|
|
Поиск и анализ инновационных технических решений в области техносферной безопасности. Поиск и анализ инновационных технических решений в области техно. Наименование инновационного технического решения
Практическое задание 4
Поиск и анализ инновационных технических решений в области огнезащитных ограждений
Тема 1. Международная патентная классификация
Цель: получить практические навыки поиска и анализа инновационных технических решений в области пожарной безопасности (на примере огнезащитных ограждений).
Алгоритм выполнения
1. Изучить алгоритм поиска и анализа инновационных технических решений в области огнезащитных ограждений.
2. Ознакомиться с теоретической частью электронного учебника.
3. Оформить результаты в виде таблицы.
Бланк выполнения задания 4
Форма для выполнения задания
№ п/п
|
Наименование инновационного технического решения
|
Описание документа источника
|
Сведения об авторах и организации
|
Описание сущности инновационного решения
|
Результаты анализа достоинств и недостатков
|
1
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
|
Образец выполнения задания 4
№ п/п
|
Наименование инновационного технического решения
|
Описание документа источника
|
Сведения об авторах и организации
|
Описание сущности инновационного решения
|
Результаты анализа достоинств и недостатков
|
1
|
Огнезащитное ограждение
|
Патент РФ
№ 2182025
(опубликован 10.05.2002)
|
Авторы:
Усманов М.Х. (UZ), Брушлинский Н.Н. (RU), Касымов Ю.У. (UZ), Кулдашев А.Х. (UZ), Копылов Н.П. (RU), Либстер С.А. (UZ), Лобанов Н.Б. (UZ), Мисюченко Т.В. (UZ), Серебренников Е.А. (RU), Сабиров М. (UZ)
|
Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемая конструкция позволяет создать благоприятные условия спасателям или пожарным для работы в непосредственной близости к очагам горения за счет того, что:
1) в межсеточном пространстве стен, потолков, пола формируется парокапельновоздушная среда, образовываемая из разбрызгиваемых капель жидкости, которые при воздействии тепловой радиации испаряются как при подлете к сеткам, так и при соприкосновении с ними, образовываемая пленка из жидкости на сетках (по крайней мере, на плоскостях внутренних сеток) также дает испарение – эти процессы поглощают часть падающего теплового потока на сетки и на саму парокапельновоздушную среду;
2) происходит отражение тепловой радиации и конвективных газовых потоков от сеток, от пленки из жидкости, образуемой на сетках, и парокапельновоздушной среды;
3) демпфируются внешние шумовые воздействия из-за наличия парокапельновоздушной среды, пленки из жидкости на сетках;
4) при изготовлении каждой из ограничивающих стен коридора более чем из двух сеток возможно комбинированное применение охлаждающей жидкости: в одном из межсеточных пространств жидкость разбрызгивается с помощью форсунок, а в пространство, образованное другой парой сеток, подается в виде воздушно-механической или химической пены.
Таким образом, резко снижается степень проникновения опасных факторов пожара – тепловой радиации, инфракрасного и светового излучений, конвективных газовых потоков и шумового воздействия во внутренний объем защитного коридора.
Выполнение ограждения в виде ряда соединяемых между собой модулей позволяет наращивать его до необходимой длины.
Габариты модуля подбираются таким образом, чтобы его можно было свободно перемещать вручную либо с помощью механизмов для того, чтобы наращивать его до необходимой длины.
Каждый очередной модуль в момент его закрепления к наращиваемому концу коридора через подсоединительную арматуру подключается к системе подачи охлаждающей жидкости. Таким образом, каждая ограничивающая поверхность, будь то стена, потолок (а при необходимости и пол) превращаются в огнезащитный экран, состоящий из параллельных сеток, формирующих парокапельновоздушную среду, отражающую и частично поглощающую опасные факторы пожара
|
Защитное ограждение, выполненное в виде каркаса из сообщающихся между собой труб, расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях. На боковой поверхности труб выполнены отверстия. По обеим сторонам каркаса с зазором размещены металлические сетки. К каркасу подсоединяют соединительную арматуру, связанную с емкостью, содержащей воду (патент Узбекистана 4665, кл. А 62 С 31/00, опубл. 30.12.97).
Недостатком устройства является низкая эффективность, обусловленная:
1) возможностью только вертикальной защиты с фронтальной стороны перпендикулярно направлению распространения тепловой радиации. Не обеспечивается защита при крупных пожарах от радиации, могущей в принципе поступать со всех сторон, от продуктов горения в случае пожаров с возможным выбросом горючих веществ, что часто приводит к неминуемой гибели, а также от вредного воздействия шума, который может достигать на крупных газовых и нефтяных фонтанах значений, опасных для жизни и здоровья людей;
2) при существующих напорах воды отверстия в трубах дают только струйное истечение жидкости без ее разбрызгивания, что не позволяет создавать капельно-водяной кран в межсеточном пространстве, как это предполагалось в описанном устройстве.
Задачей изобретения является разработка более эффективного и мобильного устройства для защиты людей от тепловой и световой радиации, поступающей со всех сторон, возможных выбросов продуктов горения, а также вредного воздействия шума
|
2
|
Огнестойкое боновое заграждение
|
Патент РФ
№ 2177062
(опубликован 20.12.2001)
|
Авторы:
Веснин Н.М., Исмагилов А.Х.
Патентообладатель: Экспериментально-производственный и технический центр Межотраслевого научно-исследовательского института экологии топливно-энергетического комплекса
|
Задачей настоящего изобретения является снижение веса огнестойкого бонового заграждения, повышение уровня его универсальности и эксплуатационной надежности.
Решение поставленной задачи достигается тем, что огнестойкое боновое заграждение, состоящее из соединенных между собой секций, каждая из которых содержит поплавковый элемент, снаружи которого расположены один или несколько слоев сорбирующего воду материала, согласно изобретению снабжено внешней оболочкой, которая выполнена в виде плотной спирали или плетеной сетки из гидрофобного огнестойкого ерша, а поплавковый элемент состоит из отдельных герметичных твердотелых поплавков, при этом места соединений секций снабжены гидрофильной внутренней и гидрофобной внешней манжетами.
Гидрофобный огнестойкий ерш может быть выполнен из термостойкого материала, например стекловолокна, углеволокна или другого волокна с температурой плавления не менее 1100 °C.
Предпочтительно внешняя оболочка имеет цилиндрическую форму, а плотная спираль или плетеная сетка внешней оболочки выполнена с шагом, не превышающим диаметр ерша.
Совокупность признаков в данном техническом решении, включающем наличие «одного или нескольких слоев сорбирующего воду материала» с дополнительной «внешней оболочкой из гидрофобного огнестойкого ерша», позволяет создать в боновом заграждении в отличие от известных не две защитные зоны, а пять: зону капиллярного подъема воды и зону парообразования (температура 100 °C) с реализацией в них эффекта охлаждения за счет эндотермического процесса капиллярной циркуляции и испарения воды; дополнительно зону впитывания нефти с подъемом над поверхностью воды и зону возгонки паров нефти (температура до 400 °C) с реализацией в них эффекта охлаждения за счет эндотермического процесса капиллярной циркуляции и испарения углеводородов; а также зону низкотемпературного горения паров нефти (температура до 750 °C), которая отделяет поверхность бонов от высокотемпературной области горения нефти (температура 110–1300 °C).
При этом одновременное наличие этих пяти зон с различными по своей природе механизмами термозащиты в сочетании с предлагаемым устройством внешней оболочки, а именно выполненной в виде спирали или плетеной сетки из ерша, позволяющих при изгибах бонов, которые возможны вследствие давления воды или их механической деформации под воздействием волнового эффекта, устранить чрезмерное уплотнение внутреннего гидрофильного и внешнего гидрофобного слоя и стабилизировать интенсивность капиллярного подъема охлаждающих жидкостей, что предотвращает появление местных очаговых прожогов оболочек, увеличивая эксплуатационную надежность бонового заграждения.
Данная совокупность признаков, учитывая наличие первичной поверхностной защиты, позволяет изготовлять гидрофильные (внутренние) оболочки из нетермостойких материалов, что в сочетании с выполнением наружной оболочки в виде плотной спирали или плетеной сетки, снижающим расход тяжелых огнестойких материалов, значительно уменьшает вес предлагаемого огнестойкого бонового заграждения.
Совокупность таких признаков, как наличие внешней оболочки из гидрофобного огнестойкого ерша и ее выполнение цилиндрической формы позволяет не только расширить спектр ландшафтных условий применения данного огнестойкого заграждения, включая мелководье водоемов, травяные и моховые болота, но и определяет формирование предлагаемого бонового заграждения с ворсистой поверхностью, обладающей сорбционной активностью, что позволяет применять их не только для удержания нефтяной пленки, но и для зачистки водоемов от нефтяного загрязнения.
Данное изобретение обеспечивает также расширение возможного спектра температурных условий применения. Так, в зимних условиях при образовании льда в капиллярных структурах гидрофильных слоев первичную термозащиту бона в описываемом заграждении выполняет гидрофобная оболочка, что позволяет эксплуатировать боны в режиме периодического вмерзания их в ледовый покров, характерного для эксплуатации в условиях температур окружающего воздуха от 0 до −40 °C.
Отмеченные выше расширения спектра ландшафтных условий функционального назначения и температурных условий применения в значительной степени повышают уровень универсальности предлагаемого огнестойкого бонового заграждения
|
Известен бон, предназначенный для задержания огнеопасного загрязняющего вещества на поверхности воды и состоящий из полого плавучего элемента, расширяющийся при подводе тепла, покрытого слоем теплостойкого водопоглощающего материала с сеточным покрытием, который обеспечивает всасывание воды с образованием огнезащитного водного потока (патент США № 4645376, МПК E 02 В 15/04).
Недостатками данного заграждения являются:
– наличие прямого контакта водопоглощающего материала с горящей массой вещества, вследствие чего (при отсутствии абсолютной гидрофильности материала) возможно капиллярное всасывание в данный слой и горящего вещества, что может приводить к снижению толщины огнезащитного потока с повреждением бона под действием высоких температур;
– большой вес и жесткость секций бонов, затрудняющие их установку на водоемах;
– возможность повреждения гидрофобного материала бонов при перевозках.
Указанные недостатки в определенной степени устранены в известной конструкции огнестойкого бонового заграждения (патент США № 4537528, МПК E 02 B 15/04), которое состоит из некоторого количества секций, соединенных между собой. Каждая секция включает поплавковый элемент, выполненный из отдельных камер, снаружи которого расположены несколько слоев сорбирующего воду материала, выполняющего функцию осмотического фитиля, имеющего шторку, которая является продолжением сорбирующего воду материала, с расположенным в нижней ее части силовым элементом, что предотвращает прямой контакт внутренней поверхности гидрофильного слоя с нефтью.
Недостатками данного заграждения являются:
– большой вес, что затрудняет транспортировку и развертывание заграждения на водоемах;
– низкая эксплуатационная надежность, связанная с тем, что при изгибе бонового заграждения вследствие воздействия давления воды или механической деформации заграждения под воздействием волнового эффекта происходит уплотнение внутреннего всасывающего слоя, снижающее интенсивность осмотического всасывания, что может приводить к местным прожогам оболочек и выходу бонового заграждения из строя;
– недостаточный уровень универсальности бонов, ограничивающий их применение только в условиях глубоководных водоемов, и невозможность применения заграждения в зимних условиях
|
3
|
Противопожарный строительный блок, способ его изготовления и огнезащитная конструкция стены из этих блоков
|
Патент РФ
№ 2307901
(опубликован 10.10.2007)
|
Авторы: Король Е.А. (RU), Макаров Г.В. (RU), Слесарев М.Ю. (RU), Теличенко В.И. (RU)
Патентообладатель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет (RU)
|
Задачей настоящего изобретения является создание такой огнестойкой конструкции, которая бы более надежно защищала людей и имущество от опасных факторов пожара: тепловой радиации, инфракрасного и светового излучения, конвективных и газовых потоков и шумового воздействия, а также возможных продуктов выброса горючих веществ и при этом выполняла бы функции несущей конструкции стены или перекрытия.
Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенного изобретения противопожарного строительного блока, является избирательная многорежимная функциональность противопожарного строительного блока (несущая, теплоизолирующая и противопожарная функции конструкции строительного блока) при повышении огнестойкой способности несущей конструкции стены из этих блоков в момент возникновения угрозы пожара. Использование предлагаемого изобретения позволяет создать противопожарные конструкции, применяемые в строительстве, для которых важным параметром является симметричность (отсутствие ориентации на сторону огневого воздействия) и которые по своим огнестойким свойствам не уступают аналогам и при этом обладают улучшенными теплоизоляционными характеристиками и являются унифицированными.
Технический результат достигается тем, что в конструкции противопожарного блока, состоящего из наружных слоев из мелкозернистого бетона и теплоизолирующей сердцевины, выполненной из легкого пористого бетона, наружные слои образуют замкнутую оболочку вокруг теплоизолирующей сердцевины, сквозь наружный слой установлены патрубки с трехходовыми вентилями, сообщающими теплоизолирующую сердцевину с вакуумно-компрессионной и водопроводными магистралями, на внешней поверхности наружного слоя установлен датчик температуры, подающий сигнал на каждый из трехходовых вентилей с возможностью при понижении наружной температуры запереть один из патрубков и соединить другим патрубком теплоизолирующую сердцевину блока с вакуумно-компрессионной магистралью для откачивания воздуха с повышением сопротивления теплопередаче или при возникновении пожара переключить патрубок на водопроводную магистраль для заполнения теплоизолирующей сердцевины, охлаждая блок, а после прекращения пожара переключить патрубок от водопроводной магистрали на вакуумно-компрессионную магистраль для осушения сердцевины блока.
Технический результат достигается тем, что при использовании предложенного способа изготовления противопожарного строительного блока, включающего укладку слоев в форму, виброформование, выдержку до схватывания смеси и извлечение из формы, укладывают нижний слой из мелкозернистой бетонной смеси, который уплотняют с образованием углубления, в котором размещают бетонную смесь, образующую сердцевину блока, пригодную для последующего вспенивания, содержащую металлическую стружку, размещают верхний слой мелкозернистой бетонной смеси с последующим уплотнением, при виброформовании в закрытой форме через патрубки подают воздух для вспенивания бетонной смеси, образующей сердцевину блока, а после выдержки до схватывания блок обрабатывают в СВЧ-печи для прожигания микроотверстий в порах вспененной бетонной смеси.
Технический результат достигается тем, что при использовании предложенной огнезащитной конструкции стены, сложенной из предложенных авторами изобретения противопожарных блоков, образующих стену, имеется трубопровод для подачи внутрь стены охлаждающей жидкости, а для сбора и отвода охлаждающей жидкости при ее прокачке через противопожарные блоки во время пожара, продувке сжатым воздухом для просушки и создания вакуума для повышения сопротивления теплопередаче при низкой температуре наружного воздуха конструкция стены снабжена дополнительной системой трубопроводов из двух разветвленных магистралей – напорной и сливной, имеющих возможность подключения к водопроводу и канализации, причем каждая из двух разветвленных магистралей снабжена запорными вентилями, датчиками температуры, регулярно расположенными с обеих сторон стены, вакуумным насосом, имеющим возможность работы в режиме компрессора, а также конструкция снабжена системой управления вентилями магистралей и вакуумным насосом/компрессором.
Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенной огнезащитной конструкции стены, является постоянная готовность огнезащитной конструкции стены выполнять функции как по огнезащите, так и по обеспечению комфортных условий внутри помещения и в первую очередь по показателю сопротивления теплопередаче. Уровень показателей огнезащиты и сопротивления теплопередаче при использовании предложенной огнезащитной конструкции стены выше, чем у аналогов, каждый из которых способен выполнять лишь только одну из названных функций
|
Известна противопожарная конструкция (патент США 6421968, МПК Е06В 9/01, 23.07.2002.), которая включает в себя модульные трехслойные элементы, закрепленные на каркасе. Модульные элементы состоят из наружных слоев, выполненных из огнестойкого стекла, между которыми помещено вещество, вспенивающееся при высокой температуре.
В качестве ближайшего аналога способа изготовления противопожарного строительного блока выбран способ изготовления трехслойных строительных изделий (патент России № 2243335, Е04В 1/76, 13.05.2003). Способ изготовления трехслойных строительных изделий включает последовательную укладку в форму нижнего ограждающего слоя из бетонной смеси, внутреннего теплоизоляционного слоя из сырьевой смеси для изготовления теплоизоляционных изделий и верхнего ограждающего слоя из бетонной смеси с соединением между собой нижнего и верхнего ограждающих слоев металлическими связями.
В указанном способе сырьевая смесь получена перемешиванием кварцевого песка, кремнефтористого натрия и 1/10–1/50 частей ОКСИФОСА-КД6, совместным помолом в течение 6–10 ч, введением жидкого натриевого стекла и повторным перемешиванием, введением в полученную смесь отдельно подготовленного раствора в воде пенообразователя ПО-6К – нейтрализованного продукта обработки гудрона серной кислоты и оставшейся части ОКСИФОСА-КД6 и повторным перемешиванием в течение 6–12 мин при определенном соотношении компонентов.
В качестве ближайшего аналога огнезащитной конструкции стены выбрана известная конструкция огнезащитного ограждения (патент России № 2182025, А62С 2/08, 13.03.2000).
Конструкция огнезащитного ограждения относится к противопожарной технике. Защитное ограждение включает в себя систему защитных экранов для обеспечения защиты людей от воздействия опасных для жизни и здоровья факторов пожара: тепловой и световой радиации, шума, продуктов выброса горючих веществ. Ограждение представляет собой коридор, в стены и потолок которого подают охлаждающую жидкость.
Недостатком конструкции (патент США 6421968, МПК Е06В 9/01, 23.07.2002) является то, что некоторые детали каркаса не защищены от воздействия пламени и высоких температур, что может привести к потере несущей способности конструкций, обеспечивающих устойчивость преграды, и проникновению пламени или продуктов горения через вертикальные стыки между панелями.
Недостатком способа по патенту № 2243335 является то, что четыре грани из шести получаемого строительного блока остаются незакрытыми и потому в строительном изделии (блоке или панели) не может быть обеспечена герметичность внутренней полости, заполненной пористым бетоном. Такая конструкция противопожарного строительного блока или панели не удовлетворяет требованиям по огнестойкости и пожарной безопасности из-за невозможности принудительной фильтрации охлаждающей жидкости через пористую сердцевину блока. В частности, оказывается недостаточным предел огнестойкости, устанавливаемый по времени наступления одного из признаков предельного состояния, а именно потери несущей способности, потери целостности стены, изготовленной из противопожарных строительных блоков или панелей, а также потери теплоизолирующей способности.
Недостатком огнезащитной конструкции (патент России № 2182025, А62С 2/08, 13.03.2000) является то, что она не может использоваться в качестве капитальной ограждающей конструкции здания или сооружения и не может выполнять функцию несущей конструкции стены или перекрытия, а предназначена только для использования в период тушения пожара
|
|
|
|
Скачать 280 Kb.