Устройство для объемного аэрозольного тушения пожара
Владельцы патента RU 2421260:
Шумяцкий Олег Владимирович (RU)
Шур Яков Израильевич (RU)
Детин Михаил Юрьевич (RU)
Изобретение относится к области пожаротушения. Для повышения качества аэрозольного потока и удобства при применении для различных объектов в устройстве для объемного аэрозольного тушения пожаров узел инициирования реализован в виде электрического и термохимического инициаторов пуска, установленных на поверхности заряда аэрозолеобразующего состава (АОС) со стороны ресивера, выпускные отверстия расположены на цилиндрическом металлическом кожухе вблизи его металлической крышки и/или на ней, а соотношение площади поверхности горения заряда АОС к суммарной площади выпускных отверстий равно 10-100. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области пожаротушения, в частности к устройствам, генерирующим газоаэрозольные ингибиторы горения, образующиеся при сгорании пиротехнического состава и организованно направляемые в защищаемый объем.
Известно устройство для объемного аэрозольного тушения пожара, содержащее узел инициирования, шашку пиротехнического состава, установленную с зазором в металлическом корпусе, снабженном коммуникационными отверстиями сообщения с реверсивным кольцевым каналом кожуха, закрытого крышкой с входными отверстиями, щелевой теплообменник и ресивер (см. пат. РФ №2096055, кл. А62С 13/22, опубликованный 20.11.97 в БИ №32).
Однако известное устройство обладает относительно низкими массо-габаритными характеристиками из-за относительно малого соотношения массы шашки к общей массе изделия.
По технической сущности наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для объемного аэрозольного тушения пожара, содержащее узел инициирования, заряд аэрозолеобразующего состава, установленный с зазором, заполненным связующим веществом, в перфорированном металлическом корпусе в форме стакана таким образом, что у открытого торца стакана в свободном пространстве образован ресивер, связанный через коммуникационные отверстия с реверсивным кольцевым каналом между перфорированным металлическим корпусом и перфорированной металлической обечайкой, установленной с зазором, заполненным связующим веществом, в цилиндрическом металлическом кожухе, закрытым металлической крышкой, под которой расположена камера, имеющая выпускные отверстия, в которую открыт реверсивный кольцевой канал.
Однако в известном устройстве для воспламенения заряда АОС необходимо использовать промежуточный заряд иного химического состава, что приводит к появлению в начальный период времени в продукте сгорания компонентов, не присущих генерируемому аэрозолю.
Кроме того, в известном устройстве не решен вопрос оптимизации соотношения площадей поверхности горения заряда и суммарной площади выходных отверстий, что не позволяет использовать эффект перехода тепловой энергии в кинетическую для снижения температуры аэрозольного потока.
Размещение всех выпускных отверстий на крышке ограничивает возможность размещения устройства внутри помещения.
Техническим результатом является повышение качества аэрозольного потока путем исключения из него на начальном этапе работы химических соединений, не присущих генерируемому аэрозолю, и удобства при применении для различных объектов.
Достигается это тем, что устройство для объемного аэрозольного тушения пожара, содержит узел инициирования, заряд аэрозолеобразующего состава, установленный с зазором, заполненным связующим веществом, в перфорированном металлическом корпусе в форме стакана таким образом, что у открытого торца стакана в свободном пространстве образован ресивер, связанный через коммуникационные отверстия с реверсивным кольцевым каналом между перфорированным металлическим корпусом и перфорированной металлической обечайкой, установленной с зазором, заполненным связующим веществом, в цилиндрическом металлическом кожухе, закрытым металлической крышкой, под которой расположена камера, имеющая выпускные отверстия, в которую открыт реверсивный кольцевой канал, согласно изобретению, узел инициирования реализован в виде электрического и термохимического инициаторов пуска, установленных на поверхности заряда аэрозолеобразующего состава со стороны ресивера, выпускные отверстия расположены на цилиндрическом металлическом кожухе вблизи его металлической крышки и/или на металлической крышке, причем соотношение площади поверхности горения заряда аэрозолеобразующего состава к суммарной площади выпускных отверстий находится в пределах 10 - 100, кроме того в качестве связующего вещества используют смеси неорганических кристаллогидратов.
Сущность изобретения заключается в том, что выполнение устройства вышеописанным образом позволяет обеспечить высокое качество аэрозольного потока, используя эффект перехода тепловой энергии в кинетическую для снижения температуры аэрозольного потока. Кроме того, конструкция предложенного устройства расширяет возможности размещения его внутри помещения.
Сравнение предложенного устройства с прототипом позволяет утверждать о соответствии критерию “новизна”, а отсутствие отличительных признаков в аналогах говорит о соответствии критерию “изобретательский уровень”.
Предварительные испытания подтверждают возможность широкого промышленного использования.
На чертеже представлена конструкция предложенного устройства.
Устройство содержит заряд 1 аэрозолеобразующего состава, установленный с зазором в перфорированном металлическом корпусе 2, имеющем форму стакана, таким образом, что у открытого торца стакана в свободном пространстве образован ресивер 3, связанный через коммуникационные отверстия 4 с реверсивным кольцевым каналом 5 между перфорированным металлическим корпусом 2 и перфорированной металлической обечайкой 6, которая установлена с зазором в цилиндрическом металлическом кожухе 7. Кожух 7 закрыт металлической крышкой 8, под которой расположена камера 9, имеющая выпускные отверстия 10, в которую открыт реверсивный кольцевой канал 5.
Кроме того, устройство содержит узел инициирования, который реализован в виде электрического и термохимического инициаторов 11 и 12 пуска, соответственно, установленных на поверхности заряда 1 аэрозолеобразующего состава со стороны ресивера 3.
Выпускные отверстия 10 расположены на цилиндрическом металлическом кожухе 7 вблизи его металлической крышки и/или на металлической крышке 8.
Особенностью конструкции является то, что соотношение площади поверхности горения заряда 1 аэрозолеобразующего состава к суммарной площади выпускных отверстий 10 лежит в пределах “10-100”.
В качестве термохимического инициатора 12 пуска может быть использован, например, термочувствительный шнур типа РМ-ТР (ТУ 40-РФ-0001-94), а в качестве электрического инициатора пуска - Резистор типа С2.23.0,062.
Устройство работает следующим образом.
При подаче электрического импульса заданных параметров электрический инициатор 11 пуска разогревается до температуры большей, чем температура воспламенения заряда 1 АОС и зажигает его.
При этом не происходит образования химических соединений, не присущих генерируемому аэрозолю.
Газообразные продукты горения заряда 1 АОС заполняют ресивер 3 и через коммуникационные отверстия 4 поступают в кольцевой канал 5, обтекая поверхности перфорированной металлической обечайки 6 и перфорированного металлического корпуса 2.
По мере движения через ресивер 3 и кольцевой канал 5 продукты горения отдают часть своего тепла металлическим поверхностям, которые, выполняя функцию радиатора, передают его связующему веществу, являющемуся неорганическим кристаллогидратом, содержащим значительное количество физически связанной воды.
Разогреваясь, связующее вещество высвобождает физически связанную воду, которая испаряется, превращаясь в перегретый пар, поступающий через перфорацию в объем ресивера 3 и кольцевого канала 5.
Процессы разогрева массы связующего вещества, высвобождения физически связанной воды, ее испарения и перегрева образовавшегося пара приводят к интенсивному снижению температуры продуктов горения заряда 1 АОС. По мере продвижения по кольцевому каналу 5 к выпускным отверстиям 10 газообразные продукты горения обогащаются перегретым водяным паром, остывают, частично конденсируются и кристаллизируются.
Диаметр и количество выпускных отверстий 10 выбирают таким образом, чтобы суммарная площадь их сечения с определенным коэффициентом соответствовала площади торцевой поверхности заряда 1 АОС.
Соотношения площади поверхности горения заряда 1 АОС к суммарной площади выпускных отверстий 10 определяется экспериментально, непосредственно связано с зависимостью скорости горения заряда 1 АОС от давления и лежит в пределах 10-100.
Правильный выбор соотношения суммарной площади сечения выпускных отверстий 10 и площади горения заряда 1 АОС позволяет при сохранении стабильного режима работы генератора и относительно низкого внутреннего давления, поднять скорость истечения аэрозольного потока, переводя часть тепловой энергии в кинетическую, тем самым дополнительно снижая его температуру.
В результате выходящий из выпускных отверстий 10 генератора аэрозольный поток имеет относительно низкую температуру при высокой огнетушащей способности.
Размещение выпускных отверстий 10 как на плоской поверхности крышки 8, так и на цилиндрической поверхности кожуха 7 в различных сочетаниях позволяет наиболее оптимально организовать истечение аэрозоля в защищаемое помещение, ускоряя заполнение объема и упрощая размещение устройства на ограждающих и несущих элементах зданий и сооружений.
Кроме того, радиально расходящиеся струи аэрозольного потока не оказывают друг на друга экранирующего воздействия, что приводит к более интенсивному снижению температуры потока аэрозоля за счет инжектируемого воздуха помещения.
Термохимический инициатор 12 пуска предназначен для обеспечения штатного режима срабатывания устройства в случае, если во время пожара по каким-либо причинам генератор не был запущен от электрического инициатора 11 пуска и подвергся перегреву.
Шнур, из которого изготовлен термохимический инициатор 12 пуска, воспламеняется при температуре меньшей, чем заряд 1 АОС. Кроме того, заряд 1 АОС находится в центральной части генератора и защищен от прямого теплового воздействия, в то время, как свободный конец шнура выведен и закреплен в наиболее быстро нагреваемом месте устройства.
Под воздействием тепла пожара шнур загорается в первую очередь и воспламеняет торцевую поверхность заряда 1 АОС, обеспечивая равномерное торцевое горение в штатном режиме, что предотвращает возможное разрушение генератора, при загорании заряда 1 в других точках его поверхности.
Таким образом, совокупность существенных признаков предложенного устройства позволяет достигнуть поставленный технический результат.
1. Устройство для объемного аэрозольного тушения пожара, содержащее узел инициирования, заряд аэрозолеобразующего состава, установленный с зазором, заполненным связующим веществом, в перфорированном металлическом корпусе в форме стакана таким образом, что у открытого торца стакана в свободном пространстве образован ресивер, связанный через коммуникационные отверстия с реверсивным кольцевым каналом между перфорированным металлическим корпусом и перфорированной металлической обечайкой, установленной с зазором, заполненным связующим веществом, в цилиндрическом металлическом кожухе, закрытом металлической крышкой, под которой расположена камера, имеющая выпускные отверстия, в которую открыт реверсивный кольцевой канал, отличающееся тем, что узел инициирования реализован в виде электрического и термохимического инициаторов пуска, установленных на поверхности заряда аэрозолеобразующего состава со стороны ресивера, выпускные отверстия расположены на цилиндрическом металлическом кожухе вблизи его металлической крышки и/или на металлической крышке, причем соотношение площади поверхности горения заряда аэрозолеобразующего состава к суммарной площади выпускных отверстий находится в пределах 10-100.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве связующего вещества используют смеси неорганических кристаллогидратов.
