ГАЗОГЕНЕРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1995 года по МПК A62C13/22 

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к газогенерирующим устройствам огнетушителей, и может быть использовано для подачи огнегасящего состава на очаг пожара.

Известно газогенерирующее устройство для огнетушителей, содержащее корпус с твердотопливным зарядом, крышку корпуса с размещенными на ней воспламенителем и зажигающим составом, а также средство для охлаждения газообразных продуктов сгорания твердотопливного заряда. В донной части корпуса выполнен сопловый блок. Эффективность работы устройства повышена тем, что генераторный газ, проходя через сопловый блок, поступает в средство для охлаждения, выполненное в виде цилиндра с газоходными каналами, снабженными химическим покрытием, где интенсивно охлаждается и через газовод подается в нижнюю часть емкости огнетушителя с огнегасящим составом.

Недостатки газогенератора состоят в том, что продукты сгорания через сопловый блок и газовод обязательно направляются к емкости с огнегасящим составом, в силу чего подача состава в очаг загорания за счет замещения его расширяющимися газами требует достаточно большого расхода твердотопливного заряда в расчете на единицу объема или массы состава для получения мелкодисперсного распыла. Существующая жесткая взаимосвязь между величиной давления газов, расходом твердотопливного заряда, длиной газоводов, интенсивностью напора выбрасываемого состава и расстоянием его эффективной доставки к очагу пожара накладывает определенные ограничения на используемую здесь схему вытеснения состава путем его замещения генераторным газом. Высокое значение давления замещения, которому подвергаются емкости с составом, влечет за собой необходимость их изготовления из конструкционных материалов с достаточным запасом прочности, что увеличивает массу емкости. В конечном итоге это негативно отражается на экономических и эксплуатационных свойствах газогенератора и огнетушителя в целом.

Известно также газогенерирующее устройство, содержащее механизм запуска, средство инициирования, камеру сгорания с твердотопливным зарядом, который выполнен в виде цилиндрического вкладыша, и газовод. Повышение надежности в работе этого устройства обеспечивается тем, что в него введена разрезная втулка для размещения заряда, которая установлена с зазором относительно стенок камеры сгорания, а механизм запуска и средство инициирования размещены над твердотопливным зарядом [1] Устройство наиболее близко к изобретению по совокупности признаков и принято за его прототип.

Это устройство более совершенно по сравнению с аналогом, так как обеспечивает оптимально допустимое время сгорания зарядов различной массы, что позволяет создать параметрический ряд газогенераторов с различным объемом корпуса. Вместе с тем, поскольку и здесь генераторный газ направляется из камеры сгорания в корпус огнетушителя (емкость с огнегасящим составом), ему полностью присущи недостатки, аналогичные недостаткам устройства [1]
Заявляемое изобретение решает задачу создания такого газогенерирующего устройства, в котором газовыводящие пути имели бы минимальную длину, а газ, образующийся при сгорании твердотопливного заряда, не поступая непосредственно в корпус огнетушителя, вместе с тем обеспечивал бы эффективный вывод из него огнегасящего состава, включающего мелкодисперсную жидкость, пар и инертный газ, при одновременном увеличении времени эффективной работы газогенератора и расстояния эффективной доставки огнегасящего состава к очагу пожара.

Для этого в газогенерирующее устройство, содержащее камеру сгорания с твердотопливным зарядом, выполненным в виде цилиндрического вкладыша, расположенные над твердотопливным зарядом механизм запуска и средство инициирования, а также газовод, согласно изобретению введена отсасывающая рубашка, выполненная в виде двух соединенных друг с другом частей, внутренняя из которых выполнена жесткой, снабжена полостью для размещения с зазором по образующей камекы сгорания и имеет длину, превышающую длину камеры, а внешняя часть выполнена гибкой, охватывающей внутреннюю с образованием полости для размещения огнегасящего состава, при этом жесткая часть рубашки снабжена равномерно распределенными по ее периметру и длине сквозными отверстиями, а газовод снабжен эжектором и установлен на крышке камеры сгорания с эксцентриситетом относительно обеих частей рубашки.

Целесообразно эжектор газовода установить с возможностью изменения проходного сечения зазора по образующей камеры сгорания.

Целесообразно также механизм запуска выполнить в виде подпружиненного в направлении средства инициирования ударника, установленного в рукоятке устройства с возможностью поступательного перемещения под воздействием спускового крючка, и бойка, установленного по оси ударника с возможностью взаимодействия со средством инициирования. Не менее целесообразно разместить средство инициирования в отдельной металлической гильзе, соединенной с камерой сгорания. Целесообразно также в качестве огнегасящего состава использовать воду.

Такое конструктивное выполнение устройства создает условия для эффективного вывода огнегасящего состава не за счет нагнетания генераторного газа в емкость огнетушителя по достаточно протяженным газовыводящим путям, а под воздействием разрежения, создаваемого горячим потоком газов, проходящих по эжектору газовода минимальной длины, одновременно создавая предпосылки для
значительного увеличения дистанции доставки огнегасящего состава от огнетушителя к очагу пожара вследствие уменьшения потерь, связанных с прохождением потока газов по газовыводящим путям;
более равномерной плотности доставляемого к очагу пожара огнегасящего состава как в начале, так и в конце горения твердотопливного заряда вследствие улучшения условий смешивания состава с проходящим по эжектоpу потоком горячего газа;
снижения расхода заряда на единицу доставляемого к очагу пожара объема (массы) огнегасящего состава, обусловленного минимальными потерями энергоносителя в коротком газоводе;
возможности регулирования потока огнегасящего состава и т.д.

На фиг. 1 изображено газогенерирующее устройство, продольный разрез; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1.

Газогенератор содержит камеру 1 сгорания с крышкой 2 и полостью 3 для размещения твердотопливного заряда, выполненного в виде цилиндрического вкладыша 4. В крышке 2 размещены газовод с эжектором, включающим сопловой блок 5 и диффузорную трубу 6, а также средство 7 инициирования с механизмом запуска, включающим рукоятку 8, спусковой крючок 9, подпружиненный в направлении средства 7 инициирования ударник 10, а также установленный по оси ударника с возможностью взаимодействия со средством инициирования боек 11. С камерой 1 герметично соединена отсасывающая рубашка, выполненная в виде двух размещенных одной в другой частей, внутренняя 12 из которых представляет собой жесткий тонкостенный стакан, охватывающий камеру 1 с образованием кольцевого зазора 13 и снабженный равномерно распределенными по его периметру и длине сквозными отверстиями 14, а внешняя часть 15 выполнена гибкой, например, из резины и служит в качестве емкости для огнегасящего состава. Для предотвращения возможности прямого контакта между камерой сгорания и гибкой частью рубашки стакан имеет длину, превышающую длину камеры. Труба 6 газовода размещена в крышке 2 с эксцентриситетом относительно обеих частей рубашки и может перемещаться по резьбовому поясу крышки для установки заданного проходного сечения зазора 16 по образующей камеры сгорания. Средства 7 инициирования установлено в металлической гильзе, соединенной с камерой 1 сгорания при помощи канала 17. Для примера реализации изобретения, показанного на фиг.1, газогенератор установлен на ручном огнетушителе, корпус 18 которого охватывает гибкую часть рубашки, заполненную водой, и предохраняет ее от вытягивания и механических повреждений. Так как в процессе работы устройства корпус не подвергается воздействию давления генераторного газа, он может быть выполнен тонкостенным из легкого сплава, например дюралюминия.

Газогенерирующее устройство работает следующим образом.

Начальный ударный импульс для воспламенения средства 7 инициирования придают бойку 11 путем нажатия на спусковой крючок 9 против часовой стрелки (фиг.1), который, поворачиваясь на своей оси 19, взводит ударник 10, нагнетая при этом пружину 20. В момент расцепления крючка с ударником последний под действием пружины нанесет удар по бойку. По достижении необходимых значений температуры и давления в гильзе импульс от инициатора 7 по каналу 17 поступает к заряду 4, поджигая его. По достижении расчетного режима горения твердотопливного заряда 4 поток горячего генераторного газа из полости 3 камеры 1 через сопловый блок 5 поступает в трубу 6, минуя корпус 18 огнетушителя и создавая при этом зону разрежения в зазоре 16 газогенератора. Огнегасящее вещество (в данном случае вода) начинает отсасываться через отверстия 14 стакана 12, кольцевой зазор 13 и установленное проходное сечение зазора 16 из гибкой части 15 рубашки в трубу 6, где интенсивно перемешивается с горячим газом, и в виде плотной пароводяной завесы направляется на очаг загорания. В процессе работы происходит непрерывное уменьшение объема гибкой части рубашки до ее контакта с поверхностью стакана 12 в конце горения заряда 4. Для перезарядки огнетушителя в корпус устанавливают новый инициатор 7, отделяют крышку 2 от камеры 1 сгорания для установки нового заряда 4, приводят в исходное положение боек 11, крючок 9 и ударник 10 и заполняют гибкую часть 15 рубашки новой порцией состава.

Поскольку газовод предложенного устройства имеет минимально возможную длину и при этом генераторный газ полностью минует емкость с огнегасящим составом, потери при работе устройства сведены к минимуму, а его экономичность по сравнению с аналогами повышена на 18-20%
Свойства огнегасящего состава могут быть повышены за счет включения в водный раствор добавок, снижающих температуру замерзания воды, а также различных ингибиторов горения.

Конструктивная схема устройства позволяет эффективно и безотказно пользоваться огнетушителем при любом положении отсасывающей рубашки относительно диффузорной трубы.

Наконец следует отметить простоту изготовления, сборки, разборки и профилактического обслуживания предложенного устройства.

Устройство может эффективно использоваться не только в противопожарной технике, но и в других областях, например, для охлаждения и нейтрализации аварийных выбросов ядовитых газов, для дезинфекции и дезактивации больших объектов.

Использование: в противопожарной технике, в частности в газогенераторах для огнетушителей, и может быть использовано для подачи огнегасящего состава на очаг пожара. Сущность изобретения: газогенерирующее устройство содержит камеру 1 сгорания с крышкой 2 и полостью 3 для размещения твердотопливного заряда 4, газовод с эжектором, выполненным в виде соплового блока 5 и диффузорной трубы 6. Повышение эффективности использования, снижение удельного расхода заряда, уменьшение веса корпуса огнетушителя обеспечены размещением огнегасящего состава в отсасывающей рубашке, размещенной на камере 1 сгорания и состоящей из жесткой 12 и гибкой 15 соединенных друг с другом частей, размещением эжектора на крышке 2 устройства, установкой его с эксцентриситетом относительно обеих частей рубашки и возможносстью ругулирования проходного сечения зазора 16 по образующей камеры 1 сгорания. 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ГАЗОГЕНЕРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО преимущественно для ручных огнетушителей, содержащее камеру сгорания с твердотопливным зарядом, выполненным в виде цилиндрического вкладыша, расположенные над твердотопливным зарядом механизм запуска и средство инициирования, и газовод, отличающееся тем, что устройство содержит отсасывающую рубашку, выполненную в виде двух соединенных одна с другой частей, внутренняя из которых выполнена жесткой и размещена с зазором по образующей камеры сгорания и имеет длину, превышающую длину камеры, а внешняя часть выполнена гибкой, охватывающей внутреннюю с образованием полости для размещения огнегасящего состава, при этом жесткая часть рубашки снабжена равномерно распределенными по ее периметру и длине сквозными отверстиями, а газовод снабжен эжектором и установлен на крышке камеры с эксцентриситетом относительно обеих частей рубашки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что эжектор газовода установлен с возможностью изменения проходного сечения зазора по образующей камеры сгорания. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм запуска выполнен в виде подпружиненного в направлении средства инициирования ударника, установленного в рукоятке устройства с возможностью поступательного перемещения под воздействием спускового крючка, и бойка, установленного по оси ударника с возможностью взаимодействия со средством инициирования. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство инициирования размещено в отдельной металлической гильзе, установленной в корпусе механизма запуска. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве огнегасящего вещества использована вода.