ПОРОШКОВЫЙ ОГНЕТУШИТЕЛЬ (ЕГО ВАРИАНТЫ) Российский патент 1996 года по МПК A62C19/00 

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к порошковым огнетушителям, предназначенным для локализации пожаров путем подачи распыленных порошкообразных огнетушащих составов в зону возгорания.

Известны огнетушители, содержащие последовательно расположенные средство доставки и сосуд из легкоразрушаемого материала с огнетушащим составом, причем полость средства доставки (в данном случае газовая ракета) и сосуд с огнетушащим составом соединены через подпружиненный клапан. К недостаткам подобных огнетушителей необходимо отнести наличие относительно большой емкости под газовую ракету, а также недостаточную эффективность огнетушителя, связанную с относительной низкой энергоемкостью сжатого газа и с затруднением аэрации состава при неизбежном слеживании порошка.

Более близкими техническими решениями являются огнетушители, содержащие разрывной баллон с обечайкой, крышкой и днищем, заполненным порошкообразным огнетушащим составом, и газогенерирующее устройство, размещенное в баллоне и включающее корпус с перфорациями, воспламенительный узел, газогенерирующий заряд и мембрану. По совокупности признаков в качестве прототипа выбран порошковый огнетушитель [1] Недостатками упомянутых огнетушителей являются затруднительная аэрация порошка при его слеживании и его невысокая дальнобойность при разлете.

Технический результат, достигаемый обоими вариантами рассматриваемых в данной заявке огнетушителей, заключается в повышении эффективности локализации пожаров путем увеличения дальности разлета порошкообразного огнетушащего состава (далее порошка) независимо от степени его слеживаемости путем его псевдосжижения и разгона сверхзвуковыми газовыми струями. При использовании предложенных огнетушителей также резко снижается влияние конвективных потоков от горящих объектов на траекторию струй огнетушащего состава.

Технический результат достигается тем, что в соответствии с вариантом, предусматривающим равномерное радиальное распределение порошка, огнетушитель, содержащий разрывной баллон с крышкой, обечайкой и днищем, заполненный порошком, и газогенерирующее устройство, закрепленное в крышке и состоящее из перфорированного корпуса, наружной мембраны, формирующей с обечайкой емкость под порошок воспламенительного узла и порохового заряда, снабжен дополнительной мембраной, а также пробкой. При этом разрывной баллон и корпус выполнены цилиндрической формы, последний размещен в баллоне аксиально и равномерно перфорирован в экваториальной и меридиональной плоскостях по боковой поверхности. Дополнительная мембрана размещена внутри корпуса с зазором по отношению к его внутренней стенке, при этом наружная мембрана также размещена с зазором по отношению к наружной стенке корпуса по всей его длине. Все отверстия перфорации выполнены расширяющимися в сторону периферии, а пробка введена в днище.

Согласно второму варианту, предусматривающему направленное действие порошка, огнетушитель, содержащий разрывной баллон с крышкой, обечайкой и днищем, заполненным порошком, и газогенерирующее устройство, закрепленное в крышке и состоящее из перфорированного корпуса, наружной мембраны, воспламенительного узла и порохового заряда, снабжен отражателем и дополнительной мембраной. При этом разрывной баллон и корпус выполнены цилиндрической формы, последний размещен в баллоне асимметрично со смещением в сторону отражателя и перфорирован преимущественно в направлении подачи потока. Дополнительная мембрана размещена внутри корпуса. Наружная мембрана размещена с зазором по отношению к его наружной стенке по всей его длине. Все отверстия перфорации выполнены расширяющимися в сторону периферии, отражатель перекрывает 25-40% поверхности обечайки и прикреплен к ней, а пробка введена в днище со стороны, противоположной воспламенительному узлу.

Кроме того, в обоих вариантах предусмотрено, что отверстия перфорации выполнены ступенчатой или конической формы с соотношением входа и выхода 3-4; пороховой заряд выполнен из смеси медленно и быстрогорящих порохов в соотношении 1:1 по массе; корпус выполнен в виде пакета трубок, вставленных одна в другую, а в случае соединения последовательного ряда огнетушителей пробка выполнена в виде соединительной переходной втулки с центральным сквозным отверстием.

На фиг. 1 приведено продольное сечение огнетушителя по варианту, предусматривающему равномерное распределение пороша в радиальном направлении; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 то же, вариант исполнения; на фиг. 4 поперечное сечение огнетушителя по варианту, предусматривающему направленное действие порошка; на фиг. 5 пример последовательного соединения нескольких огнетушителей.

Порошковый огнетушитель по первому варианту состоит из баллона с крышкой 1 и днищем 1^а и легко разрушаемое обечайкой 2, заполненной порошкообразным огнетушащим составом 3 (далее в тексте порошком), и газогенерирующего устройства, которое в свою очередь выполнено из перфорированного корпуса 4, закрепленного в крышке 1 и днище 1^а наружной мембраны 5, примыкающей к порошку 3 воспламенительного узла 6 с датчиком и инициатором и газогенерирующего заряда 7. Пороховой заряд 7 состоит из смеси быстрогорящих и медленно горящих порохов в соотношении 1:1 по массе. Например, порохов ВТ-1 и 4/7 НБ. Перфорированный корпус 4 может быть выполнен либо монолитным, либо в виде пакета трубок, вставленных одна в другую, в каждой такой трубке перфорация выполнена цилиндрической с диаметром, соответствующим положению трубки в пакете и профилю ступенчатого отверстия. Внутри корпуса размещена дополнительная мембрана 8. Дополнительная мембрана 8 фактически является форсирующей мембраной (мембрана свободного прорыва) и выполнена в виде трубки из металла расчетной толщины, например фольги. Наружная мембрана 5 выполнена из легкоразрушаемого материала, например из бумаги. Она может быть размещена с зазором по отношению к внешней стенке корпуса газогенерирующего устройства.

Корпус 4 как в экваториальной, так и в меридиональной плоскостях перфорирован равномерно, причем отверстия перфорации могут быть выполнены либо коническими (см. фиг. 2), либо ступенчатыми (см. фиг. 3). Суммарная площадь проходных отверстий перфорации на 30-50% выполнена меньшей площади наименьшего внутреннего сечения корпуса при его удлинении до 10 калибров того же сечения, а соотношение входа и выхода перфорированных отверстий равно 3-4.

На днище 1^а закреплена пробка 9. В случае последовательного соединения ряда огнетушителей пробка 9 заменяется соединительной переходной втулкой 9^а с центральным сквозным отверстием диаметром 1-2 мм (см фиг. 5).

Порошковый огнетушитель по второму варианту, обеспечивающему направленное действие порошка в экваториальной плоскости, отличается от первого варианта тем, что он снабжен отражателем 10 (см. фиг. 4), а газогенерирующее устройство, состоящее из узлов и деталей 4-8, смещено с центральной оси баллона в сторону отражателя 10. При этом отражатель 10 перекрывает 20-40% поверхности обечайки 2. Перфорация корпуса 4 в меридиональной плоскости выполнена равномерной, а в экваториальной неравномерной из расчета размещения 80% отверстий перфорации в секторе 30-60^о (от направления метания), а 20% отверстий в секторе с углами 100-130^о.

Оба варианта огнетушителя работают следующим образом.

По команде датчика, размещенного в воспламенительном узле 6 или вынесенного на расстояние от этого узла, но связанного с ним той или иной коммуникацией, осуществляется воспламенение порохового заряда 7. Предварительно подобрав толщину дополнительной внутренней форсирующей мембраны 8, например, для давления свободного прорыва 40-50 МПа при плотности заряжания 0,1-0,4 г/см³ и учитывая начальную инерционность порошка 3, получим давление в корпусе свыше 80 МПа. При прорыве мембраны в зазоре образуются струи, которые расширяются тем быстрее, чем податливее преграда из порошка перед ними. При расширении струй возрастает объем их слоя смешения, который активно захватывает и разгоняет порошок 3.

В случае срабатывания огнетушителя, выполненного по первому варианту, распыленный порошок разбрасывается пороховыми газами равномерно во все стороны от оси симметрии огнетушителя.

В случае срабатывания огнетушителя, выполненного по второму варианту, распыленный порошок разбрасывается пороховыми газами в направлении, противоположном отражателю 10.

Описанные устройства реализованы и испытаны на модельном пожаре в условиях испытательного пожарного полигона г. Новокуйбышевска.

Использование: в противопожарной технике. Относится к порошковым огнетушителям, предназначенным для локализации пожаров путем подачи распыленных огнетушащих порошков в зону возгорания. Сущность изобретения: оба варианта содержат легкоразрушаемую обечайку цилиндрической формы с крышками с двух торцов, в крышках закреплен перфорированный корпус цилиндрической формы, в корпусе размещены воспламенительный узел, пороховой заряд, внутренняя мембрана и пробка. Снаружи корпуса размещена легкоразрушающая наружная мембрана. Между наружной мембраной и обечайкой размещен огнетушащий порошок. Перфорационные отверстия корпуса выполнены расширяющимися в сторону периферии. В варианте, предусматривающем равномерное распределение порошка в радиальном направлении, корпус размещен вдоль центральной оси огнетушителя и равномерно перфорирован и в радиальном, и продольном направлениях. В варианте, предусматривающем направленное действие порошка, огнетушитель снабжен отражателем, прикрепленным к обечайке и частично перекрывающим ее боковую поверхность, а перфорированный корпус смещен в сторону отражателя и перфорирован преимущественно в направлении подачи потока. 2 с. и 12 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. Порошковый огнетушитель, содержащий баллон с обечайкой, крышкой и днищем, заполненный порошкообразным огнетушащим составом, и газогенерирующее устройство, установленное внутри баллона и состоящее из перфорированного корпуса, наружной мембраны, воспламенительного узла и газогенерирующего заряда, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной мембраной, размещенной внутри корпуса газогенерирующего устройства, а перфорация корпуса выполнена в виде расширяющихся от центра отверстий. 2. Порошковый огнетушитель, содержащий баллон с обечайкой, крышкой и днищем, заполненным порошкообразным огнетушащим составом, и газогенерирующее устройство, установленное внутри баллона и состоящее из перфорированного корпуса, наружной мембраны, воспламенительного узла и газогенерирующего заряда, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной мембраной, размещенной внутри корпуса газогенерирующего устройства, и отражателем, перекрывающим 25
40% поверхности обечайки, а корпус газогенерирующего устройства размещен в баллоне асимметрично со смещением в сторону отражателя, при этом перфорация корпуса выполнена в виде расширяющихся от центра отверстий. 3. Огнетушитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что обечайка выполнена цилиндрической формы. 4. Огнетушитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что корпус газогенерирующего устройства закреплен в крышке и днище баллона. 5. Огнетушитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что отверстия перфорации корпуса газогенерирующего устройства выполнены ступенчатой или конической формы с соотношением входа и выхода 3 4, а суммарная площадь отверстий перфорации выполнена на 30 50% меньше площади наименьшего внутреннего сечения корпуса при его длине, соответствующей 10 калибрам того же сечения и менее. 6. Огнетушитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что дополнительная мембрана установлена внутри корпуса по всей его длине и выполнена в виде мембраны свободного прорыва. 7. Огнетушитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что наружная мембрана установлена снаружи корпуса по всей его длине. 8. Огнетушитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что наружная мембрана выполнена из легкоразрушаемого материала и размещена с зазором по отношению к корпусу газогенерирующего устройства. 9. Огнетушитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в нем днище выполнено плоским и снабжено пробкой. 10. Огнетушитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в нем пробка выполнена в виде переходной втулки с центральным сквозным отверстием. 11. Огнетушитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в нем газогенерирующий заряд выполнен из смеси медленногорящих и быстрогорящих порохов в соотношении 1 1 по весу. 12. Огнетушитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в нем корпус газогенерирующего устройства выполнен в виде пакета трубок, вставленных одна в другую, при этом в каждой трубке перфорация выполнена цилиндрической, но с диаметром, соответствующим положению трубки в пакете и профилю ступенчатого отверстия. 13. Огнетушитель по п. 1, отличающийся тем, что в нем перфорация корпуса газогенерирующего устройства выполнена равномерной как в экваториальной, так и в меридиональной плоскости. 14. Огнетушитель по п. 2, отличающийся тем, что в нем перфорация корпуса газогенерирующего устройства выполнена равномерной в меридиональной плоскости, а в экваториальной плоскости 80% перфораций размещено в пределах сектора 30 60^o от направления метания огнетушащего состава, а 20% в секторе 100 - 130^o от направления его метания.