Генератор огнетушащего аэрозоля

Изобретение относится к противопожарной технике, а более конкретно, к устройствам для тушения пожаров посредством генерируемых при сгорании пиротехнического состава шашки газоаэрозольных ингибиторов горения, организованно направляемых в защищаемый замкнутый объем. Генератор огнетушащего аэрозоля содержит корпус, составленный из двух встречно скрепленных болтовыми шпильками емкостей тарельчатой формы, несущих пиротехнические шашки, установленные в прослойках из строительного гипса, формирующих в отбортовках дисковое выходное сопло, где размещена пенопластовая прокладка, по торцу закрытая герметиком, а в зазоре между пиротехническими шашками осесимметрично закреплен узел инициирования воспламенения, выполненный в виде залитого клеящим воспламенительным составом резистора, электрически связанного с пусковым устройством. Новым является то, что между емкостями тарельчатой формы, выполняющими функции торцевых крышек, установлен с образованием двух дисковых сопел цилиндрический корпус диаметром их отбортовок, несущий дополнительную пиротехническую шашку, по периферии коаксиальной прослойки из строительного гипса которой закреплены мерные втулки под крепежные шпильки торцевых крышек, а узлы инициирования воспламенения, установленные в зазорах между тремя пиротехническими шашками, параллельно связаны с общим пусковым устройством. Предложенное техническое решение характеризуется большой интенсивностью динамичной подачи тушащей смеси увеличенного объема в очаг пожара и возможностью регулирования массы пиротехнического заряда, что расширяет технологические возможности защиты различных закрытых объемов. Генератор огнетушащего аэрозоля имеет повышенные конструкционную жесткость и функциональную надежность. 1 ил.

 

Изобретение относится к противопожарной технике, а более конкретно, к устройствам для тушения пожаров посредством генерируемых при сгорании пиротехнического состава шашки газоаэрозольных ингибиторов горения, организованного направляемых в защищаемый замкнутый объем.

Уровень техники данной области характеризует огнетушащее устройство, описанное в патенте RU 2164809, А 62 С 19/00, 2001 г., которое содержит корпус, составленный из двух встречно скрепленных емкостей тарельчатой формы с зазором между их отбортовками, образующими щелевое сопло, и пиротехнические шашки, генерирующие при сгорании газоаэрозольную смесь, закрепленные в обеих емкостях корпуса через теплозащитную прослойку из строительного гипса так, что свободный торец шашки расположен ниже отбортовки для формирования ресивера, а также узел инициирования воспламенения соосно щелевому соплу, где размещена уплотняющая пенопластовая прослойка.

Выполнение корпуса из двух встречно скрепленных емкостей тарельчатой формы формирует регулируемый зазор между отбортовками, который образует щелевое выходное сопло для генерируемого аэрозоля, адаптируемое к разным пиротехническим составам шашки.

Заряд шашки горит с двух торцевых поверхностей в каждой части корпуса, что заметно повышает динамику подачи генерируемой тушащей смеси в защищаемый объем.

Недостатком указанного генератора является относительно большое время запуска из-за одностороннего извне корпуса, через щель сопла, воспламенения пиротехнических шашек, расположенных ниже отбортовок корпуса и оси воспламенительного факела.

Наличие ресивера, необходимого для организации динамического истечения тушащей смеси, снижает массу шашки и уменьшает защищаемый объем.

Термическая незащищенность отбортовок корпуса (щелевого сопла) ограничивает время работы и объем генерируемого аэрозоля, так как корпус быстро прогорает, что нарушает функционирование по тушению пожара, причем сам генератор может служить источником вторичного возгорания.

Кроме того, известный генератор является условно герметичным, так как пористый материал пенопластовой прокладки в щелевом сопле является газо- и влагопроницаемым, что снижает функциональную надежность и создает взрывоопасность при эксплуатации в помещениях с горючей взвесью в воздухе пыли и летучих.

Отмеченные недостатки устранены в генераторе огнетушащего аэрозоля по патенту на ПМ 34383, А 62 С 3/00, 2003 г., который содержит корпус, составленный из двух несущих пиротехнические шашки, закрепленные в теплозащитных прослойках из строительного гипса, встречно скрепленных емкостей тарельчатой формы с зазором между заполненными гипсом их отбортовками, образующими выходное дисковое сопло, и узел инициирования воспламенения, выполненный в виде залитого клеящим воспламенительным составом резистора, установленного осесимметрично между пиротехническими шашками, смонтированными заподлицо с торцами теплозащитных прослоек.

Клеящий воспламенительный состав выполнен из смеси эпоксидной смолы и калиевой селитры в массовом соотношении 2:3.

В зазоре между генерирующими аэрозольную смесь пиротехническими шашками помещена пенопластовая прокладка, по торцу снаружи покрытая силиконовым герметиком.

Этот генератор, выбранный в качестве наиболее близкого аналога, характеризуется высокой эффективностью пожаротушения при увеличении удельного объема генерируемого тушащего аэрозоля и максимальном снижении температуры газоаэрозольной смеси на выходе устройства, функциональная надежность которого повышена за счет гидроизоляци дискового сопла и объема генератора в целом, что обеспечило его взрывобезопасность.

Выполнение узла инициирования в виде резистора, залитого клеящим воспламенительным составом, позволило разместить его непосредственно между пиротехническими шашками в центре, минимизировав зазор, что сокращает время гарантированного запуска генератора, который герметизирован.

Воспламенение обеих шашек происходит из центра одновременно, динамично и без помех, практически мгновенно.

Заполнение отбортовок емкостей корпуса строительным гипсом сформировало дисковое сопло, площадь которого на выходе заметно превышает площадь критического сечения на его входе, что обеспечивает расширение тушащего потока при увеличении скорости истечения, то есть дисковое сопло выполняет функции ресивера между зарядами по прототипу, поэтому стало возможным смонтировать шашки заподлицо с отбортовками корпуса.

При этом увеличилась масса пиротехнических шашек и объем генерируемого аэрозоля для противопожарной защиты большего помещения.

Дополнительный эффект от футеровки отбортовок корпуса строительным гипсом заключается в том, что автоматически на всем протяжении дискового сопла тушащая газоаэрозольная смесь активно охлаждается контактно выпариваемой водой, а отбортовки корпуса практически не нагреваются.

Крепление резистора узла инициирования к заряду шашки клеящим составом, который при запуске создает усиливающий воспламенительный импульс, технологически и конструктивно просто.

Выполнение клеящего воспламенительного состава из смеси эпоксидной смолы (горючего) и калиевой селитры (окислителя) и оптимальное массовое их соотношение определено по функциональному назначению из условий технологичности и безопасности, которое рассчитано по математической модели планирования эксперимента.

Покрытая по торцу герметизирующим составом пенопластовая прокладка в дисковом сопле надежно изолирует пиротехническую шашку от воздействия атмосферной влаги и предотвращает проникновение в зазор горючей взвеси из защищаемого объема. Силиконовый герметик является гидрофобным электроизоляционным клеем, выпускаемым промышленно.

Однако недостатком известного генератора огнетушащего аэрозоля являются конструктивные и гидродинамические ограничения потока тушащей смеси для роста эффективности пожаротушения. Так, для увеличения скорости потока аэрозоли необходимо повысить давление в генераторе, следствием чего является увеличение прочности корпуса за счет снижения массы генерирующего пиротехнической шашки.

Простое увеличение массы шашек невозможно из-за ограничения времени работы аэрозольного генератора (горения пиротехнического состава шашки) не более 200 с согласно требованию НПБ 60-97.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является увеличение интенсивности подачи огнетушащего аэрозоля в очаг пожара при повышении функциональной надежности генератора.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном генераторе огнетушащего аэрозоля, корпус которого составлен из двух встречно скрепленных болтовыми шпильками емкостей тарельчатой формы, несущих пиротехнические шашки, установленные в прослойках из строительного гипса, и формирующих в отбортовках дисковое выходное сопло, где размещена пенопластовая прокладка, по торцу закрытая герметиком, а в зазоре между пиротехническими шашками осесимметрично закреплен узел инициирования воспламенения, выполненный в виде залитого клеящим воспламенительным составом резистора, электрически связанного с пусковым устройством, согласно изобретению между емкостями тарельчатой формы, выполняющими функции торцевых крышек, установлен с образованием двух дисковых сопел цилиндрический корпус диаметром их отбортовок, несущий дополнительную пиротехническую шашку, по периферии коаксиальной прослойки из строительного гипса которой закреплены мерные втулки под крепежные шпильки торцевых крышек, а узлы инициирования воспламенения, установленные в зазорах между тремя пиротехническими шашками, параллельно связаны с общим пусковым устройством.

Отличительные признаки обеспечили повышение эффективности пожаротушения за счет совершенствования известной конструкции генератора, сохранив его существенные характеристики, по схеме двухстороннего торцевого горения пиротехнических шашек с подачей тушащей газоаэрозольной смеси через два дисковых сопла.

При этом изобретение позволяет регулировать необходимую массу пиротехнических шашек, изменяя высоту дополнительной центральной цилиндрической вставки корпуса.

Размещение мерных продольных втулок под крепежные шпильки торцевых крышек внутри коаксиальной теплозащитной оболочки из гипса дополнительного цилиндрического корпуса обеспечило увеличение конструкционной жесткости генератору, что позволяет развивать более высокое давление генерируемых газообразных продуктов горения шашек для интенсивной их подачи в защищаемый объем.

Установка двух узлов воспламенения между тремя шашками обеспечивает горение пиротехнических шашек заряда одновременно по четырем торцевым поверхностям, повысив тем самым газоприход и динамику потоков тушащей смеси из генератора.

Параллельная связь узлов инициирования воспламенения с общим пусковым устройством повышает функциональную надежность генератора в целом за счет дублирования запускающего импульса горения шашек с противных сторон заряда.

Регулирование общей массы шашек путем простой замены центральной цилиндрической части генератора, отличной по высоте, расширяет технологические возможности использования для противопожарной защиты разных объемов.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи позволяют решить поставленную в изобретении задачу по достижению новизны качества, то есть получена не сумма эффектов признаков, а эффект суммы.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста-пожарного, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления генераторов огнетушащего аэрозоля можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично изображен предлагаемый генератор.

Корпус генератора структурно состоит из трех частей: центрального цилиндра 1 и встречно установленных идентичных торцевых крышек 2 и 3 тарельчатой формы, каждая из которых содержит пиротехническую шашку 5, 4 и 6 соответственно.

Крышки 2 и 3 имеют фланец 7, заполненный строительным гипсом, образующим прослойку 8, в которой заподлицо закреплены шашки 5 и 6 соответственно.

Шашка 4 жестко установлена в кольцевой цилиндрической оболочке 9 из строительного гипса с наружным диаметром, равным диаметру фланцев 7 крышек 2 и 3. На периферии оболочки 9 укреплены монтажные втулки 10 под крепежные резьбовые шпильки 11 для базирования на них крышек 2, 3 сквозными посадочными отверстиями во фланцах 7.

В прослойках 8 фланцев 7 соосно их посадочным отверстиям выполнены отверстия для размещения мерных втулок 10, которые при сборке генератора упираются во фланцы 7 крышек 2 и 3. При этом посредством гаек 12, равномерно навинчиваемых на резьбовые шпильки 11, крышки 2 и 3 плотно притягиваются до упора в мерные втулки 10, в результате чего между торцами шашек 5-4 и 4-6 попарно, а равно между сопряженными торцами прослоек 8 во фланцах 7 крышек 2, 3 и обоими торцами оболочки 9 цилиндра 1, формируются зазоры 13, заполненные пенопластовой прокладкой 14.

Зазоры 13 между торцами гипсовой оболочки 9 и гипсовыми прослойками 8 в отбортовках 7 крышек 2, 3 выполняют в работе генератора функции дисковых сопел с теплозащитной футеровкой.

Пенопластовые прокладки 14 по торцам (на выходе дисковых сопел 13) покрыты силиконовым герметиком 15, изолирующим объем генератора.

В зазорах 13 осесимметрично пиротехническим шашкам 5, 4, 6 установлены узлы 16 инициирования воспламенения, которые проводками 17 соединены с клеммами 18 общего пускового устройства.

Узлы 16 инициирования выполнены в виде резистора с сопротивлением 5-15 Ом, который прикреплен к торцу одной из шашек 4-6 в образующих зазоры 13 пар посредством клеящего воспламенительного состава, полимеризующегося после заливки.

Клеящий воспламенительный состав, в частности, выполнен из смеси эпоксидной смолы (с отвердителем) и калиевой селитры в массовом соотношении 2:3.

Работает генератор следующим образом. При срабатывании системы противопожарной автоматики от превышения заданного порога допустимой температуры воздуха в защищаемом закрытом объеме запускающий импульс силой тока 1-2 А и длительностью 0,5-1,0 с подается через клеммы 18 и проводки 17 параллельно на оба узла 16 инициирования в радиальных зазорах 13. При этом их маломощные резисторы перегорают, импульсно выделяя тепло, которым воспламеняется состав покрытия узлов 16. Усиленный тепловой импульс от сгорания воспламенительного клеящего состава этих покрытий воспламеняет пиротехнические составы шашек 5, 4, 6 и практически мгновенно сжигает прокладки 14, освобождая зазоры 13 и выходные их дисковые сопла.

Все три шашки 5, 4 и 6 стабильно горят со свободных торцев, при этом шашка 4 - с обоих торцев, что повышает динамику генерирования тушащего аэрозоля, который всесторонне истекает из генератора через два дисковых футерованных сопла 13, активно охлаждаясь при этом. Связанная и присоединенная лиофильным гипсом прослоек 8 и оболочки 9 вода выпаривается горячими потоками аэрозоля, турбулентно перемешиваясь с газообразными продуктами горения пиротехнических шашек 4-6, разбавляя и охлаждая их.

Высокоскоростной поток тушащей смеси на выходе из дисковых сопел 13 подвергается турбулизации эжектируемым воздухом из защищаемого закрытого объема. При этом газоаэрозольный поток перемешивается с воздухом и, радиально расширяясь в движении по дисковому соплу, тормозится, что в совокупности обеспечивает активное охлаждение генерированных ингибиторов горения: до 100 градусов С на расстоянии 100 мм от генератора.

Попадая в очаг возгорания и заполняя объем помещения, газоаэрозольная смесь подавляет пожар.

Выполнение генератора герметичным в течение 10 лет хранения обеспечивает взрывобезопасность использования, потому что в конструкции предотвращено заполнение рабочего зазора технологическими взвесями из охраняемого помещения (муки, древесной пыли), гогючими летучими (спирт, ацетон) и т.п., которые от теплового импульса запуска детонируют, разрушая конструкцию генератора.

Генератор огнетушащего аэрозоля, корпус которого составлен из двух встречно скрепленных болтовыми шпильками емкостей тарельчатой формы, несущих пиротехнические шашки, установленные в прослойках из строительного гипса, формирующих в отбортовках дисковое выходное сопло, где размещена пенопластовая прокладка, по торцу закрытая герметиком, а в зазоре между пиротехническими шашками осесимметрично закреплен узел инициирования воспламенения, выполненный в виде залитого клеящим воспламенительным составом резистора, электрически связанного с пусковым устройством, отличающийся тем, что между емкостями тарельчатой формы, выполняющими функции торцевых крышек, установлен с образованием двух дисковых сопел цилиндрический корпус диаметром их отбортовок, несущий дополнительную пиротехническую шашку, по периферии коаксиальной прослойки из строительного гипса которой закреплены мерные втулки под крепежные шпильки торцевых крышек, а узлы инициирования воспламенения, установленные в зазорах между тремя пиротехническими шашками, параллельно связаны с общим пусковым устройством.