibility of manual and/or remote control of turns in the vertical and horizontal planes and with the possibility of forming and jointly delivering under pressure contacting jets of air-mechanical hybrid foam with an expansion ratio of 25-50 and air-mechanical low-expansion foam with an expansion ratio of 5-10 with the possibility of obtaining a single jet of combined hybrid foam with an expansion ratio of 30 + 10 of increased power and range, and inside which are located a pump with a diesel or electric motor with the possibility of manual and/or remote control, at least one container for a foaming agent, a device for mixing water with a foam
  • the autonomous fire module in the fire train may contain two roof-mounted containers and water-foam fire extinguishing devices connected to pressure pipelines with the ability to supply multidirectional or co-directional (unidirectional) jets of combined air-mechanical hybrid foam of increased power and range under a pressure of 0.8 - 1.2 MPa at a distance of up to 100 - 140 m with a flow rate of 30 to 333 l/s of foam solution with a foam capacity of 30 + 10 up to 540,000 l/min.
  • the autonomous fire module in the fire train may contain video surveillance equipment and a remote control system for the operation of the pump and water-foam fire extinguishing devices, made with the possibility of manual control or remote control by means of radio signals and/or the Internet, a power supply and lighting system by means of batteries and/or an autonomous electric generator with manual and/or remote control, a ventilation and cooling system with manual and/or remote control, an additional container connected to it by communication, control and power supply lines, installed on the same or another platform with the possibility of placing in it personnel workstations, a video surveillance and remote control console, storage areas for personal protective equipment and first aid, manual fire extinguishing equipment and auxiliary and manual fire-fighting equipment and inventory, refrigeration and/or ventilation units and an electric generator.
  • video surveillance equipment and a remote control system for the operation of the pump and water-foam fire extinguishing devices, made with the possibility of manual control or remote control by means of radio signals and/or the Internet
  • a power supply and lighting system by means of batteries and/or an autonomous
  • the autonomous fire module contains a 40-foot container for cargo transportation of class ISO or a container of type 1AA (1A) according to GOST R53350-2009, the internal walls of which are heat-insulated with a layer of mineral wool and covered with metal panels, cabinets for placing standard fire-fighting equipment and inventory are installed inside the container, and on the roof of the container there are outdoor lighting floodlights with manual and remote control.
  • the device for mixing water with a foaming agent in an autonomous fire module is designed with the ability to prepare a 3-6% aqueous solution of foaming agent and feed it into pressure pipelines.
  • the autonomous fire module is manufactured with the ability to connect and use additional fire extinguishing means in the form of additional fire modules and/or robotic devices with auxiliary gas, aerosol, powder and/or solid foam fire extinguishing devices based on structured silica particles with the ability to jointly operate, control and use them during emergency rescue operations and extinguishing fires, contains an additional container connected to it by communication, control and power supply lines, installed on the same or another platform with the ability to accommodate in it personnel workstations, a video surveillance and remote control console, storage areas for personal protective equipment and emergency medical care, manual fire extinguishing means and auxiliary and manual fire equipment and inventory, refrigeration and/or ventilation units and an electric generator. It is manufactured with the ability to be transported by transporting standard containers for cargo transportation.
  • This set of general and specific essential features of the invention allows to significantly increase the efficiency of fire extinguishing and liquidation of accidents when using the proposed fire train with an autonomous container-type fire module during the prompt suppression and extinguishing of major fires and accidents on railways, as well as at stationary railway transport facilities remote from railway tracks, during emergency rescue operations and the liquidation of the consequences of emergency situations and natural and man-made emergencies on railways and at facilities, enterprises and organizations not related to railway transport, but located within the tactical and technical capabilities of the fire-fighting equipment of the fire train, which has been practically proven during full-scale tests of an experimental industrial model of the fire train in the Russian Railways system.
  • Fig. 1, 2 and 3 respectively show sections of the prototype of an autonomous fire module as part of a fire train in vertical and horizontal planes and its view from above.
  • Fig. 4 and 5 show photos of the general appearance of an autonomous container-type fire module on a railway platform as part of a fire train.
  • Fig. 6 photo of a diesel pump unit with a diesel engine, a centrifugal pump and shut-off and control valves on the suction and discharge pipes of the centrifugal pump.
  • Fig. 7 - a photo of a modified water-foam fire extinguishing device with remote control of the UKTP "Purga 100" type, installed on the roof of a container, manufactured by the applicant, NPO "SOPOT” LLC, with the ability to remotely control turns in the vertical and horizontal planes and with the ability to form and simultaneously feed under the pressure of contacting jets of air-mechanical hybrid foam and low-expansion air-mechanical foam to obtain a single jet of combined hybrid foam with a multiplicity of 20-40 and a range of up to 100 m.
  • FIG. 8 and 9 - a photo of an additional water-foam fire extinguishing system installed on the roof of the container, type UKTP "Purga 100" and UKTP “Purga 300", manufactured by the applicant OOO NPO "SOPOT" with remote control with the possibility of controlled rotation in the vertical and horizontal planes and with the possibility of forming and delivering jets of combined air-mechanical hybrid foam under pressure with a multiplicity of 20-40 at a distance of up to 140 m.
  • Fig. 10 photo of an ejector device for mixing water with a foaming agent with remote control.
  • FIG. 11 photo of containers with foaming agent.
  • Fig. 12 photo of devices for winding/unwinding and storing fire hoses in reels with the ability to move inside the container using a rail turnbuckle.
  • Fig. 13 photo of an element of the original water drainage unit, designed with the possibility of its connection with the upper part to the suction-drainage part of the water supply pipeline system to the centrifugal pump and connection with the side parts to the water supply hoses from the fire train water tanks or from external water supply sources.
  • Fig. 14 is a photo of the water drainage unit of the suction and drainage part of the pipeline system when connected to a water supply hose from a fire train water tank or from an external water supply source.
  • Fig. 15 photo of the manual control panels for the device for mixing water with a foaming agent and the power supply system and the main and emergency lighting in the closed state.
  • Fig. 16 photo of the manual control panels for the device for mixing water with a foaming agent and the power supply system and the main and emergency lighting in the open state.
  • Fig. 17 and 18 show photos of full-scale tests of the operation of a prototype of an autonomous container-type fire module as part of a fire train.
  • the characteristic distinctive features and capabilities of the proposed fire train with an autonomous container-type fire module are: the ability of the autonomous fire module to immediately start working and provide the supply of jets of combined air-mechanical hybrid foam with a multiplicity of 20-40 under pressure with an experimentally proven increased range of jets up to 100-140 m and a practically proven increase of two to three times in the extinguishing speed compared to traditional and known means of fighting large-scale fires of flammable liquids (FL), combustible liquids (CL) and liquefied hydrocarbon gases (LCG); the possibility of simultaneous use of several manually and remotely controlled water-foam fire extinguishing devices with the possibility of controlled rotation in the vertical and horizontal planes and the possibility of forming and delivering under pressure several multidirectional or co-directional jets of combined air-mechanical hybrid foam, allowing for effective extinguishing of various types of fires of various flammable and explosive and fire hazardous materials; the possibility of connecting fire extinguishing equipment to a tank car or to several tank cars with water as part of
  • the container-type autonomous fire module used in the proposed fire train is mainly manufactured on the basis of a standard cargo container (1), for example, type 1AA (1A) according to GOST R 53350-2009 or a 40-foot container according to the ISO system, the internal walls of which are insulated with heat-insulating material (mineral wool) and covered with metal panels.
  • a standard cargo container (1) for example, type 1AA (1A) according to GOST R 53350-2009 or a 40-foot container according to the ISO system, the internal walls of which are insulated with heat-insulating material (mineral wool) and covered with metal panels.
  • the UKTP “Purga” (4) can be lowered and fixed on the side of the end wall of the container (Fig. 1).
  • the operator moves the UKTP “Purga” into the vertical working position using the handle (31) of the lifting mechanism (24), which is moved in pendulum movements along the container (1).
  • At least one more water-foam fire extinguishing device (5) communicating with the pressure pipeline (21) can also be additionally installed on the upper surface of the container (1), for example in the form of a combined fire extinguishing system (5), for example type UKTP "Purga 30", or UKTP “Purga 80" (Fig. 1, 3, 8) manufactured by the applicant LLC "NPO "SOPOT” with remote control with the possibility of controlled rotation in the vertical and horizontal planes and with the possibility of forming and delivering jets of combined air-mechanical hybrid foam under pressure.
  • a combined fire extinguishing system (5) for example type UKTP "Purga 30", or UKTP “Purga 80" (Fig. 1, 3, 8) manufactured by the applicant LLC "NPO "SOPOT” with remote control with the possibility of controlled rotation in the vertical and horizontal planes and with the possibility of forming and delivering jets of combined air-mechanical hybrid foam under pressure.
  • Pressure pipelines for supplying fire extinguishing liquid (water or aqueous foam solution) 32 can be located either outside on the roof of the container (Fig. 1, 3) or inside under the roof of the container (not shown in the drawings).
  • the container (1) contains (in the presented design version): a diesel pump unit (2) (Fig. 1, 2, 6), for example, type AN720/120SC consisting of a diesel engine - DC965A10-95 Cadoppi with a capacity of 315 kW (428 hp), a centrifugal pump CS-M200 520 ⁇ SCANIA, providing the supply of fire extinguishing liquid (water or an aqueous solution of a foaming agent) into the pipeline system under a pressure of 0.8 - 1.2 MPa with an adjustable capacity of up to 200 l/s (720 m3/hour); at least one or more tanks for foaming agent (22) with a capacity of up to 1000 l each (Fig.
  • a diesel pump unit (2) for example, type AN720/120SC consisting of a diesel engine - DC965A10-95 Cadoppi with a capacity of 315 kW (428 hp)
  • a centrifugal pump CS-M200 520 ⁇ SCANIA providing the supply
  • FIG. 1 For example, in the form of hand-held nozzles of combined fire extinguishing units of the UKTP “Purga 5” and/or UKTP “Purga 7” type, or mobile combined fire extinguishing units of the UKTP “Purga-30” type manufactured by the applicant, NPO SOPOT LLC, connected to fire hoses; devices for winding and storing fire hoses in reels (23), made with the possibility of their movement inside the container and turning the reels with fire hoses by means of a turnbuckle 28 towards the required side door (7, 29) or end lifting gates (30) (Fig.
  • suction pipelines communicating with a centrifugal pump with end connections via hoses to tank cars with water and/or to external water supply sources.
  • the pipeline system contains an original water drainage unit, designed with the possibility of its connection with the upper part to the suction-drainage part of the pipeline system for supplying water to the centrifugal pump and with the possibility of connection with the side parts to the hoses for supplying water from the water tanks of the fire train or from external water supply sources.
  • the autonomous fire module is designed with the ability to supply water or an aqueous solution of foaming agent to third-party manual and robotic installations of various modifications and designs with an aqueous solution flow rate from 5 to 200 l/s and a medium-expansion foam capacity of up to 360,000 l/min.
  • Stationary combined fire extinguishing unit UKTP "Purga-100" with remote control, capacity 100 l/s provides a range of 100-140 m for jets of combined air-mechanical hybrid foam with a multiplicity of 30+10.
  • the auxiliary fire extinguishing device in the form of the combined fire installation UKTP "Purga" 40 which is part of the autonomous fire module (in the presented design version), has a capacity of 40 l/s; spray water supply range of 50 m; low and medium expansion foam supply range of 45-50 m.
  • the diameter of the discharge pipe is 200 mm
  • the autonomous fire module as part of the fire train according to the invention functions as follows:
  • the pipeline system is connected to a tank car or to tank cars with water or other external water sources, from where water is supplied through intake pipelines and a suction pipeline to the pump.
  • the starter from its own battery starts the diesel pump unit engine shown in the drawings or (not shown in the drawings) the electric motor of the pump is switched on by means of an electric generator.
  • the pump supplies water under pressure into pressure pipelines with shut-off and control valves and pressure gauges for pressure control and, passing through a foam mixer (a device for mixing foaming agent with water), it is supplied under pressure into pressure pipelines with connection pipes for water-foam fire extinguishing devices and fire hoses.
  • a foam mixer a device for mixing foaming agent with water
  • the foam mixer is switched on using the appropriate tap, when opened, the foaming agent is sucked from the foaming agent tanks into the pressure pipeline by means of ejection, producing an aqueous solution of the foaming agent of the required concentration.
  • water or an aqueous solution of foaming agent is directed through separate pressure pipelines to water-foam fire extinguishing devices located on the roof of the container and/or through connected fire hoses to manual fire extinguishing equipment.
  • Operation of individual equipment units is carried out in the usual manner in accordance with the operating instructions for the relevant equipment and systems by specially trained personnel.
  • units and systems in an autonomous fire module devices, equipment, remote control systems, video surveillance, power supply and lighting systems known and used in fire-fighting equipment can be used.
  • a characteristic feature of the invention is the ability to simultaneously generate and deliver under pressure several multidirectional or co-directional (unidirectional) jets of combined air-mechanical hybrid foam of increased power and range, allowing effective extinguishing of various types of fires and various flammable and explosive and fire hazardous materials with appropriate fire extinguishing liquids for the prompt suppression and extinguishing of major fires and accidents on railways and in tunnels, as well as at stationary railway transport facilities remote from railway tracks, conducting emergency rescue operations and elimination of the consequences of emergency situations and natural and man-made emergencies on railways and at facilities, enterprises and organizations not related to railway transport, but located within the tactical and technical capabilities of the fire-fighting equipment of a fire train.
  • various additional fire extinguishing means in the form of manual, mobile and portable fire extinguishing means and auxiliary and manual fire-fighting equipment can be connected and used in the fire extinguishing process by means of appropriate pipelines and fire hoses.
  • air-mechanical foam is the most effective and widely used fire extinguishing agent, which is a dispersed system consisting of cells - air (gas) bubbles, separated by liquid films containing a foaming agent [GOST R 50588-2012. Foaming agents for extinguishing fires. General technical requirements and testing methods].
  • the ratio of the volumes of the gas and liquid phases (per unit volume) of the foam determines its structure and properties. If the volume of the gas phase V r exceeds the volume of the liquid by no more than 10-20 times (low expansion foams), the foam cells filled with gas have a spherical shape. In such foams, the gas bubbles are surrounded by relatively thick liquid shells. Spherical foams are characterized by a high liquid content and, due to this,
  • the thickness of the liquid film separating the gas volumes decreases, and the gas cavity loses its spherical shape.
  • Medium expansion foams for which the VA/w ratio is several tens or even hundreds, have a multifaceted shape.
  • the shape of the polyhedrons can be different - triangular prisms, tetrahedrons, irregular parallelepipeds.
  • the spherical shape of the cells turns into a polyhedral one.
  • Polyhedral foams are distinguished by a low content of the liquid phase and are characterized by high stability. In such foams, individual bubbles are brought together and separated by thin "stretched elastic films".
  • the main physical and chemical properties of foam are: multiplicity - the ratio of the volume of foam to the volume of the foaming agent solution contained in the foam; dispersion - the degree of grinding of bubbles (size of bubbles); viscosity - the ability of foam to spread over a surface; stability - the ability of foam to resist the process of destruction [ibid.].
  • foams are divided into four groups: foam emulsions, K ⁇ 3; low-expansion foams, 3 ⁇ K ⁇ 20; medium-expansion foams, 20 ⁇ K ⁇ 200; high-expansion foams, K > 200 [Sharovarnikov A.F., Sharovarnikov S.A. Foaming agents and foams for fire extinguishing. Composition, properties, application. Moscow: Pozhnauka, 2005. - 335 p.].
  • the dispersion of foam is inversely proportional to the average diameter of bubbles.
  • the fire extinguishing properties of foam include: insulating action - preventing flammable vapors, gases or air from entering the combustion zone, causing the combustion to cease; cooling action - caused by the presence of a significant amount of liquid in the predominantly low expansion foam.
  • the cooling effect of the foam is due to the water released from the foam.
  • the isolating effect is due to the formation of a foam layer that prevents oxygen from reaching the fire zone, including: the separation effect, which consists of isolating the liquid from the vapor phase; the displacement effect, which causes the isolation of the combustible substance from the air; the blocking effect, in which the foam prevents the evaporation of the combustible liquid.
  • Low expansion foams (3 ⁇ K ⁇ 20), due to the significant amount of water in the interbubble partitions (in the Plateau-Gibbs channels), predominantly exhibit a cooling fire extinguishing effect, caused by the cooling effect of the foam itself and the water released from the foam.
  • low expansion foams can be supplied from greater distances compared to medium expansion foams, which significantly affects the safety of firefighting personnel in large-scale and explosive accidents involving liquefied gases.
  • a characteristic distinctive feature of the proposed technical solutions is the production and use of a combined hybrid water-air foam with an expansion factor of 20 to 40, obtained from hybrid foam as a result of turbulent shock-free mixing in the process of co-movement of jets of low-expansion air-mechanical foam with an expansion factor of 5 to 15 and jets of medium-expansion air-mechanical foam with an expansion factor of 25 to 70.
  • the structure of hybrid foam with an expansion factor of 20 to 40 obtained as a result of turbulent mixing in the process of co-movement of jets of low-expansion air-mechanical foam with an expansion factor of 5 to 15 and jets of medium-expansion air-mechanical foam with an expansion factor of 25 to 70 with water-air bubbles that are unique in their structure and fire-extinguishing properties, allows not only to better contain the high temperature of the flame without significant destruction of the volume of the hybrid foam itself, that is, to more effectively isolate the surface of the fire, but also to deliver a jet of hybrid foam to a significantly greater distances compared to medium expansion foam jets or combined low expansion and medium expansion foam jets.
  • the modernized PURGA installations developed by the applicant used for extinguishing fires, provide a soft and smooth supply of hybrid foam to the surface of the burning material at increased distances of up to 150 meters or more without a rough impact on the burning area, i.e. without mixing the upper layer of fuel with the foam layer.
  • the multiplicity of the combined air-mechanical hybrid foam obtained on the modernized PURGA installations developed by the applicant was from 20 to 40 or 30 ⁇ 10.
  • a synthetic hydrocarbon environmentally friendly foaming agent of the PO-6TS type of Russian manufacture was used.
  • the delivery range of the resulting combined air-mechanical hybrid foam was up to 140 m.
  • the modified devices developed by the applicant used can also be used for cooling and/or fire protection of buildings, structures, machinery, equipment, flammable and explosive materials and products, as well as fire and explosion prevention at the sites of accidents involving fire and explosive materials.
  • the modified fire extinguishing devices developed by the applicant ensure the creation of single jets combined water-air hybrid foam with an expansion rate from 20 to 40 with the possibility of their automated direction to the fire extinguishing and explosion and fire prevention zone and with the possibility of remote control of turning on/off the foam generators and turning the foam generators in the vertical and horizontal plane, which allows them to be effectively used for extinguishing large-scale fires of classes A and B with foam, as well as liquefied hydrocarbon and natural gases (LPG and LNG), and they are operational when using all types of domestic and foreign foaming agents with a concentration of 3 to 6% to obtain low and medium expansion foam
  • the devices used have a compact design, are easy to transport and connect to main pipelines for supplying water or an aqueous solution of foaming agent, and are equipped with standard quick-release connections to pressure pipelines, which makes it possible to use them together with other fire-fighting hydraulic systems and fire hoses.
  • the specificity of the problem solved by the invention is that, in all other variants of using air-mechanical and even chemical foams for the purpose of extinguishing fires of flammable liquids (FL) and combustible liquids (CL) and/or even protecting them from ignition, a very significant role, and in extinguishing fires of flammable liquids (CL) even a dominant role, is played by the process of cooling the surface of the burning liquid from its boiling temperature, to which its surface is heated already in the first 3-5 minutes of the fire, to a lower temperature (for the variant of extinguishing a fire of flammable liquids (CL), in general to a temperature below the flash point.
  • the temperature of the surface layer of the liquid is reduced to a temperature below its boiling point.
  • thermophysical picture of the thermal interaction of contacting media looks significantly different when air-mechanical foams are applied to the surface of the SG.
  • the temperature of air-mechanical foam rarely exceeds the range from +1 to +15°C. This means that the heat difference (thermal pressure) from the foam to LPG is about 30-40°C, and for LNG even 150-160°C. Therefore, the process of evaporation of liquefied combustible gas (LPG and LNG), due to the heat influx from the foam, when it is applied, does not decrease, but on the contrary, intensifies.
  • the process of preventing ignition (stopping) the process of passage of flammable gas vapors into the above-foam space, into the zone of possible combustion, is reduced to the processes of sorption, absorption, and retention of the flow of liquefied flammable gas vapors, which, according to the invention, can be provided by a foam layer of a certain composition, a certain thickness, and a certain structure.
  • the lower layers of the foam freeze, turning into a solid phase of a certain snow-like structure.
  • a porous ice substrate begins to form directly on the surface of the spill of liquefied flammable gas.
  • the physical and chemical nature of the foaming agent solution and the ratio of surface tension forces at the phase boundary, the density, porosity, gas permeability, thermal conductivity and buoyancy of the resulting snow-like layer of frozen foam under the protective layer of liquid foam depend.
  • the heat-insulating and gas-insulating properties of the layered “sandwich” on the surface of the spill of liquefied flammable gas depend most significantly on this: liquefied flammable gas vapor, an ice layer, a layer of frozen gas-saturated foam and a layer of liquid gas-saturated foam, or a layer of frozen gas-saturated foam and a layer of liquid gas-saturated foam.
  • a characteristic feature of the proposed invention is the formation and co-flow of contacting jets of air-mechanical hybrid foam and low-expansion air-mechanical foam, which have different physical-hydraulic and fire-extinguishing properties, namely, jets of low-expansion air-mechanical foam with a higher kinetic energy potential provide for a longer delivery of the combined hybrid foam, which, as shown in detail above, has significantly more effective fire-extinguishing properties.
  • the jets of low-expansion foam and hybrid foam are mixed without impact, producing a single jet of combined hybrid foam of increased power and range.
  • water-foam fire extinguishing devices used in the autonomous fire module of the container type of the fire train with the ability to form and deliver combined jets of air-mechanical hybrid foam under pressure provide a significant increase in the efficiency of fire extinguishing various large-scale fires of various flammable and explosive and fire hazardous materials.
  • the implementation of the present invention allows to increase the efficiency of fire and explosion prevention and extinguishing of large-scale emergency transport and emergency industrial fires by increasing the range, uniformity and softer distribution of combined water-air hybrid foam over the fire area, increasing the safety of the fire extinguishing process and fire and explosion prevention at particularly fire and explosion hazardous facilities and in the elimination of technological and transport accidents by preventing fires, explosions, reducing the intensity of combustion and extinguishing fires in the energy, transport, gas production, gas processing and chemical industries.
  • fire extinguishing agents in the form of combined water-foam jets is due to the need to ensure rapid fire extinguishing at particularly explosive and fire hazardous facilities associated with the rapid development of a fire and the transition of a fire from the initial stage of development in a matter of minutes to catastrophic fires with difficult to predict consequences.
  • a characteristic feature of the applied water-foam fire extinguishing devices is the ability to generate and deliver up to 140 m of jets of combined water-air hybrid foam, which, as proven by full-scale tests, are suitable for extinguishing almost all types of flammable liquids (FL) and combustible liquids (CL), including liquefied hydrocarbon and natural gases (LPG and LNG), which, as is known, cannot be extinguished with water jets.
  • FL flammable liquids
  • CL combustible liquids
  • LPG and LNG liquefied hydrocarbon and natural gases
  • Individual parts and units of the equipment of the claimed invention can be manufactured from materials commonly used in fire-fighting equipment, on conventional equipment using conventional technologies.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к пожарному поезду. Пожарный поезд включает локомотив, цистерну с водой и железнодорожную платформу с автономным пожарным модулем на основе контейнера для грузоперевозок с боковыми наружными дверьми и торцевыми подъемными воротами (30). На крыше контейнера установлено устройство (4) водопенного пожаротушения с возможностью формирования и совместной подачи под напором соприкасающихся струй воздушно-механической пены низкой кратности и воздушно¬ механической гибридной пены с получением единой комбинированной струи гибридной пены повышенной мощности и дальнобойности. Внутри контейнера расположены насос с двигателем, емкость (22) для пенообразователя, устройство смешения воды с пенообразователем, устройство (23) намотки/размотки и хранения пожарных рукавов в катушках с возможностью перемещения и поворота в сторону требуемой двери или ворот, система всасывающих и напорных трубопроводов огнетушащей жидкости с водосливным устройством и средствами быстросъемного присоединения/отсоединения шлангов подачи воды из вагонов-цистерн или внешних источников воды. Изобретение повышает эффективность пожаротушения и ликвидации аварий при оперативном купировании и тушении крупных пожаров.

Description

Пожарный поезд с автономным пожарным модулем контейнерного типа
Область техники
Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к противопожарному оборудованию пожарного поезда и может быть использовано для тушения пожаров, проведения аварийно-спасательных работ на железнодорожном подвижном составе и на стационарных объектах железнодорожного транспорта, при ликвидации последствий аварийных ситуаций с подвижными железнодорожными составами, перевозящим опасные грузы III-IV классов опасности, при ликвидации пожаров и проведении аварийно-спасательных работ на объектах не относящихся к железнодорожному транспорту, но находящихся вблизи железных дорог в пределах тактико-технических возможностей предлагаемого противопожарного оборудования, в частности при проведении аварийно-спасательных работ в зонах чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.
Уровень техники
Опасные грузы (пожаро-, взрывоопасные и химические вещества) перевозятся в основном грузовым подвижным составом железнодорожного транспорта: в вагонах-цистернах и грузовых вагонах [С. И. Боровик, М.Н. Боровик, Е.В. Демченков, Д.А. Резниченко. Особенности тушения пожаров и ликвидации аварий на железнодорожном транспорте. Челябинск, Издательский центр ЮУрГУ. 2017, стр 27-32].
Пожары на железнодорожном транспорте отличаются особой сложностью в организации действий подразделений пожарной охраны, обусловленной задержкой введения огнетушащих веществ до выяснения физико-химических свойств грузов и отключения контактной сети.
При пожаре скорость распространения огня вдоль подвижного состава в среднем составляет 1 ,4 м/мин. Время распространения огня - не более 20 мин. Через 30-40 мин пол в вагоне прогорает. Скорость роста площади пожара в первые 10 минут достигает 3,1 и 4 м2 /мин, а в последующие 10-50 минут 7 и 8 м2 /мин.
Взрыв железнодорожных цистерн с нефтепродуктами происходит, как правило, через 16-24 мин после начала воздействия на них открытого факела пламени. Высота факела пламени достигает 50 метров. Взрыв одной железнодорожной цистерны способствует увеличению площади пожара более1500 м2. Воздействие открытого пламени и высокой температуры на железнодорожные цистерны с ЛВЖ и ГЖ приводит к вспышке промасленного слоя на их поверхности. Наличие неплотностей и неисправностей запорной арматуры на цистернах с ЛВЖ и сжиженными углеводородными газами приводит к вспышке паров жидкости над горловинами цистерн, а также газов над избыточными клапанами.
Наиболее быстрое распространение огня происходит при разливе легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ) из железнодорожных цистерн в результате аварий, столкновений или крушений поездов.
Статистика пожаров на железнодорожных составах цистерн с ЛВЖ и ГЖ показывает, что площадь разлива жидкости из одной цистерны составляет 800-1400 м2 в зависимости от состояния и вида почвы, метеоусловий и рельефа местности, вследствие чего площадь пожара может достигать 10.000- 35.000 м2.
По разлитому нефтепродукту огонь распространяется не только на ближайшие поезда, но и на соседние складские, производственные здания, а в некоторых случаях на постройки городской зоны.
При попадании разлитого продукта в ливневую канализацию или сточные канавы огонь может распространиться на объекты, расположенные на расстоянии до 1 км от места происшествия.
Особенно сложными и опасными являются аварии транспорта с сжиженными углеводородными газами (СУГ).
При взрыве железнодорожных цистерн со сжиженными углеводородными газами (СУГ) происходит выброс факела на высоту до 120— 150 м, далее - пламенное горение высотой до 50 м. Осколки взорвавшихся цистерн разбрасываются на расстояние до 150 м, а в отдельных случаях до 450 м. Иногда взрыв срывает цистерну с железнодорожной платформы и отбрасывает ее на расстояние до 80 м. Все это приводит к возникновению новых очагов пожара, повторному воспламенению разлитых горючих жидкостей.
Стационарные объекты железнодорожного транспорта в сравнении с подвижным железнодорожным транспортом несут значительно меньшую опасность. Пожары и аварии на данных объектах менее трудоемкие в ликвидации и принципиально не отличаются от пожаров в административных, производственных и складских зданиях, расположенных в границах населенных пунктов.
Однако при пожарах на станционных объектах возможно также повреждение находящихся на станции или проходящих станцию цистерн и емкостей с ядовитыми газами и жидкостями, что приводит к загазованности территории и затруднению боевых действий до ликвидации пожаров и вызывает необходимость эвакуации населения из районов, прилегающих к месту происшествия.
На электрифицированных участках дорог от воздействия открытого пламени в течение 8-10 мин происходит обрыв электроконтактных проводов.
Наибольшую опасность для людей представляют пожары в пассажирских вагонах. Скорость распространения пламени в пассажирских вагонах по коридору - 5 м/мин, по купе - 2,5 м/мин. В течение 15-20 мин огнем полностью охватывается весь вагон. Температура в вагоне повышается до 850 °C, а температура пламени достигает более 1000 °C.
Необходимое время эвакуации пассажиров составляет 1 ,5-2 мин до блокирования основных выходов.
Плотность теплового потока на расстоянии 9-10 м достигает 10 кВт/м2, что приводит к загоранию подвижного состава и воспламенению твердых горючих материалов в полувагонах и на платформах, расположенных на соседних путях.
Тушение пожаров в подвижном железнодорожном транспорте обычно осложняется: высокой пожарной нагрузкой, взыво-, пожаро-, химической опасностью перевозимых крупнотоннажных грузов; скоплением на железнодорожных путях большого количества подвижного состава с различными грузами; быстрым распространением огня внутри грузовых вагонов и переходом огня на соседние вагоны, цистерны, здания и сооружения; разливом легковоспламеняющихся, горючих, ядовитых и токсичных жидкостей из цистерн с образованием загазованных зон на прилегающей территории; наличием угрозы людям, находящимся в горящих и соседних вагонах, производственному персоналу и населению, возникновение паники; наличием большого количества путей и и постоянным движением по ним поездов и локомотивов; ограниченностью подъездов и подступов к горящему подвижному составу и сложностью прокладки рукавных линий; отсутствием или удаленностью водоисточников; воздушной ударной волной взрывов, образующимся облаком топливновоздушных смесей СУГ и ЛВЖ, механическим воздействием осколков цистерн, образующихся при взрыве [Крупенин, С. С. Развитие системы и организация работы по обеспечению пожарной безопасности на железнодорожном транспорте / С. С. Крупенин, К.Б. Кузнецов И Наука и техника транспорта. - 2004. - No 4. - С. 16-29. 1].
В связи с этим чрезвычайно актуально развитие эффективной противопожарной техники для железнодорожного транспорта.
История появления и развития пожарных поездов в России началась с 1921 , когда в соответствии с Постановлением Совета Труда и Обороны на железных дорогах в пределах 7 районов РСФСР, объединявших по 5-6 губерний, были организованы пожарные поезда. Они стояли на боевом расчете в Москве, Бологое, Вологде, Смоленске, Курске, Самаре и Екатеринбурге. Эти поезда были оборудованы паровыми насосами, необходимым пожарнотехническим вооружением и инструментом.
С этого момента началась эпоха создания пожарных поездов на железнодорожном транспорте. Так, например, уже в 1927 году на Мурманской железной дороге (ныне Октябрьской) был издан приказ о введении в действие Положения о пожарных поездах.
В этом Положении содержался проект пожарного поезда на базе американского вагона. В ведомости предметов, оборудования, принадлежностей и материалов этого типа пожарного поезда предусматривались паровая машина или мотопомпа, 2 бака для воды общей емкостью 1500 ведер, 1000 метров пожарных рукавов и другое пожарнотехническое вооружение.
Практика показывает, что наиболее сложными и опасными авариями являются случаи, связанные с пожаром, т.к. ликвидация последствий аварии связана, в первую очередь, с необходимостью ликвидации горения.
Только после тушения пожара возможно проведение полноценных работ по ликвидации ее последствий и восстановлению движения на поврежденном участке.
Исследование многочисленных случаев аварий, сопровождающихся пожаром, показало, что в результате горения аварийная ситуация усугубляется, а в случае непринятия эффективных мер борьбы с огнем именно развитие пожара создает условия, при которых размеры и последствия аварии существенно увеличиваются.
Актуальность пожарных поездов с эффективными средствами пожаротушения подтверждается наличием большого количества опасных грузов, которые ежедневно и непрерывно перевозятся по железным дорогам как по территории Российской Федерации, так и в страны, граничащие с территорией России (Украина, Беларусь, Казахстан и т. д.).
При этом необходимо учитывать, что железнодорожные пути проходят не только по населенным пунктам, но и по лесной, болотистой и горной местности, где затруднено, а порой и невозможно движение автодорожного транспорта.
Пожарные подразделения Государственной противопожарной службы МЧС России расположены преимущественно в крупных населенных пунктах. Радиус их выезда ограничен наличием благоустроенных шоссейных и грунтовых дорог. А в зимнее время - наличием снегоочистительной техники.
В отличие от автодорожного транспорта пожарные поезда в условиях пожаров и других чрезвычайных ситуаций могут свободно перемещаться по железнодорожным путям независимо от пересекаемой ими местности. А для борьбы со снежными заносами железнодорожный транспорт оснащен специальной снегоочистительной техникой. Содержание пожарных поездов в постоянной боевой готовности является составной частью безопасности движения железнодорожного транспорта.
Поэтому и сейчас, в современный период структурных реформ железнодорожного транспорта, в частности преобразования структуры Управления ведомственной охраны Министерства путей сообщения Российской Федерации, вопрос сохранения пожарных поездов, повышения их тактико-технических возможностей и боевой готовности остается крайне актуальным [Распоряжение ОАО «РЖД» от 28.12.2010 № 2754р. Положение «Эксплуатация и содержание пожарных поездов в ОАО «РЖД»].
Известен пожарно-спасательный поезд LRZ NT железнодорожных компаний Швейцарии для работы в тоннелях, состоящий из двух секций - секции для пожаротушения и секции для эвакуации людей, первая секция включает вагон с оборудованием для пожаротушения и вагон-цистерну, вторая секция включает два спасательных вагона. В первой секции имеются три противопожарные системы: водяная с подачей воды к пожарному лафетному стволу на крыше; пенная с подачей пены по шлангам к стволу на крыше и пенная с подачей по шлангам пены под давлением к ручному пожарному стволу; лафетные пожарные стволы или гидромониторы установлены по обоим концам секции пожаротушения; для координации спасательных действий в плохих условиях видимости в поезде имеется, по крайней мере, одна тепловизионная камера, смонтированная в головной части поезда, которая с использованием удлиненного кабеля может быть вынесена на некоторое расстояние от поезда; каждый вагон поезда имеет возможность обращаться самостоятельно на автономной тяге («Пожарно-спасательный поезд для работы в тоннелях трансальпийских сообщений», ж. Железные дороги мира, 2007, №2, стр.47-49).
Недостатками пожарно-спасательного поезда LRZ NT являются: наличие в составе поезда только одной вагон-цистерны может обеспечить пожаротушение только на короткое время (не более 10 мин) и на ограниченных пространствах, например в туннелях, производственных помещениях и не эффективно при гашении пожара на открытых больших пространствах, например лесных пожаров, возгорание горючих материалов, требующих подачи больших объемов воды и других гасящих материалов; при гашении пожара посредством лафетных стволов в головном вагоне могут создаться опасные ситуации для обслуживающего персонала поезда.
Известен пожарный поезд для борьбы с пожарами, , включающий вагон с оборудованием для пожаротушения и пожарным персоналом, на крыше которого расположен люк, по крайней мере, одно вертикальное раздвижное подъемное устройство, на котором расположено устройство для распыления жидкости; насосы (мотопомпы) и трубопроводы для подачи жидкости от водоисточника к устройству для распыления жидкости, дизельный электрический генератор с баками для топлива и изолированное безопасное помещение для размещения пожарного персонала и электронного оборудования; устройство для распыления жидкости содержит поворотную водную пушку, управляемую пожарным; водоисточник представляет собой железнодорожный вагон-цистерну или естественный водоем; вагон с оборудованием непосредственно соединяют с локомотивом или с вагоном- цистерной (US заявка на изобретение №2010/0083868, кл. B61D 15/00, В05В 9/00, опубл. 08.04 2010).
Недостатками пожарного поезда по US №2010/0083868, являются: расположение люка для установки поворотной пушки на крыше вагона с оборудованием в зоне работы пожарного персонала и электронного оборудования, это существенно снижает его защиту от дыма и элементов горения и безопасность работы пожарного персонала, а также уменьшает полезную площадь вагона с оборудованием; необходимость нахождения пожарного персонала у поворотной пушки в зоне высокой температуры и задымленности, это ухудшает условия и снижает безопасность его работы; отсутствие оборудования для оперативного и эффективного пожаротушения в тоннелях и производственных помещениях, а также на больших расстояниях от очага пожара снижает эффективность использования пожарного поезда.
Известна вагон-насосная станция пожарного поезда, включающая железнодорожный вагон с основанием, установленным на ходовых тележках с колесами и сцепками, насосами и трубопроводами для подачи жидкости, как минимум, от одного вагона-цистерны к устройству для распыления жидкости с поворотной водной пушкой, изолированным безопасным помещением для размещения пожарного персонала и электронного оборудования, контейнером пенообразователя, оборудованием для оперативного тушения больших очагов возгорания, котельными и санитарно-гигиеническим блоком. На каждой боковой стенке вагона расположена входная дверь. Устройство для распыления жидкости с поворотной водной пушкой установлено на вагоне- цистерне со стороны очага возгорания с ручным или дистанционным управлением процессом пожаротушения с поста оперативного управления вагон-насосной станции или с использованием ручных пожарных стволов. Под полом вагона-насосной станции размещены дизельный электрический генератор, баки для топлива и стеллажи для пожарного оборудования. Изобретение повышает эффективность работы вагона-насосной станции и повышает безопасность работы обслуживающего персонала [RU 2012110014/11 B61 D15/00 , опубл. 10.07.2013, Бюл. № 19].
Недостатками вагон-насосной станции пожарного поезда по RU 2012110014 является ограниченные функциональные возможности, сравнительно небольшая дальность и мощность струи огнетушащего средства, а также незначительные запасы воды, ограничивающие возможность тушения крупномасштабных пожаров.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом) является пожарный поезд, включающий не менее одного локомотива, вагон с оборудованием для пожаротушения и пожарного персонала, с мотопомпами и трубопроводами для подачи жидкости от не менее одной вагона-цистерны для жидкости к не менее чем одному устройству для тушения пожара и распыления жидкости посредством поворотной водной пушки. Вагон с оборудованием содержит электрический генератор и изолированное безопасное помещение для размещения пожарного персонала и электронного оборудования, который для повышения безопасности и улучшения условий работы пожарного персонала и повышения эффективности использования пожарного поезда и дополнительно оборудован платформой для тушения пожара в тоннелях, производственных помещениях и на больших расстояниях от очага пожара, содержащей радиоуправляемый пожарный робот с обеспечением спуска на землю с управляемым приводом перемещения для подачи воды на значительные расстояния, модуль пенного пожаротушения для оперативного тушения пожара, контейнер для пенообразователя, контейнер с пожарным оборудованием и прожектор, установленный на телескопической опоре с возможностью поворота на 360°; устройство для тушения пожара и распыления жидкости посредством поворотной водной пушки установлено на верхней поверхности вагона- цистерны с управляемыми приводами поворота поворотной пушки в горизонтальной и вертикальной плоскостях; вагон с оборудованием дополнительно оснащен баком с пенообразователем и изолированным безопасным помещением с аппаратурой автоматического или дистанционного управления поворотной водной пушкой, видеокамерами внешнего обзора с видеозаписью и выводом на монитор, с торца вагона с оборудованием установлены стеллажи для мелкого пожарного инструмента [RU 2454341 , B61D15/00, опубл. 27.06.2012 Бюл. № 18 (прототип)].
Общими техническими недостатками известных аналогов и прототипа являются ограниченные функциональные возможности, сравнительно небольшая дальность и мощность струи огнетушащего средства, а также незначительные запасы воды, ограничивающие возможность тушения крупномасштабных пожаров на железнодорожном подвижном составе и на стационарных объектах железнодорожного транспорта, при ликвидации последствий аварийных ситуаций с подвижными железнодорожными составами, перевозящим опасные грузы III-IV классов опасности, при ликвидации пожаров и проведении аварийно-спасательных работ на объектах не относящихся к железнодорожному транспорту, но находящихся вблизи железных дорог, в частности при проведении аварийно-спасательных работ в зонах чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.
Проблема и технический результат Известные средства пожаротушения обычно обеспечивают формирование и подачу только отдельных струй воды, распыленной воды или пены только в определенные, точечные места пожара, что эффективно при тушении небольших пожаров в малоэтажных жилых и промышленных зданиях в городских и сельских населенных пунктах, при тушении небольших лесных, дорожных и других ландшафтных пожаров. Это не позволяет обеспечивать управляемое быстрое и равномерное покрытие всей площади крупномасштабных пожаров пеной с удаленных расстояний, что, в свою очередь, существенно снижает эффективностью и скорость тушения крупных пожаров.
При этом известно, что при тушении крупномасштабных аварийнотранспортных и аварийно-промышленных пожаров требуется управляемое быстрое и равномерное покрытие всей пожароопасной площади огнетушащими средствами, предпочтительно водовоздушной (воздушномеханической) пеной средней кратности с кратностью 30 + 10 с максимально удаленных позиций.
Техническая проблема (изобретательская задача), на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в необходимости предотвращения возгораний и взрывов, снижения интенсивности горения и тушения пожаров, далее - купирования путем оперативного формирования и дальнобойного распределения водовоздушной (воздушно-механической) пены с кратностью 30 + 10 на больших площадях пожара горючих жидкостей, твердых горючих материалов, где для предотвращения возгораний и тушения пожаров требуется оперативное покрытие огнетушащим средством всей пожароопасной площади, а также охлаждение и/или противопожарная защита техники, оборудования, горючих и взрывоопасных материалов, зданий и сооружений.
Техническим результатом, достигаемым при реализации и использовании изобретения, является повышение эффективности пожаротушения и ликвидации аварий при оперативном купирования и тушении крупных пожаров и ликвидации аварий на железных дорогах, а так же на удаленных от железнодорожных путей стационарных объектах железнодорожного транспорта, при проведении аварийно-спасательных работ и ликвидации последствий аварийных и чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на железных дорогах и на объектах, предприятиях и организациях, не относящихся к железнодорожному транспорту, но находящихся в пределах тактико-технических возможностей противопожарного оборудования пожарного поезда.
Раскрытие сущности изобретения
Характерной особенностью применяемых в автономном пожарном модуле контейнерного типа устройств водопенного пожаротушения является возможность генерации и совместной подачи под напором соприкасающихся струй воздушномеханической гибридной пены и воздушномеханической пены низкой кратности с получением единой струи или струй комбинированной гибридной пены кратностью 30 + 10 повышенной мощности и дальнобойности, которые как это было доказано натурными испытаниями пригодны для тушения практически всех видов легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), включая и сжиженные углеводородные и природные газы (СУГ и СПГ), которые как известно нельзя тушить струями воды.
Поставленная задача (проблема) решается и требуемый технический результат достигается тем, что достигается тем, что пожарный поезд, включающий по крайней мере один локомотив, по крайней мере одну цистерну с огнетушащей жидкостью и железнодорожную платформу со средствами пожаротушения в качестве средства пожаротушения содержит установленный на железнодорожную платформу автономный пожарный модуль на основе контейнера для грузоперевозок с боковыми наружными дверьми и торцевыми подъемными воротами, на крыше которого установлено по крайней мере одно устройство водопенного пожаротушения с возможностью ручного и/или дистанционного управления поворотами в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью формирования и совместной подачи под напором соприкасающихся струй воздушномеханической гибридной пены с кратностью 25-50 и воздушномеханической пены низкой кратности с кратностью 5-10 с возможностью получения единой струи комбинированной гибридной пены кратностью 30 + 10 повышенной мощности и дальнобойности, и внутри которого расположены насос с дизельным или электрическим двигателем с возможностью ручного и/или дистанционного управления, по крайней мере одна емкость для пенообразователя, устройство смешения воды с пенообразователем, по крайней мере одно устройство намотки/размотки и хранения пожарных рукавов в катушках с возможностью перемещения внутри контейнера и поворота катушек с пожарными рукавами в сторону требуемой двери или ворот контейнера, система всасывающих и напорных трубопроводов огнетушащей жидкости с запорно-регулирующей и присоединительной арматурой и водосливным устройством с затвором и средствами быстросъемного присоединения/отсоединение шлагов подачи воды из вагонов-цистерн с водой или внешних источников воды, выполненная с возможностью гидравлического сообщения с источниками воды, насосом, устройством смешения воды с пенообразователем и патрубками присоединения устройств водопенного пожаротушения и пожарных рукавов.
При этом автономный пожарный модуль в пожарном поезде может содержать два расположенных на крыше контейнера и присоединенных к напорным трубопроводам устройства водопенного пожаротушения с возможностью напорной подачи разнонаправленных или спутнонаправленных (однонаправленных) струй комбинированной воздушномеханической гибридной пены повышенной мощности и дальнобойности под напором 0,8 - 1 ,2 Мпа на расстояние до 100 - 140 м с расходом по водному раствору пенообразователя от 30 до 333 л/с с производительностью по пене кратностью 30 + 10 до 540.000 л/мин.
Коме этого автономный пожарный модуль в пожарном поезде может содержать средства видеонаблюдения и систему дистанционного управления функционированием насоса и водопенных устройств пожаротушения, выполненные с возможностью ручного управления или дистанционного управления посредством радиосигналов и/или интерне, систему электроснабжения и освещения посредством аккумуляторов и/или автономного электрогенератора с ручным и/или дистанционным управлением, систему вентиляции и охлаждения с ручным и/или дистанционным управлением, соединенный с ним линиями связи, управления и электроснабжения устанавливаемый на эту же или другую платформу дополнительный контейнер с возможностью размещения в нем рабочих мест персонала, пульта видеонаблюдения и дистанционного управления, мест хранения средств индивидуальной защиты и скорой помощи, ручных средств пожаротушения и вспомогательного и ручного пожарного оборудования и инвентаря, холодильной и/или вентиляционной установок и электрогенератора..
В качестве контейнера для грузоперевозок автономный пожарный модуль содержит 40-ка футовый контейнер для грузоперевозок класса ISO или контейнер типа 1АА (1А) по ГОСТ Р53350-2009, внутренние стены которого теплоизолированы слоем минеральной ваты и обшиты металлическими панелями, внутри контейнера установлены шкафы для размещения штатного пожарного оборудования и инвентаря, а на крыше контейнера прожекторы наружного освещения с ручным и дистанционным управлением.
Устройство смешения воды с пенообразователем в автономном пожарном модуле выполнено с возможностью приготовления 3 - 6 %-ного водного раствора пенообразователя и его подачи в напорные трубопроводы.
При этом автономный пожарный модуль изготовлен с возможностью подключение и использования дополнительных средств пожаротушения в виде дополнительных пожарных модулей и/или робототехнических устройств с вспомогательными газовыми, аэрозольными, порошковыми и/или твердопенными на основе структурированных частиц кремнезема устройствами пожаротушения с возможностью совместного их функционирования, управления и использования при проведении аварийно -спасательных работ и тушения пожаров, содержит соединенный с ним линиями связи, управления и электроснабжения устанавливаемый на эту же или другую платформу дополнительный контейнер с возможностью размещения в нем рабочих мест персонала, пульта видеонаблюдения и дистанционного управления, мест хранения средств индивидуальной защиты и скорой медицинской помощи, ручных средств пожаротушения и вспомогательного и ручного пожарного оборудования и инвентаря, холодильной и/или вентиляционной установок и электрогенератора. изготовлен с возможностью транспортировки перевозящим стандартные контейнеры для грузоперевозок транспортом.
Данная совокупность общих и частных существенных признаков изобретения позволяет существенно повысить эффективности пожаротушения и ликвидации аварий при использовании предлагаемого пожарного поезда с автономным пожарным модулем контейнерного типа при оперативном купировании и тушении крупных пожаров и аварий на железных дорогах, а так же на удаленных от железнодорожных путей стационарных объектах железнодорожного транспорта, при проведении аварийно-спасательных работ и ликвидации последствий аварийных ситуаций и чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на железных дорогах и на объектах, предприятиях и организациях, не относящихся к железнодорожному транспорту, но находящихся в пределах тактико-технических возможностей противопожарного оборудования пожарного поезда, что практически доказано в ходе натурных испытаний опытно-промышленного образца пожарного поезда в системе РЖД.
Краткое описание чертежей
Техническая сущность и конструктивные особенности предлагаемого изобретения иллюстрируются чертежами и фотографиями, на которых номерами позиций показаны с указанием их возможной преимущественной, но не обязательной реализации, отдельные элементы, детали и узлы предлагаемого изобретения: 1 - стандартный контейнер для грузоперевозок; 2 - дизель-насосный агрегат, 3 - глушитель выхлопных газов дизель-насосного агрегата; 4 - модифицированное водопенное устройство пожаротушения с дистанционным управлением в рабочем положении с возможностью дистанционно управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью подачи под напором струй комбинированной гибридной пены; 5 - установленное на крыше контейнера дополнительное средство пожаротушения; 6 - жалюзи вентиляции; 7 -дверь боковая; 8 пульт для дистанционного открытия дверей; 9 - тележка для перевозки вспомогательного пожарного оборудования; 10 - автономная электростанция для аварийной генерации и подачи электроэнергии; 11 - прожекторы заливного света,; 12 - заслонка ; 13 и 14 - шкафы для пожарного оборудования и инвентаря; 15 - аккумулятор для автоматизированного запуска дизель- насосный агрегат и аварийного освещения; 16 - огнетушитель углекислотный; 17 - электрообогреватель; 18 - электрораспределительные щиты ; 19 - светильники; 20 - пеносмеситель; 21 - система трубопроводов; 22 - бак для пенообразователя; 23 - устройства для намотки/размотки и хранения пожарных рукавов в катушках; 24 - механизм подъема водопенного устройства пожаротушения в рабочее положение; 25 - лестница для подъёма на крышу контейнера; 26 - перила ; 27 - окна нижние для шлангов подвода воды к дизель- насосному агрегату из вагонов-цистерн с водой или из сторонних источников воды; 28 - талреп для перемещения катушек с пожарными рукавами внутри контейнера; 29 - дверь торцевая; 30 - ворота гаражные; 31 - рукоятка механизма подъема устройства пожаротушения в рабочее положение; 32 - напорные трубопроводы подачи огнетушащей жидкости (воды или водного раствора пенобразователя) в устройства водопенного пожаротушения с возможностью управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью формирования и подачи под напором струй комбинированной воздушномеханической гибридной пены; 33 - напорные трубопроводы подачи огнетушащей жидкости (воды или водного раствора пенобразователя) в пожарные рукава; 34 - напорные трубопроводы подачи огнетушащей жидкости (воды или водного раствора пенобразователя); 35 - модифицированное устройство пожаротушения с дистанционным управлением в транспортном положении.
На фиг. 1 , 2 и 3 соответственно показаны сечения опытного образца автономного пожарного модуля в составе пожарного поезда вертикальной и горизонтальной плоскостями и его вид сверху .
На фиг. 4 и 5 представлены фото общего вида автономного пожарного модуля контейнерного типа на железнодорожной платформе в составе пожарного поезда.
На фиг. 6 - фото дизель-насосного агрегата с дизельным двигателем, центробежным насосом и запорно-регулирующей арматуры на всасывающих и напорных патрубках центробежного насоса.
На фиг. 7 - фото устанавливаемого на крыше контейнера модифицированного водопенного устройства пожаротушения с дистанционным управлением типа УКТП «Пурга 100» производства заявителя ООО «НПО «СОПОТ» с возможностью дистанционно управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью формирования и спутной подачи под напором соприкасающихся струй воздушномеханической гибридной пены и воздушномеханической пены низкой кратности с получением единой струи комбинированной гибридной пены с кратностью 20-40 и дальнобойностью до 100 м.
На фиг. 8 и 9 - фото дополнительно устанавливаемой на крыше контейнера установки водопенного пожаротушения типа УКТП «Пурга 100» и УКТП «Пурга 300» производства заявителя ООО «НПО «СОПОТ» с дистанционным управлением с возможностью управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью формирования и подачи под напором струй комбинированной воздушномеханической гибридной пены с кратностью 20-40 на расстоянии до 140 м.
На фиг. 10 - фото эжекционного устройства смешения воды с пенообразователем со средствами дистанционного управления.
На фиг. 11 - фото емкостей с пенообразователем.
На фиг. 12 - фото устройств намотки/размотки и хранения пожарных рукавов в катушках с возможностью перемещения внутри контейнера посредством рельсового талрепа.
На фиг. 13 - фото элемента оригинального водосливного узла, выполненного с возможностью его присоединения верхней частью к всасывающе-сливной части системы трубопроводов подачи воды к центробежному насосу и присоединения боковыми частями к шлангам подачи воды из емкостей-цистерн с водой пожарного поезда или из сторонних источником водоснабжения.
На фиг. 14 - фото водосливного узла всасывающе-сливной части системы трубопроводов при соединении его со шлангом подачи воды из емкости-цистерны с водой пожарного поезда или из стороннего источника водоснабжения.
На фиг. 15 - фото щитов ручного управления устройства смешения воды с пенообразователем и системы электроснабжения и основного и аварийного освещения в закрытом состоянии.
На фиг. 16 - фото щитов ручного управления устройства смешения воды с пенообразователем и системы электроснабжения и основного и аварийного освещения в открытом состоянии.
На фиг. 17 и 18 - фото натурных испытаний функционирования опытного образца автономного пожарного модуля контейнерного типа в составе пожарного поезда. Осуществление изобретения
Характерными отличительными особенностями и возможностями предлагаемого пожарного поезда с автономным пожарным модулем контейнерного типа являются: способность автономного пожарного модуля немедленно включаться в работу и обеспечивать подачу под напором струй комбинированной воздушномеханической гибридной пены кратностью 20-40 с увеличенной экспериментально доказанной дальнобойностью струй до 100 - 140 м и практически доказанным увеличением в два-три раза скоростью тушения по сравнению с традиционными и известными средствами борьбы с крупномасштабными пожарами легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), горючих жидкостей (ГЖ) и сжиженных углеродных газов (СУ Г) ; возможность одновременного применение нескольких устройств водопенного пожаротушения с ручным и дистанционным управлением с возможностью управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью формирования и подачи под напором нескольких разнонаправленных или спутнонаправленных струй комбинированной воздушномеханической гибридной пены, позволяющих эффективно тушить различные типы пожаров различных горючих и взрывопожароопасных материалов; возможность подключения средств пожаротушения к вагону-цистерне или к нескольким вагонам-цистернам с водой в составе пожарного поезда или к сторонним источникам воды в сочетании с большим (10.000 л) запасом пенообразователя с обеспечением возможности ликвидацию крупных пожаров и аварий на больших площадях за нормативное время тушения; наличие в составе средств пожаротушения набора катушек с пожарными рукавами, позволяющими прокладывать рукавные линии на расстояние до 800 м в нужном направлении; возможность подключения к электросети станций, пристанционных и иных объектов с потреблением от них электроэнергии или с подачей в них электроэнергии, наличие видеонаблюдения и дистанционного управления функционированием центробежного насоса, водопенных устройств пожаротушения и устройства смешения воды, выполненных с возможностью управления посредством радиосигналов и/или интернет, наличие автономной системы электрообеспечения и отопления. Особенности конструктивного исполнения и практическое реализации автономного пожарного модуля в составе пожарного поезда детально показаны на чертежах.
Используемый в составе предлагаемого пожарного поезда автономный пожарный модуль контейнерного типа преимущественно изготавливают на основе стандартного грузового контейнера (1), например, типа 1АА (1А) по ГОСТ Р 53350-2009 или 40-ка футового контейнера по системе ISO, внутренние стенки которого утеплены теплоизолирующим материалом (минеральной ватой) и обшиты металлическими панелями.
На верхней поверхности контейнера (1) располагаются по крайней мере один прожектор заливного света (11) с дистанционным управлением и сообщающийся с напорным трубопроводом (21) по крайней мере одно водопенное пожаротушащее устройство (4) типа установки комбинированного тушения пожара УКТП «Пурга» производства заявителя ООО «НПО «СОПОТ» (фиг. 4, 5, 7) с дистанционным управлением с возможностью управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью подачи комбинированных струй воздушномеханической гибридной пены (Фиг. 1 , 2, 4, 7).
В исходном, транспортном положении УКТП “Пурга” (4) может быть опущена и зафиксирована со стороны торцевой стены контейнера (фиг. 1).
В рабочее вертикальное положение УКТП “Пурга” переводится оператором рукояткой (31) механизма подъема (24), перемещаемой маятниковыми движениями вдоль контейнера (1).
Опускание УКТП “Пурга” из рабочего в исходное транспортное положение осуществляется рукояткой (31) поворотом дросселирующего винта домкрата.
На верхней поверхности контейнера (1) может быть также дополнительно установлена по крайней мере еще одно сообщающаяся с напорным трубопроводом (21) устройство водопенного пожаротушения (5), например в виде установки комбинированного тушения пожара (5), например типа УКТП «Пурга 30», или УКТП «Пурга 80» (фиг.1 , 3, 8) производства заявителя ООО «НПО «СОПОТ» с дистанционным управлением с возможностью управляемых поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и с возможностью формирования и подачи под напором струй комбинированной воздушномеханической гибридной пены.
Напорные трубопроводы подачи огнетушащей жидкости (воды или водного раствора пенообразователя) 32 могут располагаться как снаружи по крыше контейнера (фиг. 1 , 3), так и внутри под крышей контейнера (на чертежах не показано.
Безопасность обслуживающего персонала на крыше контейнера обеспечивается перилами (26) (фиг. 1 , 4) а возможность подъема персонала на крышу контейнера обеспечивается лестницами (25) (фиг. 2, 3, 4, 5, 7)
Внутри контейнера (1) расположены (в представленном варианте конструктивного исполнения): дизель-насосный агрегат (2) (фиг. 1 , 2, 6), например , типа AN720/120SC в составе дизельного двигателя - DC965A10-95 Cadoppi мощностью 315 кВт (428 л. с.), насоса центробежного CS-M200 520ВС SCANIA, обеспечивающих подачу огнетушащей жидкости (воды или водного раствора пенообразователя) в систему трубопроводов под напором 0,8 - 1 ,2 Мпа с регулируемой производительностью до 200 л/с (720 мЗ/час); по крайней мере одна или несколько емкостей для пенообразователя (22) емкостью до 1000 л каждый (фиг. 1 , 2, 10); шкафы (13, 14) со штатным противопожарным оборудованием и ручным инвентарем (фиг. 1), например, в виде присоединяемых к пожарным рукавам ручных стволов установок комбинированного тушения пожара типа УКТП «Пурга 5» и/или УКТП «Пурга 7», или мобильных установок комбинированного тушения пожара типа УКТП «Пурга-30» производства заявителя ООО «НПО «СОПОТ»; устройства для намотки и хранения пожарных рукавов в катушках (23), изготовленных с возможностью их перемещения внутри контейнера и поворота катушек с пожарными рукавами посредством талрепа 28 в сторону требуемой боковой двери (7, 29) или торцевых подъемных ворот (30) (фиг. 1 , 2, 11), причем на четырех показанных на чертежах ( (фиг. 1 , 2, 11) катушек может быть размещено 40 пожарных рукавов а 51мм, 40 пожарных рукавов 0 60 мм; 20 пожарных рукавов 0 51 мм, одна катушка может быть выполнена резервной, с возможностью разматывания рукавов с катушек (23) через открытые соседние нижние окна (27) или противоположные боковые двери (27); устройство смешения воды с пенообразователем (20) в виде водоструйного эжектора со средствами дистанционного управления пеносмешения с возможностью приготовления 3 - 6 %-ного водного раствора синтетического пенообразователя, преимущественно ПО 6-ЦТ (фиг. 1 , 9); система трубопроводов (21) огнетушащей жидкости с запорно- регулирующей и присоединительной арматурой, выполненная с возможностью гидравлического сообщения с источниками воды, центробежным насосом, устройством смешения воды с пенообразователем и патрубками присоединения водопенных устройств пожаротушения с дистанционным управлением и пожарных рукавов с ручными средствами пожаротушения (фиг. 1 , 2); электрогенератор с системой линий электроснабжения, основного и аварийного освещения янии;
Снаружи контейнера (1) вдоль и в нижней части его боковых сторон (фиг. 1 , 2, 3, 4, 5) или внутри по полу контейнера расположены сообщающиеся с центробежным насосом всасывающие трубопроводы (34) с оконечными патрубками присоединения посредством шлангов к вагонам-цистернами с водой и/или к внешних источников водоснабжения.
Кроме этого система трубопроводов содержит оригинальный водосливной узел, выполненный с возможностью его присоединения верхней частью к всасывающе-сливной части системы трубопроводов подачи воды к центробежному насосу и с возможностью присоединения боковыми частями к шлангам подачи воды из емкостей-цистерн с водой пожарного поезда или из сторонних источником водоснабжения
Автономный пожарный модуль выполнен с возможностью подачи воды или водного раствора пенообразователя на сторонние ручные и роботизированные установки различных модификаций и исполнения с расходами водного раствора от 5 до 200 л/с и производительностью по пене средней кратности до 360000 л/мин.
Стационарная установка комбинированного тушения пожаров УКТП «Пурга-100» с дистанционным управлением производительностью 100 л/с обеспечивает дальность подачи струй комбинированной воздушномеханической гибридной пены кратностью 30+10 до 100-140 м.
Входящий в состав автономного пожарного модуля (в представленном варианте конструктивного исполнения) вспомогательное устройство пожаротушения в виде установки комбинированного пожара УКТП «Пурга» 40 имеет производительность 40 л/с; дальность подачи распыленной воды 50 м; дальность подачи пены низкой и средней кратности 45-50 м.
Заявителем был изготовлен и испытан на Российских железных дорогах опытно-промышленный образец автономного пожарного модуля со следующими тактико-техническими характеристиками:
Мощность двигателя дизель-насосного агрегата 315 кВт (428 л. с.)
Запас топлива на 3 часа работы
Производительность центробежного насоса 200 л/с (720 мЗ/час)
Напор 120 м
Диаметр напорного патрубка 200 мм
Диаметр всасывающего патрубка 250 мм
Емкость пенообразователя 10 м3
Рукава диаметром 51 мм 800 м
Рукава диаметром 66 мм 800 м
Рукава диаметром 77 мм 400 м
Прожекторы наружного освещения 2x1000 Вт
Масса с оборудованием (без пенообразователя) около 15.000 кг
Габаритные размеры (ДхШхВ) 12,192x2,438x2,591 м
Автономный пожарный модуль в составе пожарного поезда по изобретению функционирует следующим образом:
Посредством соответствующих шлангов система трубопроводов подключается к вагон-цистерне или к вагон цистернам с водой или другим сторонним источникам воды, откуда вода подается по заборным трубопроводам и всасывающему трубопроводу на насос. Посредством стартера от собственной аккумуляторной батареи запускается показанный на чертежах двигатель дизель-насосного агрегата или (не показано на чертежах) посредством электрогенератора включается электрический двигатель насоса.
Насосом вода под давлением подается в напорный трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой и манометрами контроля давления и проходя через пеносмеситель (устройство смешения пенообразователя с водой) подается по напором в напорные трубопроводы с патрубками присоединения устройств водопенного пожаротушения и пожарных рукавов.
Включение пеносмесителя осуществляется с помощью соответствующих крана, при открытии которого пенообразователь из баков пенообразователя посредством эжекции всасывается в напорный трубопровод с получением водного раствора пенообразователя требуемой концентрации.
Затем вода или водный раствор пенообразователя по раздельным напорным трубопроводам направляется к расположенным на крыше контейнера устройствами водопенного пожаротушения и/или через присоединенные пожарные рукава к ручным средствам пожаротушения.
Эксплуатация отдельных узлов оборудования осуществляется обычным образом согласно инструкциям по эксплуатации соответствующего оборудования и систем специально подготовленным персоналом.
В качестве отдельных механизмов, узлов и систем в автономном пожарном модуле могут быть использованы известные и применяемые в пожарной технике устройства, оборудование, системы дистанционного управления, видеонаблюдения, электроснабжения и освещения.
Характерной особенностью изобретения является возможность одновременной генерации и подачи под напором нескольких разнонаправленных или спутнонаправленных (однонаправленных) струй комбинированной воздушно-механической гибридной пены повышенной мощности и дальнобойности, позволяющих эффективно тушить различные типы пожаров и различных горючих и взрывопожароопасных материалов соответствующими огнетушащими жидкостями для оперативного купирования и тушения крупных пожаров и аварий на железных дорогах и в тоннелях, а так же на удаленных от железнодорожных путей стационарных объектах железнодорожного транспорта, проведения аварийно-спасательных работ и ликвидации последствий аварийных ситуаций и чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на железных дорогах и на объектах, предприятиях и организациях, не относящихся к железнодорожному транспорту, но находящихся в пределах тактико-технических возможностей противопожарного оборудования пожарного поезда.
Кроме этого, посредством соответствующих трубопроводов и пожарных рукавов могут подключаться и использоваться в процессе тушения пожара различные дополнительные средства пожаротушения в виде ручных, передвижных и мобильных средств пожаротушения и вспомогательного и ручного пожарного оборудования.
Известно, что воздушномеханическая пена - наиболее эффективное и широко применяемое огнетушащее вещество, представляющее собой дисперсную систему, состоящую из ячеек - пузырьков воздуха (газа), разделенных пленками жидкости, содержащей пенообразователь [ГОСТ Р 50588-2012. Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний].
Отношение объемов газовой и жидкой фаз (в единице объема) пены определяет структуру и ее свойства. Если объем газовой фазы Vr превышает объем жидкости Уж не более чем в 10-20 раз (пены низкой кратности), ячейки пены, заполненные газом, имеют сферическую форму. В таких пенах газовые пузыри окружены оболочками жидкости относительно большой толщины. Сферические пены отличаются высоким содержанием жидкости и в силу этого
- малой устойчивостью. Поэтому их относят к метастабильным (условно стабильным).
В нестабильных пенах наблюдается так называемый эффект Плато: жидкая фаза из перегородок удаляется, истекая под действием силы тяжести, и происходит быстрая коалесценция (от лат. coalesce - срастаюсь, соединяюсь)
- слияние соприкасающихся газовых пузырьков. В пене газовый пузырек не может свободно перемещаться ни в вертикальной, ни в горизонтальной плоскости. Он как бы «зажат» другими, прилегающими к нему пузырьками.
С увеличением отношения VrA/ж толщина пленки жидкости, разделяющая газовые объемы, уменьшается, а газовая полость утрачивает сферическую форму. Пены средней кратности, у которых отношение VA/ж составляет несколько десятков или даже сотен, имеют многогранную форму. Причем форма многогранников может быть различной - треугольные призмы, тетраэдры, неправильной формы параллелепипеды. В процессе старения пены шарообразная форма ячеек переходит в многогранную. Многогранные пены отличаются малым содержанием жидкой фазы и характеризуются высокой стабильностью. В таких пенах отдельные пузырьки сближены и разделены тонкими «растянутыми упругими пленками». Эти пленки в силу упругости и ряда других факторов препятствуют коалесценции газовых пузырьков. По мере утончения разделительных пленок пузырьки все плотнее сближаются, прилегают друг к другу и приобретают четкую форму многогранников [Бобков С.А., Бабурин А.В., Комраков П.В. Физико-химические основы развития и тушения пожаров: учеб, пособие / М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. - 210 с.].
Основными физико-химическими свойства пены являются: кратность - отношение объема пены к объему раствора пенообразователя, содержащегося в пене; дисперсность - степень измельчения пузырьков (размеры пузырьков); вязкость - способность пены к растеканию по поверхности; стойкость - способность пены сопротивляться процессу разрушения [там же].
В зависимости от величины кратности (К) пены разделяют на четыре группы: пеноэмульсии, К < 3; низкократные пены, 3 < К< 20; пены средней кратности, 20 < К < 200; пены высокой кратности, К > 200 [Шароварников А.Ф., Шароварников С.А. Пенообразователи и пены для тушения пожаров. Состав, свойства, применение. М.: Пожнаука, 2005. - 335 с.].
Дисперсность пены обратно пропорциональна среднему диаметру пузырьков.
Известно, что чем выше дисперсность, тем выше стойкость пены и огнетушащая эффективность. Степень дисперсности пены во многом зависит от условий ее получения, в том числе и от характеристики аппаратуры. Кратность и дисперсность пены определяют изолирующую способность пены и ее текучесть. [Бобков С.А., Бабурин А.В., Комраков П.В. Физико-химические основы развития и тушения пожаров: учеб, пособие / М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. - 210 с.].
В качестве огнетушащих свойства пены выделяют: изолирующее действие - препятствие поступления в зону горения горючих паров, газов или воздуха, обусловливающего прекращение горения; охлаждающее действие - обусловленное наличием в преимущественно пене низкой кратности значительного количества жидкости.
Охлаждающее действие пены обусловливается водой, выделяющейся из пены.
Изолирующее действие обусловливается образованием слоя пены, который препятствует доступу кислорода к зоне пожара, включая: эффект разделения, заключающийся в изолировании жидкости от паровой фазы; эффект вытеснения, обусловливающий изоляцию горючего вещества от воздуха; преграждающий эффект, при котором пена препятствует испарению горючей жидкости.
Пены низкой кратности (3 < К< 20) в силу значительного количества воды в межпузырьковых перегородках (в каналах Плато-Гиббса) преимущественно проявляют охлаждающий огнетушащий эффект, обусловливающийся охлаждающим действием самой пены и воды, выделяющейся из пены.
Пены средней кратности (20 < К < 200) в силу незначительного количества воды в межпузырькововых перегородках (в каналах Плато-Г иббса) преимущественно проявляют изолирующий огнетушащий эффект, обусловливающийся созданием над зоной горения обедненной кислородом и насыщенными парами воды атмосферы, способствующей замедлению и полному прекращению горения.
При этом в силу более значительного количества воды, имеющейся в пене низкой кратности воды, и соответственно большей плотности (веса единицы объема) пены низкой кратности по сравнению с пенами средней кратности можно подавать с более дальних расстояний, что существенно влияет на обеспечение безопасности пожарного персонала при крупномасштабных и взрывоопасных аварий со сжиженными газами. Характерной отличительной особенностью предлагаемых технических решений является получение и применение комбинированной гибридной водовоздушной пены кратностью от 20 до 40, получаемой из гибридной пены в результате турбулентного безударного перемешивания в процессе спутного движения струй воздушно-механической пены низкой кратности с кратностью от 5 до 15 и струй воздушно-механической пены средней кратности с кратностью от 25 до 70.
Авторами в лаборатории заявителя экспериментально установлено и теоретически обосновано, что водовоздушная гибридная пена с кратностью от 20 до 40, получаемая на специально модернизированном оборудовании в результате турбулентного безударного перемешивания в процессе спутного движения коаксиальных соприкасающихся или взаимно перекрещивающихся струй воздушно-механической пены с кратностью от 5 до 15 и струй воздушномеханической пены с кратностью от 25 до 70 существенно отличается по своей структуре, вязкости, дисперсности, реологическим, тиксотропным и другим значимым для взрывопожаропредотвращения и пожаротушения свойствам от известных свойств пен низкой и средней кратности на основе углеводородных и фторсодержащих пенообразователей.
Выявлено, что в результате турбулентного безударного перемешивания пузырьков пены низкой кратности и пузырьков пены средней кратности в гибридной пене образуются усредненные по размерам пузырьки пены, более крупные по сравнению с пузырьками пены низкой кратности, но с более утолщенными по сравнению с пенами средней кратности водосодержащими каналами Плато-Гиббса.
Как экспериментально установлено авторами, структура гибридной пены с кратностью от 20 до 40, получающаяся в результате турбулентного перемешивания в процессе спутного движения струй воздушно-механической пены низкой с кратностью от 5 до 15 и струй воздушно-механической пены средней кратности с кратностью от 25 до 70 с уникальными по своей структуре и огнетушащим свойствам водовоздушными пузырьками, позволяет не только лучше сдерживать высокую температуру пламени без существенных разрушений объема самой гибридной пены, то есть эффективнее изолировать поверхность пожара, но и доставлять струю гибридной пены на значительно большие расстояния по сравнению со струями пены средней кратности или комбинированными струями пены низкой кратности и средней кратности.
Авторами экспериментально установлено также, что при воздействии гибридной пены с кратностью от 20 до 40 на поверхность разлива сжиженного природного или углеводородного газа проявляется эффект синергизма за счет одновременного воздействия нескольких факторов - охлаждения, разбавления парами воды атмосферы в зоне испарения и горения газа, теплоизоляции и резкого снижения концентрации газа и паров горючих жидкостей над слоем пены в зоне горения вплоть до снижения скорости химической реакции и последующего уменьшения температуры пламени до температуры потухания.
Это обусловлено усредненной дисперсностью и утолщенностью водосодержащих каналов Гиббса-Плато гибридной пены по сравнению с пенами низкой и средней кратности или по сравнению с пеной в комбинированных струях пены низкой кратности и средней кратности.
Натурные огневые испытания разработанных заявителем модернизированных устройств для получения гибридной пены производимых заявителем модернизированных стволов и пеногенераторов, используемых в предлагаемом автономном пожарном модуле, показали высокую эффективность пожаровзрывопредотвращения и тушения горения как легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, так и розливов сжиженных природных и углеводородных газов.
Заявителем были проведены натурные огневые испытания на полигоне, где с помощью разработанных заявителем модернизированных установок комбинированного тушения пожаров "Пурга" обеспечивалось эффективное тушение слоя углеводородного топлива на площади 1250 м2.
Как показали результаты испытаний, применяемые для тушения пожара разработанные заявителем модернизированные установки "ПУРГА" обеспечивают мягкую и плавную подачу гибридной пены на поверхность горящего материала на повышенных расстояниях до 150 и более метров без грубого воздействия на площадь горения, то есть без перемешивания верхнего слой горючего с пенным слоем.
Кратность получаемой на разработанных заявителем модернизированных установках "ПУРГА" комбинированной воздушномеханической гибридной пены составляла от 20 до 40 или 30 ± 10. Использовался синтетический углеводородный экологически чистый пенообразователь типа ПО-6ТС российского производства. Дальность подачи получаемой комбинированной воздушномеханической гибридной пены составляла до 140 м.
Натурные огневые испытания разработанных заявителем модернизированных установок "Пурга" показали, что комбинированная гибридная пена обладает значительно более мягким воздействие на поверхность горения и большей огнетушащей эффективностью по сравнению с пенами оборудования, подающего отдельно пены низкой и средней кратности или по сравнению с комбинированными пенами низкой и средней кратности.
Присутствующие на испытаниях авторитетные специалисты международных организаций пришли к выводу, что оборудование для «гибридной пены» производства заявителя ООО НПО «СОПОТ» может стать эффективным вариантом для применения пенообразователей и пен, не содержащих фтор.
Вместе с тем в ходе натурных испытаний была выявлена и успешно решена задача обеспечения подачи гибридной пены с максимально удаленного расстояния, которая успешно решается предлагаемым изобретением
Используемые разработанные заявителем модифицированные устройства для тушения крупномасштабных пожаров и пожаровзрывопредотвращения комбинированной водовоздушной гибридной пеной с кратностью от 20 до 40 показали возможность эффективного тушения пожаров с равномерным распределением гибридной пены по площади пожаров горючих жидкостей класса В, твердых горючих материалов класса А, а также сжиженных углеводородных и природных газов (СУГ и СПГ).
Используемые разработанные заявителем модифицированные устройства могут также использоваться для охлаждения и/или противопожарной защиты зданий, сооружений, техники, оборудования, горючих и взрывоопасных материалов и изделий, а также пожаровзрывопредотвращения на местах аварий с пожаро- и взрывоопасными материалами.
Используемые разработанные заявителем модифицированные устройства пожаротушения обеспечивают создание единых струй комбинированной водовоздушной гибридной пеной с кратностью от 20 до 40 с возможностью автоматизированного их направления в зону тушения пожара и взрывопожаропредотвращения и с возможностью дистанционного управления включением/выключением пеногенераторов и поворотами пеногенераторов в вертикальной и горизонтальной плоскости, что позволяет их эффективно использоваться для тушения пеной крупномасштабных пожаров классов А и В, а также сжиженных углеводородных и природных газов (СУГ и СПГ), и они работоспособны при использовании всех типов отечественных и зарубежных пенообразователей с концентрацией от 3 до 6 % для получения пены низкой и средней кратности
Используемые разработанные заявителем устройства имеют компактную конструкцию, удобны в перевозке и подключении к магистральным трубопроводам подачи воды или водного раствора пенообразователя за счет комплектации стандартными быстросъемными соединениями с напорными трубопроводами обеспечивается возможность его использования совместно с другими пожарными гидравлическими системами и пожарными рукавами.
Эти применяемые устройства водопенного пожаротушения комбинированной водовоздушной гибридной пеной с кратностью от 20 до 40 могут быть оперативно перенесены или перевезены в требуемое место, быстро собраны и подготовлены к использованию в недоступных и/или труднодоступных для обычной пожарной техники местах - на промышленных предприятиях с особой взрывопожароопасностью производств, например, на предприятиях нефтехимической промышленности или на предприятиях с обращением СУГ и СПГ, а также на аварийно-химических опасных объектах, где возможно выделение сильнодействующих ядовитых веществ, на объектах хранения и изготовления взрывчатых веществ, а также на объектах, где необходимо применение в качестве огнетушащего средства высокоэффективных пен низкой и средней кратности, в том числе комбинированных струй; а также может эффективно использоваться для тушения различных крупномасшбаных пожаров, включая пожары сжиженных углеводородных и природных газов (СУГ и СПГ)
Основная идея обеспечения безопасности при авариях с сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ) обычно сводится к быстрому, практически мгновенному взятию под физический контроль всей свободной поверхности истекающей или растекающейся пожаровзрывоопасной жидкости сжиженного горючего газа с момента начала процесса истечения или растекания с желательным использованием автоматических систем включения и управления процессом купирования и ликвидации аварии с сжиженным горючим газом путем ускоренного формирования на поверхности разлива сжиженного газа слоя комбинированной водовоздушной гибридной пены кратностью от 20 до 40, преимущественно на основе синтетического углеводородного пенообразователя.
В качестве технического приема, технического способа реализации этой идеи нейтрализации или купирования опасных факторов аварий такого рода принята идея (и предложены соответствующие технические способы) оперативного покрытия всей свободной поверхности разлива горючих жидкостей и сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ) комбинированной водовоздушной гибридной пены с кратностью от 20 до 40 преимущественно на основе синтетического углеводородного пенообразователя определенной кратности, с определенными параметрами и свойствами, с применением определенных технических устройств, систем и приспособлений.
Параметры, состав и свойства комбинированной гибридной водовоздушной пены с кратностью от 20 до 40 преимущественно на основе синтетического углеводородного пенообразователя, а также режимы и способы ее подачи, определены и обоснованы экспериментально с учетом термодинамических и теплофизических особенностей ее взаимодействия при ее непосредственном контакте с поверхностью разлива сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ).
Специфика решаемой изобретением проблемы состоит в том, что при всех прочих вариантах применения воздушно-механических и даже химических пен с целью тушения пожаров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ) и/или даже защиты их от воспламенения, весьма существенную роль, а при тушении пожаров горючих жидкостей (ГЖ) даже доминирующую роль, играет процесс охлаждения поверхности горящей жидкости от температуры ее кипения, до которой ее поверхность прогревается уже за первые 3-5 минут пожара, до более низкой температуры (для варианта тушения пожара горючих жидкостей (ГЖ), вообще до температуры ниже температуры вспышки. При тушении пожара легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) температура поверхностного слоя жидкости снижается до температуры ниже температуры ее кипения.
При этом, во всех случаях снижается интенсивность испарения ЛВЖ и ГЖ, снижается давление паров упругости горящей жидкости под слоем пены и их парциальное давление. Тогда механическое изолирующее действие слоя пены только довершает процесс изоляции горящей жидкости и ее паров от зоны горения, от зоны пламени пожара и горение ЛВЖ и ГЖ прекращается. Так происходит процесс тушения пожаров ЛВЖ и ГЖ.
Существенно иначе выглядит теплофизическая картина теплового взаимодействия соприкасающихся сред при нанесении воздушномеханических пен на поверхность СГ.
Температура воздушно-механической пены редко выходит за пределы от +1 до +15°С. Это означает, что теплоперепад (тепловой напор) от пены к СУГ порядка 30-40°С, а для СПГ даже 150-160°С. Поэтому, процесс испарения сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ), за счет теплопритока от пены, при ее нанесении, не снижается, а наоборот, интенсифицируется.
Таким образом, процесс предотвращения возгорания (купирование) процесса прохождения паров горючего газа в надпенное пространство, в зону возможного горения, сводится к процессам сорбции, поглощения, задержания потока паров сжиженного горючего газа, что согласно изобретения может быть обеспечено пенным слоем определенного состава, определенной толщины и определенной структуры.
В силу того, что процесс разрушения жидкой пены, даже при отсутствии пожара над ней или под ней, идет непрерывно, и часть пенообразователя сквозь пену стекает вниз и попадает на поверхностный слой сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ), процесс интенсификации их испарения, за счет отекания «теплого» раствора пенообразователя продолжается непрерывно, но может ограничиваться ледяным слоем замороженной пены, располагаемой непосредственно на поверхности разлива сжиженного горючего газа ледяного слоя замороженной комбинированной водовоздушной пены низкой и средней кратности и гибридной пены.
Экспериментально определено и теоретически обосновано, что особую роль в ситуации разлива сжиженного горючего газа (СУГ и СПГ) играют фазовые превращения на поверхности раздела фаз пена/СУГ и/или пена/СПГ (пена/ сжиженный горючий газ) и поверхностным слоем жидких субстанций сжиженного горючего газа.
При контакте жидкой фазы пены с жидкой фазой горючего, имеющего температуру -162°С (при СПГ) или -42°С (при СУГ), нижние слои пены замерзают, переходя в твердую фазу определенной снегообразной структуры. Под слоем замороженной снегообразной пены начинает формироваться пористая ледяная подложка непосредственно на поверхности разлива сжиженного горючего газа.
В зависимости от дисперсности и кратности применяемых пен, физической и химической природы раствора пенообразователя и соотношения сил поверхностного натяжения на границе раздела фаз зависят плотность, пористость, газопроницаемость, теплопроводность и плавучесть образовавшегося снегообразного слоя замороженной пены под защитным слоем жидкой пены.
Следовательно, самым существенным образом от этого зависят теплоизолирующие и газоизолирующие свойства слоистого «сэндвича» на поверхности разлива сжиженного горючего газа: пары сжиженного горючего газа, ледяной слой, слой замороженной газонасыщенной пены и слой жидкой газонасыщенной пены или слой замороженной газонасыщенной пены и слой жидкой газонасыщенной пены.
Дальнейшие параметры процесса испарения горючей субстанции сжиженного горючего газа и проникновение ее паров в зону возможного контролируемого горения над слоем газонасыщенной пены или контролируемого горения насыщенной газом пены (концентрация паров горючего газа над пеной или концентрация газа в пене), зависят от теплофизических свойств ледяного слоя замороженной пены и следующего слоя жидкой пены. От их толщины, газопроницаемости, теплопроводности, сорбционных свойств слоя замороженной газонасыщенной гибридной пены и расположенного выше слоя жидкой газонасыщенной гибридной пены.
Исследования авторов и натурные огневые испытания показали, что дорогие импортные фторсодержащие пленкообразующие пенообразователи самые худшие из известных пенообразователей для купирования и тушении пожаров СУГ и СПГ, а наиболее эффективны именно дешевые, производимые в России экологически безопасные синтетические углеводородные пенообразователи, например синтетический углеводородный пенообразователь типа ПО-6ЦТ.
Экспериментально установлено также, что в качестве генераторов комбинированной воздушномеханической гибридной пены для купирования и тушения пожаров СУГ и СПГ и утилизации разливов СУГ и СПГ целесообразно использовать модернизированные установки "ПУРГА" производства заявителя, обеспечивающих формирование и подачу гибридной пены на расстояние до 140 и более метров.
Характерной особенностью предлагаемого изобретения является формирование и спутная подача по напором соприкасающихся струй воздушномеханической гибридной пены и воздушномеханической пены низкой кратности и, которые имеют различные физико-гибравлические и пожаротушащие свойства, а именно струи воздушномеханической пены низкой кратности с более высоким кинетическим энергетическим потенциалом обеспечивают более далекую доставку комбинированной гибридной пены, которая как это подробно показано выше обладает существенно более эффективными пожаротушащими свойствами. При этом в результате спутного движения струи пены низкой кратности и гибридной пены безударно перемешиваются с получением единой струи комбинированной гибридной пены повышенной мощности и дальнобойности
Таким образом, используемые в автономном пожарном модуле контейнерного типа пожарного поезда устройств водопенного пожаротушения с возможностью формирования и подачи под напором комбинированных струй воздушномеханической гибридной пены обеспечивают существенное повышение эффективности пожаротушения различных крупномасштабных пожаров различных горючих и взрывопожароопасных материалов.
Поэтому все отображенные в формуле изобретения общие и частные признаки являются существенными и находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом, получаемым от использования изобретения.
Возможности ликвидации аварийных разливов, пожаровзрывопредотвращения, купирования и тушения пожара разливов легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), а также сжиженного природного газа или сжиженного углеводородного газа комбинированной водовоздушной гибридной пеной с кратностью от 20 до 40 определены экспериментально и практически проверены в процессе натурных огневых испытаний.
Натурные испытания в полевых условиях показали уверенное решение актуальной проблемы и достижения требуемого технического результата, а именно реализация настоящего изобретения позволяет повысить эффективность пожаровзрывопредотвращения и тушения крупномасштабных аварийно-транспортных и аварийно-промышленных пожаров за счет повышения дальнобойности, равномерности и более мягкого распределения комбинированной водовоздушной гибридной пены по площади пожара, повышения безопасности процесса тушения пожаров и пожаровзрывопредотвращения на особо пожаровзрывоопасных объектах и при ликвидации технологических и транспортных аварий путем предотвращения возгораний, взрывов, снижения интенсивности горения и тушения пожаров в энергетической, транспортной, газодобывающей, газоперерабатывающей и химической промышленности.
Использование огнетушащих веществ в виде комбинированных водопенных струй обусловлена необходимостью обеспечения быстрого пожаротушения на особо взрывопожароопасных объектах, связанных со скоротечностью развития пожара и с переходом пожара с начальной стадии развития в считанные минуты в катастрофические пожары с трудно предсказуемыми последствиями.
За счет высоких кинетических энергетических характеристик струй воздушномеханической (водовоздушной) пены низкой кратности и повышенных пожаротушащих свойств гибридной пены при получении единых струй комбинированной гибридной пены повышенной мощности и дальнобойности при использовании предлагаемого изобретения обеспечиваются: быстрое тушение различных пожаров на больших площадях; тушение пожара с большой тепловой энергетикой; тушение крупномасштабных пожаров с большого расстояния (до 140 и более метров) дальнебойными комбинированными струями гибридной пены, что особенно значимо в случаях проблематичности и невозможности приближения к очагам крупных возгораний по транспортным, высокотемпературным, взрывоопасным и другим ограничениям, тушение отдельных очагов пожаров посредством дополнительных ручных и мобильных средств пожаротушения и пожарных рукавов водовоздушной пеной низкой кратности и гибридной пеной с расстояния до 800 м, .
Характерной особенностью применяемых устройств водопенного пожаротушения является возможность генерации и подачи до 140 м струй комбинированной водовоздушной гибридной пены, которые как это доказано натурными испытаниями пригодны для тушения практически всех видов легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), включая и сжиженные углеводородные и природные газы (СУГ и СПГ), которые как известно нельзя тушить струями воды.
Отдельные детали и узлы оборудования заявляемо изобретения могут быть изготовлены из обычно используемых в противопожарной технике материалов, на обычном оборудовании по обычным технологиям.
Подробное описание конструкции и особенностей функционирования системы доказывают промышленную применимость предлагаемого пожарного поезда с предлагаемым автономным пожарным модулем.
Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.
Учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие сущности изобретения», доказанную в разделе «Осуществление изобретения» техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, решение поставленной изобретательской задачи и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, по нашему мнению, заявленное изобретение удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.

Claims

36 Пожарный поезд с автономным пожарным модулем контейнерного типа Формула изобретения
1. Пожарный поезд, включающий по крайней мере один локомотив, по крайней мере одну цистерну с водой и железнодорожную платформу со средствами пожаротушения, отличающийся тем, что в качестве средства пожаротушения на железнодорожной платформе пожарный поезд содержит автономный пожарный модуль на основе контейнера для грузоперевозок с боковыми наружными дверьми и торцевыми подъемными воротами, на крыше которого установлено по крайней мере одно устройство водопенного пожаротушения с возможностью формирования и совместной подачи под напором соприкасающихся струй воздушномеханической гибридной пены и воздушномеханической пены низкой кратности с получением единой струи комбинированной гибридной пены повышенной мощности и дальнобойности, и внутри которого расположены насос с двигателем, по крайней мере одна емкость для пенообразователя, устройство смешения воды с пенообразователем, по крайней мере одно устройство намотки/размотки и хранения пожарных рукавов в катушках с возможностью перемещения внутри контейнера и поворота в сторону требуемой двери или ворот контейнера, система всасывающих и напорных трубопроводов огнетушащей жидкости с запорно-регулирующей и присоединительной арматурой и водосливным устройством с затвором и средствами быстросъемного присоединения/отсоединение шлангов подачи воды из вагонов-цистерн с водой или внешних источников воды, выполненная с возможностью гидравлического сообщения с источниками воды, насосом, устройством смешения воды с пенообразователем и патрубками присоединения устройств водопенного пожаротушения и пожарных рукавов.
2. Пожарный поезд по п. 1 , отличающийся тем, что автономный пожарный модуль содержит по крайней мере одно устройство водопенного пожаротушения с возможностью формирования и совместной подачи под напором соприкасающихся струй воздушномеханической гибридной пены и 37 воздушномеханической пены низкой кратности с получением единой струи комбинированной гибридной пены кратностью 30 + 10.
3. Пожарный поезд по п. 2, отличающийся тем, что автономный пожарный модуль содержит по крайней мере два расположенных на крыше контейнера и присоединенных к напорным трубопроводам устройства водопенного пожаротушения с возможностью формирования и совместной подачи под напором разнонаправленных или спутнонаправленных струй комбинированной гибридной пены кратностью 30 + 10.
4. Пожарный поезд по п. 2, отличающийся тем, что автономный пожарный модуль содержит по крайней мере два расположенных на крыше контейнера и присоединенных к напорным трубопроводам устройства водопенного пожаротушения с возможностью формирования и совместной подачи под напором 0,8 - 1 ,2 Мпа струй комбинированной гибридной пены на расстояние до 100 - 140 м с расходом по водному раствору пенообразователя до 333 л/с и производительностью по пене до 540.000 л/мин.
5. Пожарный поезд по п. 2, отличающийся тем, что устройства водопенного пожаротушения в автономном пожарном модуле изготовлены с возможностью подъема в рабочее положение и опускания в транспортное положение и с возможностью ручного и/или дистанционного управления поворотами в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
6. Пожарный поезд по п. 1 , отличающийся тем, что автономный пожарный модуль содержит средства видеонаблюдения и систему дистанционного управления функционированием насоса и водопенных устройств пожаротушения с возможностью ручного управления или дистанционного управления посредством радиосигналов и/или интернет.
7. Пожарный поезд по п. 1 , отличающийся тем, что автономный пожарный модуль содержит систему электроснабжения и освещения посредством аккумуляторов и/или автономного электрогенератора с ручным и/или дистанционным управлением.
8. Пожарный поезд по п. 1 , отличающийся тем, что автономный пожарный модуль содержит систему вентиляции и охлаждения с ручным и/или дистанционным управлением.
9. Пожарный поезд по п. 1 , отличающийся тем, что в качестве контейнера для грузоперевозок автономный пожарный модуль содержит 40-ка футовый контейнер для грузоперевозок класса ISO или контейнер типа 1АА (1 А), внутренние стены которого теплоизолированы слоем минеральной ваты и обшиты металлическими панелями.
10. Пожарный поезд по п. 7, отличающийся тем, что внутри контейнера установлены шкафы для размещения штатного пожарного оборудования и инвентаря, а на крыше контейнера прожекторы наружного освещения с ручным и дистанционным управлением.
11. Пожарный поезд по п. 1 , отличающийся тем, что устройство смешения воды с пенообразователем в автономном пожарном модуле выполнено с возможностью приготовления 3 - 6 %-ного водного раствора пенообразователя и его подачи в напорные трубопроводы.
12. Пожарный поезд по п. 1 , отличающийся тем, что автономный пожарный модуль изготовлен с возможностью подключение и использования дополнительных средств пожаротушения в виде дополнительных пожарных модулей и/или робототехнических устройств с вспомогательными газовыми, аэрозольными, порошковыми и/или твердопенными на основе структурированных частиц кремнезема устройствами пожаротушения с возможностью совместного их функционирования, управления и использования при проведении аварийно -спасательных работ и тушения пожаров.
13. Пожарный поезд по п. 1 , отличающийся тем, что автономный пожарный модуль содержит соединенный с ним линиями связи, управления и электроснабжения устанавливаемый на эту же или другую платформу дополнительный контейнер с возможностью размещения в нем рабочих мест персонала, пульта видеонаблюдения и дистанционного управления, мест хранения средств индивидуальной защиты и скорой медицинской помощи, ручных средств пожаротушения и вспомогательного и ручного пожарного оборудования и инвентаря, холодильной и/или вентиляционной установок и электрогенератора.
14. Пожарный поезд по п. 1 , отличающийся тем, что автономный пожарный модуль изготовлен с возможностью транспортировки перевозящим стандартные контейнеры для грузоперевозок транспортом.
PCT/RU2024/000046 2023-02-14 2024-02-12 Пожарный поезд с автономным пожарным модулем контейнерного типа WO2024172693A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2023103341A RU2804551C1 (ru) 2023-02-14 Пожарный поезд с автономным пожарным модулем контейнерного типа
RU2023103341 2023-02-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024172693A1 true WO2024172693A1 (ru) 2024-08-22

Family

ID=92420397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2024/000046 WO2024172693A1 (ru) 2023-02-14 2024-02-12 Пожарный поезд с автономным пожарным модулем контейнерного типа

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024172693A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100083868A1 (en) * 2008-10-08 2010-04-08 Gibson Don Rail Firefighting Platform
RU2454341C1 (ru) * 2010-12-28 2012-06-27 Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД") Пожарный поезд
WO2012145565A2 (en) * 2011-04-19 2012-10-26 Thomson Matt Securable concrete storage facility
RU199778U1 (ru) * 2020-04-14 2020-09-21 Общество с ограниченной ответственностью НПО «Современные пожарные технологии» Устройство для пожаровзрывопредотвращения и тушения пожара гибридной пеной
EP3795444A1 (de) * 2019-09-23 2021-03-24 Plasser & Theurer Export Von Bahnbaumaschinen Gesellschaft m.b.H. Arbeitszug
RU209417U1 (ru) * 2021-01-25 2022-03-16 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Контейнер автономного пожарного модуля

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100083868A1 (en) * 2008-10-08 2010-04-08 Gibson Don Rail Firefighting Platform
RU2454341C1 (ru) * 2010-12-28 2012-06-27 Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД") Пожарный поезд
WO2012145565A2 (en) * 2011-04-19 2012-10-26 Thomson Matt Securable concrete storage facility
EP3795444A1 (de) * 2019-09-23 2021-03-24 Plasser & Theurer Export Von Bahnbaumaschinen Gesellschaft m.b.H. Arbeitszug
RU199778U1 (ru) * 2020-04-14 2020-09-21 Общество с ограниченной ответственностью НПО «Современные пожарные технологии» Устройство для пожаровзрывопредотвращения и тушения пожара гибридной пеной
RU209417U1 (ru) * 2021-01-25 2022-03-16 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Контейнер автономного пожарного модуля

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2394724C2 (ru) Способ и вертолетное устройство комбинированного тушения пожаров лесных массивов и промышленных объектов (варианты)
US7261165B1 (en) Appartus for fighting forest fires
RU2615956C1 (ru) Способ комбинированного тушения пожаров горючих и легковоспламеняющихся жидкостей
RU2757479C1 (ru) Способ пожаровзрывопредотвращения и тушения пожара гибридной пеной и устройство для его осуществления
US9186532B2 (en) Extinguishing device, extinguishing system, and method for local firefighting
RU2819950C1 (ru) Пожарный поезд с автономным пожарным модулем контейнерного типа
RU2804551C1 (ru) Пожарный поезд с автономным пожарным модулем контейнерного типа
RU199778U1 (ru) Устройство для пожаровзрывопредотвращения и тушения пожара гибридной пеной
WO2024172693A1 (ru) Пожарный поезд с автономным пожарным модулем контейнерного типа
RU203044U1 (ru) Насадок с генераторами пены для автомеханической пожарной лестницы
RU203283U1 (ru) Насадок для автомеханической пожарной лестницы с поворачивающимися генераторами пены средней кратности
RU2813419C1 (ru) Автономный пожарный модуль контейнерного типа
RU218162U1 (ru) Автономный пожарный модуль контейнерного типа
RU2804950C1 (ru) Способ пожаровзрывопредотвращения и тушения крупномасштабных аварийно-транспортных и аварийно-промышленных пожаров комбинированной гибридной пеной и устройство для его осуществления
RU2829480C2 (ru) Устройство для пожаровзрывопредотвращения и тушения крупномасштабных аварийно-транспортных и аварийно-промышленных пожаров комбинированной гибридной пеной
Xie Heavy compressed air foam truck applied to high-rise building fires
RU190536U1 (ru) Устройство для предотвращения и тушения крупномасштабных лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров быстротвердеющей пеной
WO2024172695A1 (ru) Автономный пожарный модуль контейнерного типа
RU226119U1 (ru) Автономный пожарный модуль контейнерного типа с универсальной установкой комбинированного тушения пожара
RU2826696C1 (ru) Автономный пожарный модуль контейнерного типа с универсальной установкой комбинированного тушения пожара
WO2024172696A1 (ru) Способ и устройство пожаровзрывопредотвращения и тушения крупномасштабных пожаров
RU2751894C1 (ru) Насадок с генераторами пены для автомеханической пожарной лестницы
WO2024172694A1 (ru) Устройство пожаровзрывопредотвращения и тушения пожаров
RU77785U1 (ru) Вертолетное устройство комбинированного тушения пожаров лесных массивов и промышленных объектов (варианты)
RU2751296C1 (ru) Насадок для автомеханической пожарной лестницы с поворачивающимися генераторами пены средней кратности

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24757362

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1