СПОСОБ ЗАРЯДКИ САМОСРАБАТЫВАЮЩЕГО ОГНЕТУШИТЕЛЯ Российский патент 1996 года по МПК A62C2/00 

Изобретение относится к средствам тушения пожаров твердых и жидких горючих материалов, предназначенных для пожарной защиты кладовых, кабельных галерей, подвалов, бункеров, гаражей и др.

Пожары в таких помещениях, как правило, быстро развиваются и приводят к полному уничтожению материальных ценностей. Применение известных автоматических установок пожаротушения (порошковых, хладоустановок, водопенных), способных ликвидировать загорание в начальной стадии, в данном случае нерентабельно ввиду большой стоимости оборудования и сигнализации (металлических емкостей и коммуникаций, датчиков и пультов и т.д.).

Таким образом, в настоящее время актуальной является задача создания огнетушителя, срабатывающего непосредственно от тепла очага пожара (самосрабатывающего), обеспечивающего оперативное подавление огня на начальной стадии горения.

Такой автономный огнетушитель, не требующий электропитания или вмешательства человека, должен быстро реагировать (срабатывать) на возникающее загорание и предотвращать этим распространение пожара. При этом хранение и транспортировка не должны отрицательно влиять на надежность работы огнетушителя.

На решение этой задачи направлено изобретение, объектом которого является способ зарядки самосрабатывающего огнетушителя.

Известен способ тушения пожаров, согласно которому стеклянный запаянный сосуд с огнетушащим составом размещают на потолке защищаемого помещения. Огнетушащий состав представляет собой водный раствор неорганических солей, включающий алюмокалиевые квасцы, хлориды натрия и кальция, карбонаты аммония, натрия, магния, кальция (заявка Японии N 56-6304, кл. A 62 D 1/00, 1981).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании данного способа, следует отнести высокую инерционность срабатывания и низкую эффективность подавления огня.

Известен способ тушения пожаров с помощью стеклянной запаянной ампулы, разрушающейся под воздействием высоких температур, в качестве водного раствора, неорганической соли используют 7-30%-ный водный раствор азотнокислого калия (а. с. СССР N 1551386, кл. A 62 D 1/00, 1987). К причинам, препятствующим достижению требуемого результата при использовании данного способа, относится невысокая эффективность применения жидких сред на водной основе при заполнении стеклянной ампулы.

Известен способ тушения пожаров, согласно которому стеклянный сосуд, содержащий огнетушащий порошок и азодикарбонамид, герметично запаивают. Сосуд разрушается под воздействием высоких температур [1]
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относятся недостаточная стабильность в работе (особенно после транспортировки) и неудовлетворительная инерционность срабатывания.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является способ зарядки самосрабатывающего огнетушителя [1] который и выбран в качестве прототипа.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в оперативном реагировании самосрабатывающего огнетушителя в случае возгорания, в обеспечении подавления пожара на начальной стадии и препятствии дальнейшему распространению огня. Надежность и оперативность срабатывания огнетушителя сохраняется и после транспортировки к месту эксплуатации. Инерционность срабатывания сведена к минимуму. Огнетушитель прост в зарядке, при этом используются порошкообразные вещества, выпускаемые в промышленности.

Указанный технический результат при использовании изобретения достигается тем, что способ зарядки самосрабатывающего огнетушителя, выполненного в виде цилиндрического сосуда, включает послойное засыпания огнетушащего порошка и газообразующего агента, причем газообразующий агент размещают в средней части сосуда между слоями огнетушащего порошка, при этом осуществляют раздельное уплотнение каждого слоя, а в качестве газообразующего агента используют газообразователь с диапазоном температур начала разложения 95-200^оС и в количестве 4-8% от объема сосуда, после чего сосуд герметизируют.

Предпочтительным является заполнение сосуда до его герметизации на 93-99,5% объема сосуда.

Наиболее распространенным материалом для изготовления сосуда является стекло, однако опробованы и показали хорошие технические результаты и другие материалы, в частности пластики.

При выполнении сосуда из стекла наиболее предпочтительной является толщина стенки сосуда 1,0-2,0 мм, но может колебаться в пределах 1,0-3,0 мм.

Признаки, приведенные в формуле изобретения, являются необходимыми и достаточными для достижения указанного технического результата, т.е. являются существенными.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к достигаемому техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует требованию "изобретательский уровень".

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, поясняются примерами.

Материалы, используемые при осуществлении изобретения:
огнетушащие порошки, разлагающиеся при нагревании с выделением газов соли: Пирант А (ТУ 301-11-10-90), ПСБ-3 (ТУ 6-18-139-83) и др.

газообразующие агенты: азодикарбонамид (ТУ 6-03-408-80) под торговой маркой ЧХЗ-21, имеющий температуру разложения Т_разл 200^оС; смесь (под условным названием марка А), включающая азодикарбонамид (80 мас.), оксид цинка (10 мас. ) и уксусная кислота (10 мас.) с температурой разложения Т_разл. 150^оС; смесь (под условным названием марка В), включающая N,N'-динитрозопентаметилентетрамин (30 мас.). ε-уреидокапроновая кислота (30 мас.), азодикарбонамид (30 мас.) и оксид цинка (10 мас.) с Т_разл. 95^оС;
стекло ХС-3 (ГОСТ 21400-75).

П р и м е р. В цилиндрический сосуд (например из стекла) толщиной 1,0 мм, диаметром 50 мм и длиной 410 мм засыпают огнетушащий порошок в количестве 45,0% от объема сосуда, уплотняют его на вибростенде, затем засыпают 4,0% от объема сосуда газообразующий агент, вновь уплотняют, затем засыпают следующий слой огнетушащего порошка (47%), при этом общий объем заполнения составляет 96% уплотняют и герметизируют, например, запаиванием.

Каждый слой уплотняют на вибростенде до минимального постоянного объема, который занимает порошок в сосуде. За постоянный объем принят объем, который не уменьшается в течение 10 мин.

Примеры конкретного выполнения способа зарядки самосрабатывающего огнетушителя, аналогичного описанному выше, приведены в табл.1.

Заполнение огнетушителя по прототипу [1] осуществляют при указанном соотношении компонентов.

Испытание огнетушителей, заряженных предлагаемым и известным способами, осуществляют в одинаковых условиях для возможности сравнения полученных результатов.

Испытания проводят в металлической камере объемом 5 м³ (1,6х1,6х2,0). На полу камеры размещают круглый противень площадью 0,4 м². В противень засыпают древесные опилки высотой слоя 4 см и смачивают их 2 л бензина. Огнетушитель подвешивают под потолком камеры на высоте 1,8 м. Бензин поджигают, в результате нагрева происходит самосрабатывание огнетушителя, порошок выбрасывается для тушения огня.

Сравнительные результаты испытаний огнетушителей, заряженных предлагаемым и известным способами, представлены в табл.2. При зарядке огнетушителя-прототипа используют азодикарбонамид 5% п объему и 90% порошка Пирант А.

Анализ результатов испытаний.

тушение достигалось во всех опытах, приведенных в таблицах;
если при зарядке огнетушителя предлагаемым способом разместить газообразующий агент не в средней части сосуда, а в торцовой части, то тушение не достигается;
диапазон температур начала разложения газообразователя, указанный в формуле изобретения, составляет 95-200^оС.

Использование газообразователя с температурой начала разложения Т_разл. < 95^оС нецелесообразно из соображений техники безопасности, а также для исключения вероятности ложного срабатывания при кратковременных перегревах.

Использование газообразователя с Т_разл. > 200^оС приводит к существенному возрастанию инерционности срабатывания огнетушителя, а следовательно, не обеспечивается тушение на начальной стадии загорания;
Если уплотнение порошкообразных компонентов не проводить вообще или уплотнять не послойно, а только после засыпки всех компонентов, то это приводит к увеличению инерционности срабатывания (см. пример 15 прототип);
Заполнение сосуда до герметизации на 93-99,5% в совокупности с послойным уплотнением обеспечивает сохранение фиксированного, компактного размещения газообразователя в средней части сосуда (даже после транспортировки), что обуславливает высокую надежность и стабильность огнетушителя при эксплуатации.

Если заполнение сосуда по объему составляет меньше 93% но в пределах 90% то при транспортировке происходит частичное перемещение порошкообразных компонентов, что приводит к некоторому снижению надежности срабатывания огнетушителя, а при заполнении сосуда по объему 90% надежность снижается значительно; 100% -ное заполнение сосуда обеспечивает высокую надежность срабатывания, но такую заполненность объема технологически трудно осуществить.

Контрольные примеры 10-12 (табл.2), где количество газообразователя меньше указанного в формуле изобретения (3%), показывают на резкое увеличение времени до момента срабатывания огнетушителя (150-152 с). В этом случае огнетушитель запаздывает в срабатывании, не захватывая начальную стадию загорания.

Контрольные примеры 13 и 14 (табл.2), где количество газообразователя больше указанного в формуле изобретения (9%), показывают, что увеличение количества компонента не уменьшает время до начала срабатывания, т.е. повышение технического результата не наблюдается. Поэтому по экономическим соображениям количество, указанное в формуле изобретения, является оптимальным.

Толщина стенки сосуда может быть в диапазоне 1,0-3,0 мм, но предпочтительной является 1,0-2,0 мм.

Толщина стенки < 1,0 мм не обеспечивает механическую прочность корпуса, а особенно это сказывается на неравномерности разрыва сосуда в момент срабатывания огнетушителя.

Толщина стенки в диапазоне 2,0-3,0 мм обеспечивает нормальную работоспособность огнетушителя при некотором увеличении времени прогрева порошкообразных компонентов.

При толщине стенки сосуда > 3,0 мм значительно увеличивается время срабатывания и создается опасность разлета на большое расстояние осколков сосуда.

В табл. 2 приведены усредненные данные из 5 экспериментов, при этом разброс значений по примерам 1-14 составляет 5-10% а в примере 15 (прототип) 20-25%
Такой высокий разброс показателя (20-25%) свидетельствует о невысокой стабильности и надежности работы огнетушителя.

Таким образом, результаты испытаний подтверждают, что предлагаемое техническое решение используется по прямому назначению с достижением указанного технического результата.

Вышеприведенные данные свидетельствуют о соответствии технического решения требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Изобретение относится к средствам тушения пожаров твердых и жидких горючих материалов, предназначенным для пожарной защиты кладовых, кабельных галерей, подвалов, бункеров, гаражей и др. Изобретение обеспечивает оперативное реагирование самосрабатывающего огнетушителя в случае возгорания и подавление очага пожара на начальной стадии и препятствует дальнейшему распространению огня. Надежность и оперативность срабатывания огнетушителя сохраняется и после транспортировки к месту эксплуатации. Это обеспечивается способом зарядки самосрабатывающего огнетушителя, выполненного в виде цилиндрического сосуда. Способ состоит из послойного засыпания огнетушащего порошка и газообразующего агента, который размещают в средней части сосуда между слоями огнетушащего порошка, при этом осуществляют раздельное уплотнение каждого слоя, а в качестве газообразующего агента используют газообразователь с диапазоном температур начала разложения 95 - 200^oС и в количестве 4 - 8% от объема сосуда, после чего сосуд герметизируют. Предпочтительным является заполнение сосуда до его герметизации на 93 - 99,5 % объема сосуда из стекла толщиной 1,0 - 2,0 мм. 3 з. п. ф-лы, 2 табл.

1. СПОСОБ ЗАРЯДКИ САМОСРАБАТЫВАЮЩЕГО ОГНЕТУШИТЕЛЯ, выполненного в виде цилиндрического сосуда, включающий операции по заполнению сосуда огнетушащим порошком и газообразующим агентом и последующую герметизацию сосуда, отличающийся тем, что заполнение сосуда осуществляют путем послойного засыпания огнетушащего порошка и газообразующего агента, причем газообразующий агент размещают в средней части сосуда между слоями огнетушащего порошка, при этом до герметизации дополнительно осуществляют раздельное уплотнение каждого слоя, а в качестве газообразующего агента используют газообразователи с диапазоном теператур начала разложения 95 - 200^oС и в количестве 4 - 8% от объема сосуда. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что объем заполнения сосуда до его герметизации составляет 93 - 99,5% объема сосуда. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сосуд выполнен из стекла. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что толщина стенки сосуда 1,0 - 2,0 мм.