Термический механизм со стеклянной колбой для приведения в действие аэрозольного газогенератора для тушения пожара
Изобретение относится к способу термического возбуждения взрыва и приведения в действие пожарного аэрозольного генератора для тушения пожара. Способ термически активированного приведения в действие аэрозольного газогенератора, который имеет ударник (6). Ударник (6) нагружается внутренней пружиной (7) и фиксируется в положении готовности. После термического активирования фиксацию прекращают. Ударник (6) приводят в действие усилием внутренней пружины (7). Ударник (6) ударяет в механический капсюль-детонатор (1), в результате чего воспламеняется взрывчатое вещество в капсюле-детонаторе (1) и срабатывает бустерный заряд (2). Горячие газы превращения бустерного заряда воспламеняют пиротехнический состав для тушения в аэрозольном пожарном газогенераторе. Только непосредственно после термического активирования, при еще фиксированном ударнике (6), внутреннюю пружину (7) доводят до натяжения, необходимого для приведения в действие капсюля-детонатора (1) и только после достижения этого натяжения фиксация ударника (6) автоматически отпускается. Для осуществления способа приведения в действие аэрозольного газогенератора имеется ударник (6) в корпусе (5) и внутренняя пружина (7), которая охватывает ударник (6). Фиксирующее устройство имеет нажимную пластину (12) в виде поршня, на которую в корпусе (15) действует усилие наружной пружины (17), причем активирующий элемент в его положении готовности удерживает неподвижно нажимную пластину против усилия наружной пружины (17). 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к способу термического возбуждения взрыва и приведения в действие пожарного аэрозольного газогенератора согласно ограничительной части п.1 формулы и к термическому механизму приведения в действие пожарного аэрозольного газогенератора согласно ограничительной части п.3 формулы.
В патенте US 2007/0246229 А1 описано приведение в действие аэрозольного газогенератора для тушения пожара за счет термического возбуждения взрыва с помощью ударника, на который действует усилие внутренней пружины и который зафиксирован в исходном положении. После термического инициирования фиксация нарушается, и ударник, приведенный в действие силой внутренней пружины, ударяет по механическому взрывному колпачку. В результате этого воспламеняющееся вещество во взрывном колпачке возбуждается и зажигает пусковой заряд, горячие газы которого в виде продуктов распада взрывают пиротехнический состав для гашения в аэрозольном газогенераторе для тушения пожара.
Аэрозольные газогенераторы для тушения пожара находятся зачастую вплоть до их применения многие годы в резервном режиме, т.е. внутренняя пружина находится в течение этого долгого времени в натянутом состоянии. В случае применения даже спустя много лет внутренняя пружина должна обладать достаточной упругой силой. Однако это не всегда так.
В основе изобретения стоит задача, заключающаяся в таком улучшении способа приведения в действие аэрозольного пожарного газогенератора за счет термического возбуждения взрыва согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения, чтобы на протяжении всего времени применения аэрозольного пожарного газогенератора обеспечивалось абсолютно надежное срабатывание при всегда одинаковых условиях. В частности, натяжение внутренней пружины, в случае применения, перед приведением в действие должно быть всегда одинаковым. Кроме того, должен быть в наличии пожарного аэрозольный газогенератор, который выполняет эти требования.
Согласно изобретению эта задача в отношении способа решается с помощью признаков п.1 формулы.
В результате того, что только непосредственно после термического возбуждения взрыва, при еще зафиксированном ударнике, внутренняя пружина приводится в натяжение, необходимое для приведения в действие капсюля-детонатора, и только при достижении этого натяжения ударник автоматически выходит из фиксации, на протяжении всего времени применения аэрозольного пожарного газогенератора обеспечивается абсолютно надежное приведение его в действие при всегда одинаковых условиях. В частности, натяжение внутренней пружины в случае применения перед приведением в действие всегда одинаково.
В предпочтительном варианте выполнения в результате перемещения ударника в направлении натяжения внутренней пружины, не прерывая фиксации ударника, внутренняя пружина натягивается и по достижении необходимого натяжения фиксация прекращается. В результате этого только ударник должен перемещаться, чтобы сохранить натяжение внутренней пружины. Это чисто механическая операция, которая спустя многие годы приводит к одному и тому же результату.
Заявленное устройство, в частности, для осуществления указанного способа, относится к термическому механизму приведения в действие пожарного аэрозольного газогенератора, имеющему ударник, направленный в корпусе, выполненном в виде гильзы, и внутреннюю пружину, охватывающую ударник и действующую на ударник с усилием в направлении капсюля-детонатора и упирающуюся с одной стороны в ударник, а с другой стороны в корпус, и фиксирующее устройство, которое фиксирует ударник в его исходном положении и затем освобождает его, и фиксирующее устройство взаимодействует с термически активным, возбуждающим взрыв элементом таким образом, что после приведения в действие возбуждающего взрыв элемента, фиксирующее устройство переходит из своего исходного положения в свободное положение.
Согласно изобретению фиксирующее устройство имеет нажимную пластину в виде поршня, на которую действует усилие наружной пружины, причем возбуждающий взрыв элемент в своем исходном положении удерживает неподвижно нажимную пластину вопреки усилию наружной пружины.
В предпочтительном примере выполнения изобретения возбуждающий взрыв элемент представляет собой стеклянную колбу, имеющую внутри себя расширяющуюся при нагреве жидкость, которая при достижении определенной температуры разрывает стеклянную колбу, а затем нажимная пластина с помощью наружной пружины переходит из своего исходного положения в свободное. Стеклянные колбы готовы к применению даже спустя много лет. До тех пор они удерживают нажимную пластину в исходном положении.
В другом примере выполнения изобретения на нажимной пластине закреплен цилиндрический удерживающий элемент, который в исходном положении и во время первого движения нажимной пластины в направлении свободного положения направлен в корпусе и имеет выемку с радиальными отверстиями, проходящую от торцевой стороны внутрь, а ударник кольцеобразным сужением на своем конце, удаленном от капсюля-детонатора, входит в выемку, причем кольцеобразное сужение находится в одной плоскости с радиальными отверстиями, а в пространстве между сужением, радиальными отверстиями и внутренней стенкой корпуса расположены шарики, которые фиксируют ударник в его исходном положении и во время первого движения нажимной пластины в направлении освобождения. Кроме прочего, при этом выгодно, что фиксирующее устройство захватывает ударник на его прямой линии, т.е. на его продольной оси. Таким образом, ударник не может перекоситься.
Предпочтительно в освобожденном, состояний радиальные отверстия в удерживающем элементе выскальзывают из корпуса, а шарики выпадают из удерживающего элемента, в результате чего ударник остается незафиксированным.
Для уплотнения в примере выполнения на внешний диаметр удерживающего элемента надето О-образное кольцо, которое в исходном положении и во время первого движения нажимной пластины в направлении (освобождения прилегает к внутренней стенке корпуса.
В другом примере выполнения корпус укреплен в гильзе, а гильза ввинчена в корпус.
В другом примере выполнения согласно изобретению на корпусе укреплена трубка для приема капсюля-детонатора и пускового заряда, причем они находятся в одной плоскости с ударником.
Прочие признаки изобретения представлены на фигурах.
На фиг.1 представлен заявленный термический механизм приведения в действие аэрозольного пожарного газогенератора.
В цилиндрический корпус 15 помещена нажимная пластина 12 в виде поршня, которая выполнена с возможностью перемещения по продольной оси 21 корпуса 15. В находящуюся на прилегающей стороне торцевую сторону 22 корпуса 15 по резьбе 23 ввинчена гильза 16. Проходящее в корпус 15 корпус гильзы 16а имеет меньший диаметр, чем диаметр корпуса 15, за счет чего между корпусом гильзы 16а и корпусом 15 образуется кольцевая камера 24. В эту кольцевую камеру 24 помещена наружная пружина 17, охватывающая корпус гильзы 16а. Наружная пружина 17 упирается, во-первых, в находящийся на прилегающей стороне конец 25 гильзы 16, а во-вторых, в нажимную пластину 12, так что нажимная пластина 12 выдавливается в направлении торцевой стороны 26. Эта торцевая сторона 26 корпуса 15 находится напротив торцевой стороны 22 и закрыта. Для удерживания нажимной пластины 12 в резервном состоянии в корпус 15 помещена стеклянная колба 13, упирающаяся в нажимную пластину 12 и в торцевую сторону 26. В стеклянной колбе 13 содержится жидкость, которая при повышенных температурах разрывает стеклянную колбу 13. Для того, чтобы стеклянная колба 13 могла упираться в торцевую сторону 26, в нее ввинчен установочный штифт 14, в который упирается стеклянная колба 13. Для забора жидкости в стеклянную колбу 13 после ее установки имеется среда всасывания 27, окружающая стеклянную колбу 13.
Внутрь гильзы 16 или тела гильзы 16а внедрен цилиндрический корпус 5, в этом примере выполнения он ввинчен по резьбе 28. Эта резьба 28 находится в основании 29 тела гильзы 16а. Внутри корпуса 5 высверлены три отверстия 30, 31, 32, все продольные оси которых совпадают с продольной осью 21 корпуса 15. Находящийся на прилегающей стороне конец 5а гильзообразного корпуса 5 выступает из корпуса 15. В этом конце 5а высверлено отверстие 30, в которое ввинчена трубка 3 по резьбе 33. На конце трубки 3, обращенном к нажимной пластине 12, находится капсюль-детонатор 1. Этот капсюль-детонатор 1 служит для зажигания бустерного заряда 2, граничащего с капсюлем-детонатором 1. На конце трубки 3, удаленном от корпуса 15, находятся выпускные отверстия 4, через которые возникшие в виде продуктов распада горячие газы и частицы бустерного заряда 2 выходят из трубки 3 и стремятся в пожарный газогенератор (здесь не представлен) и поджигают там пиротехнический состав для гашения.
Рядом с отверстием 30 внутри тела гильзы 16а высверлено отверстие 31, диаметр которого меньше диаметра отверстия 30. Отверстие 31 переходит конической переходной областью в отверстие 30. Рядом с отверстием 31 в теле гильзы 16а высверлено отверстие 32, диаметр которого равен диаметру отверстия 31. Между отверстиями 31 и 32 находится направляющая стенка 34, имеющая меньший размер по окружности, чем отверстия. В центре этой направляющей стенки 34 на продольной оси 21 выполнено цилиндрическое пропускное отверстие 35. Рядом с направляющей стенкой 34 находится отверстие 32. На внешней стороне отверстия 32 выполнена резьба 28 на корпусе 5, с помощью которой корпус 5 ввинчен в основание 29 тела гильзы 16а.
В отверстиях 31 и 32 установлен ударник 6 с возможностью перемещения по продольной оси 21. Этот ударник 6 проходит в исходном положении от отверстия 31 сквозь направляющую стенку 34 или отверстия 35 до отверстия 32. В отверстии 31 находится внутренняя пружина 7 (спусковая пружина), которая охватывает ударник 6. Пружина 7 упирается одним своим концом в концевой участок ударника 6, обращенный к взрывательному колпачку 1, а другим своим концом - в направляющую стенку 34. В этом исходном положении силы или натяжения внутренней пружины 7 недостаточно для срабатывания капсюля-детонатора 1.
В отверстие 32 вставлен цилиндрический удерживающий элемент 9, выполненный с возможностью перемещения по продольной оси 21. Этот фиксирующий элемент жестко соединен с нажимной пластиной 12 с помощью цилиндрического штифта 11. Нажимная пластина 12 имеет для этого центральный фланец 36, в который входит конец удерживающего элемента 9, обращенный к нажимной пластине 12. С другого конца фланца 36 входит стеклянная колба 13, которая упирается во фланец 36 нажимной пластины 12. На краевой поверхности удерживающего элемента 9 для уплотнения вставлено О-образное кольцо, которое в исходном положении прилегает к внутренней стенке отверстия 32.
Взаимодействие ударника 6 и удерживающего элемента 9 представляет собой фиксирующее устройство и часть механизма приведения в действие. В нижнем конце удерживающего элемента 9, обращенном к ударнику 6, находится выемка 18. Эта выемка 18 имеет радиальные отверстия 19, доходящие до наружной стороны удерживающего элемента 9. Ударник 6 входит одним своим концом в выемку 18 и имеет на конце, входящем в выемку 19, сужение 20. Для фиксации ударника 6 в удерживающем элементе 9 в выемку 18 вставлены шарики 8, которые с одной стороны упираются в сужение 20, а с другой стороны выступают через радиальные отверстия 19 и упираются во внутреннюю стенку отверстия 32. В результате этого ударник 6 фиксируется в выемке 18.
Пожарный газогенератор со встроенным термическим механизмом самостоятельного приведения в действие постоянно находится, например, в машинном зале, в моторном отсеке автомобиля или спортивного катера, в серверном шкафу, складском помещении или т.п. Количество и размеры противопожарных газогенераторов согласуются с размером помещения, в котором нужно тушить пожар.
При возникновении пожара стеклянная колба 13, наполненная специальной жидкостью, нагревается. При достижении предопределенной температуры (например, 67°С или 93°С) стеклянная колба 13 разрывается вследствие расширения жидкости. После этого сначала наружная пружина 17 толкает нажимную пластину 1 с зафиксированным ударником 6 вправо. Под понятием «вправо» подразумевается правый боковой край на фиг.1.
Нажимная пластина 12 жестко соединена с удерживающим элементом 9 с помощью цилиндрического штифта 11. Удерживающий элемент 9 с помощью шариков 8 сначала захватывает с собой ударник 6 вправо. В результате этого внутренняя пружина 7 оказывается в предварительном натяжении. Внутренняя пружина 7 и наружная пружина 17 являются спусковыми пружинами.
После того как шарики 8 в результате движения вправо ушли от внутренней стенки корпуса 5, шарики 8 выдавливаются в радиальном направлении наружу. В результате этого соединение между удерживающим элементом 9 и ударником 6 освобождается. После этого внутренняя спусковая пружина 7 перемещает с ускорением ударник 6 влево. Ударник 6 ударяет в механический капсюль-детонатор 1. В результате удара вещество в капсюле-детонаторе 1 воспламеняется, а затем поджигает бустерный заряд 2. Горячие газы и частицы в виде продуктов распада устремляются через отверстия 4 в пожарный газогенератор (не показан) и поджигают там пиротехнический состав для гашения.
Ниже заявленный способ термически инициированного приведения в действие аэрозольного пожарного газогенератора описывается еще раз на основании фигур.
Как уже было сказано, на фиг.1 представлено резервное состояние, т.е. исходное положение перед возбуждением взрыва. Стеклянная колба 13 находится в исправном состоянии и удерживает нажимную пластину в неподвижном состоянии, противодействуя усилию наружной пружины 17. Внутренняя пружина 7 не натянута. Если бы в исходном положении ударник 6 не был зафиксирован, то натяжение внутренней пружины 7 было бы слишком мало для достаточного ускорения ударника б. Капсюль-детонатор 1 не сработал бы.
На фиг.2 показано состояние сразу после возбуждения взрыва. Стеклянную колбу 13 разорвало вследствие нагрева и расширения объема находящейся внутри жидкости. Нажимная пластина 12 движется вправо в результате усилия наружной пружины 17. Вместе с нажимной пластиной 12 вправо движется и удерживающий элемент 9, и зафиксированный ударник 6. Внутренняя пружина 7 начинает натягиваться.
На фиг.3 показано состояние несколько позднее. Нажимная пластина 12 продолжает двигаться вправо. Вместе с этим движением удерживающий элемент 9 почти полностью выскальзывает из корпуса 5 или отверстия 32. Внутренняя пружина 7 теперь максимально натянута. Радиальные отверстия 19 больше не прилегают к стенке отверстия 32.
На фиг.4 показано состояние так же немного позже. Так как радиальные отверстия 19 больше не прилегают к стенке отверстия 32, шарики 8 выпадают из удерживающего элемента 9, т.е. из их внутренней направляющей. В результате этого ударник 6 перестает быть зафиксированным и движется с ускорением от внутренней пружины 7 в направлении капсюля-детонатора 1. Не показано, что ударник 6 встречается с капсюлем-детонатором 1 и тот взрывается и тем самым зажигает бустерный заряд 2, который затем взрывает пиротехническое средство гашения в пожарном газогенераторе.
1. Способ термически активированного приведения в действие аэрозольного пожарного газогенератора, имеющего ударник (6), который нагружается внутренней пружиной (7) и который фиксируют в положении готовности, а после термического активирования фиксацию прекращают, и ударник (6), приведенный в действие усилием внутренней пружины (7), ударяет в механический капсюль-детонатор (1), в результате чего воспламеняющееся взрывчатое вещество в капсюле-детонаторе (1) активируется и срабатывает бустерный заряд (2), горячие газы превращения которого воспламеняют пиротехнический состав для тушения в аэрозольном пожарном газогенераторе, отличающийся тем, что только непосредственно после термического активирования при еще фиксированном ударнике (6) внутреннюю пружину (7) доводят до натяжения, необходимого для приведения в действие капсюля-детонатора (1), и только после достижения этого натяжения фиксация ударника (6) автоматически отпускается.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в результате перемещения ударника (6) в направлении натяжения внутренней пружины (7) без прекращения фиксации ударника (6) внутренняя пружина (7) натягивается и при достижении необходимого натяжения фиксация отпускается.
3. Термический механизм приведения в действие аэрозольного пожарного газогенератора, имеющий ударник (6), направленный в гильзообразном корпусе (5), и внутреннюю пружину (7), охватывающую ударник (6), и оказывающую усилие на ударник (6) в направлении капсюля-детонатора (1), и опирающуюся с одной стороны на ударник (6), а с другой стороны на корпус (5), и фиксирующее устройство, которое фиксирует ударник (6) в его положении готовности, а в его деблокированном состоянии освобождает его, и фиксирующее устройство взаимодействует с термически активирующим элементом таким образом, что после приведения в действие активирующего элемента фиксирующее устройство переводится из своего положения готовности в положение отпускания, в частности, для осуществления способа по п.1 или 2, отличающийся тем, что фиксирующее устройство имеет нажимную пластину (12) в виде поршня, на которую в корпусе (15) действует усилие наружной пружины (17), причем активирующий элемент в его положении готовности удерживает неподвижно нажимную пластину против усилия наружной пружины (17).
4. Механизм приведения в действие по п.3, отличающийся тем, что активирующий элемент выполнен в качестве стеклянной ампулы (13), имеющей внутри расширяющуюся при нагреве жидкость, которая при достижении определенной температуры разрывает стеклянную ампулу (13) и затем перемещает нажимную пластину (12) с помощью наружной пружины (17) из ее положения готовности в положение отпускания.
5. Механизм приведения в действие по п.3, отличающийся тем, что на нажимной пластине (12) закреплен цилиндрический удерживающий элемент (9), который в исходном положении и во время первого движения нажимной пластины (12) ориентирован в корпусе в направлении положения отпускания, а удерживающий элемент (9) имеет выемку (18) с радиальными отверстиями (19), проходящую от торцевой стороны внутрь, а ударник (6) с кольцеобразным сужением (20) на его конце, удаленном от капсюля-детонатора (1), входит в выемку (18), причем кольцеобразное сужение (20) находится в одной плоскости с радиальными отверстиями (19), а шарики (8) расположены в пространстве между сужением (20), радиальными отверстиями (19) и внутренней стенкой корпуса (5) и фиксируют ударник (6) в положении готовности и во время первого движения нажимной пластины (12) в направлении положения отпускания.
6. Механизм приведения в действие по п.5, отличающийся тем, что в положении отпускания радиальные отверстия (19) в удерживающем элементе (9) выскальзывают из корпуса (5), а шарики (8) выпадают из удерживающего элемента (9), в результате чего ударник (6) перестает быть зафиксированным.
7. Механизм приведения в действие по п.5, отличающийся тем, что на внешнюю окружность удерживающего элемента (9) надето О-образное кольцо (10), которое в положении готовности и во время первого движения нажимной пластины (12) в направлении положения отпускания прилегает к внутренней стенке корпуса (5).
8. Механизм приведения в действие по п.3, отличающийся тем, что корпус (5) укреплен в гильзе (16), а гильза (16) ввинчена в корпус (15).
9. Механизм приведения в действие по одному из пп.3-8, отличающийся тем, что на корпусе (5) укреплена трубка (3) для приема капсюля-детонатора (1) и бустерного заряда (2), причем они находятся в одной плоскости с ударником (6).
