Пожарный спринклер: устройство и принцип работы

Прошли те времена, когда необходимо было бегать к костру с ведром воды, чтобы его затушить. За прошедшее столетие система пожаротушения претерпела существенных изменений. Мало того, что теперь воду, в качестве средства для тушения пламени, заменили на более действенное средство – пену, так еще и кроме огнетушителей, которым можно локализовать небольшой источник возгорания, придумали и специальные системы, способные справиться даже с самым мощным пожаром. В настоящее время, в основном используются спринклерные и дренчерные системы пожаротушения, которые основаны на принципе распыления.

Немного исторических фактов

Автоматическая установка для тушения пожара впервые появилась в начале 19 века. Ее разработал и запатентовал англичанин и эта система представляла собой совокупность трубопроводов, которые подпитывались от водонапорного бака, и специальные устройства со множеством мелких дырочек, которые в состоянии были распылять жидкость. Такая система устанавливалась в отдельном помещении и могла помочь потушить источник возгорания.

Она в то время могла срабатывать только после того, как прикрепленный к ней горючий шнур перегорал, замки, удерживающие клапан, открывались и вода поступала непосредственно в оросительную систему. В последующие годы система постоянно модернизировалась, что привело к созданию спринклерных установок. И первенство в этом деле, однозначно, принадлежит Англии.

На российских фабриках и заводах спринклерные системы начали появляться только в конце 19 века. Это значительно уменьшило ущерб, причиняемый пожарами, поэтому фабриканты не жалели денег на установку систем пожарной безопасности на своих объектах. В начале 20 века уже около полутысячи производств были оснащены системами пожаротушения. Даже был построен завод, который носил название «Русский спринклер».

Уже к 1925 году это предприятие выпускало до 300 спринклеров ежедневно. В самом начале при производстве спринклеров использовались резиновые уплотнители, но они иногда становились препятствием к эффективному пожаротушению, особенно если термочувствительный элемент разрушался, и вода в систему не поступала. В настоящее время использование резиновых уплотнителей при производстве спринклеров категорически запрещено.

Что из себя представляет спринклер

Спринклер (с английского языка переводится как ороситель или распылитель) представляет систему пожаротушения, основной деталью которой является оросительная головка, которая установлена в трубопроводную систему, где вода либо воздух всегда находится под давлением. Спринклерное отверстие постоянно закрыто при помощи термочувствительной колбы либо замка, которые реагируют на различную температуру от 57 градусов до 260 градусов и выше.

Если в помещении температура достигает определенного установленного предела, то колба лопается или спринклерный замок плавится, и вода начинает поступать в систему, распыляясь на источник возгорания. Есть определенный минус в этой системе. Время для срабатывания головок, как правило, составляет от 2 до 3 минут после превышения температурного режима в конкретном помещении.

Спринклерная система в настоящее время

Современное спринклерное устройство от первоначальных моделей существенно отличается, и прежде всего, длительностью в эксплуатации и эффективностью. Как на момент изобретения, так и по сегодняшний день спринклеры нацелены на тушение пожара при помощи воды, которая подается из локальных или городских водопроводов. Необходимое давление в трубах поддерживается при помощи клапанов обратного действия. Даже если произойдет какой-нибудь сбой в работе водопроводной системы, то давление будет сохранено на том уровне, чтобы была возможность срабатывания системы.

Основные положительные качества такого устройства заключаются в следующем:

ее работа происходит в автоматическом режиме;
она в любой момент готова к работе;
не требует наличия электрической энергии;
нет необходимости в сложных схемах обратной связи;
достаточно большой эксплуатационный срок.

Как только в работу включается один из распылителей и из него начинает вытекать струя воды, давление в системе сразу же начинает падать. Тогда начинает работать насос, предназначенный для автономного снабжения системы водой. Такими насосами сейчас оснащены все спринклерные системы. Сам распылитель также претерпел некоторых изменений. Но, как и раньше, вода в нем запирается при помощи клапана, оснащенного легкоплавкой внешней оболочкой.

Как только температура достигает критической отметки, вставка плавится, клапан открывается и происходит распыление воды. По установленным нормам, каждый распылитель может охватить площадь до 12 кв.м. При повышении температуры в помещении может сработать как один, так и сразу несколько распылителей, но это существенно не повлияет на давление в системе. Наоборот, благодаря этому принципу система может функционировать достаточно продолжительное время, что существенно улучшает ее работоспособность.

Недостатки систем

Но у спринклерных установок существуют и некоторые отрицательные моменты, а именно:

система срабатывает не сразу, а только при повышении температуры до критической отметки. Может не сработать при задымлении;
существует зависимость от системы водоснабжения;
на работу влияет температурный режим;
не применяется при возгорании оборудования, подключенного к электрическим сетям.

К положительным моментам такой системы стоит отнести и то, что вода распыляется не только на очаг возгорания, но и на близлежащие предметы, не давая им воспламениться. Спринклерная система автоматического типа не нуждается в помощи человека, тем не менее, это составная часть устройств противопожарной безопасности. Как только давление в водопроводах начнет падать, сигнал тревоги поступит на центральный пульт и бригада пожарных выедет на место возгорания. Спринклерные системы пожаротушения относятся к категории первичных средств при тушении пожаров.

Спринклерные системы сухого типа

Спринклерные системы в основном тушат огонь при помощи воды. Но если в помещениях постоянная отрицательная температура, то вода в трубах может замерзнуть и тогда такое устройство работать не будет, а, следовательно, и очаг возгорания гасить будет нечем. Даже если в трубы залить химический состав, то есть вероятность того, что со временем появится определенный осадок и система будет засорена, что приведет к потере ее работоспособности.

Однако задача была решена и стали выпускаться сухие спринклерные системы. Основное их отличие от водных заключается в том, что в системах находится не вода, а сжатый воздух. Тем более, что трубы начали делать не из стали, а из пластика, который не боится коррозии.

Принцип работы сухой системы такой же, как и с применением воды. Как только спринклер сработает, сжатый воздух из системы выйдет и автоматически сработает клапан водяной системы, которая располагается в месте, где не бывает минусовой температуры.

Конструкция спринклерной системы и принцип работы

Основными элементами такой системы, как видно из ее названия, являются спринклеры. Это обычные распылители, которые оборудованы тепловыми замками, которые «открываются» при возникновении очага возгорания. Такими замками могут быть плавкие вставки либо стеклянные колбы, наполненные жидкостью. В «спокойном» состоянии замок сдерживает пружину, в конце которой расположена крышка клапана, не дающая воде течь. Как сами распылители, так и его составляющие изготовлены из цветных металлов, которые не боятся коррозии.

Замок находится в нерабочем состоянии до того момента, пока температура окружающей среды не начнет повышаться и не дойдет до определенного критического уровня. После этого жидкость в стеклянной колбе расширяется, колба лопается (или плавная вставка становится мягкой), замок открывается, пружина срабатывает, поднимается крышка клапана и вода под давлением начинает разбрызгиваться. Затем уменьшается давление воды в системе, срабатывает датчик и автоматически включается насос для стабилизации давления в системе.

Все спринклерные системы должны обладать следующими характеристиками:

Герметичностью. Это важно, потому что в системе постоянно поддерживается высокое давление. Если произойдет утечка, то находящиеся в помещении ценные документы и оборудование может прийти в негодность.
Прочностью. Спринклерная система должна работать и в том случае, если на объекте температура понизится до минусовой, в случае физического воздействия на нее, если появится угроза воздействия агрессивных сред.
Надежностью работы теплового замка. Он не должен срабатывать просто так, без видимых причин.
Чувствительностью и скоростью срабатывания. Должен быть выдержан максимальный срок для срабатывания системы, который составляет 600 секунд для спринклеров высокотемпературного типа и 300 секунд для оросителей низкотемпературного типа.
Интенсивностью орошения. Этот показатель напрямую зависит от диаметра выходных отверстий и должен соответствовать установленным требованиям.

Заключение

При тушении пожара самое главное не только уберечь людей от воздействия огня, но и от негативного влияния на их здоровье самой системы противопожарного тушения. Спринклерная система в этом плане считается самой оптимальной. Она не оказывает негативного воздействия на здоровье человека и тем более не угрожает его жизни. Но самое главное достоинство такой системы – она в состоянии быстро и качественно справиться с очагом возгорания, не дав огню нанести непоправимый ущерб. Спринклерные системы также в состоянии самостоятельно предотвратить распространение пожара, без вмешательства пожарных бригад.