ДЕКОРАТИВНОЕ ИЗДЕЛИЕ, ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ДЛЯ ПОЖАРОТУШЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК A62C35/02 

Изобретение относится к предметам убранства жилых комнат, а именно к декоративным изделиям (ДИ) и деталям интерьера жилых и общественных помещений.

Известны ДИ, включающие декоративный и установочный (крепежный) элементы элементы декора потолков, стен, светильников, рамы картин, напольные и настенные украшения и другие предметы, выполняющие преимущественно утилитарные функции удовлетворение эстетических и художественных потребностей жителей.

Известные ДИ не выполняют противопожарные функции, являясь в лучшем случае негорючими предметами, если выполнены, например, из стекла или керамики, а ДИ из древесины, пластмасс, бумаги и т.п. поддерживают горение и способствуют распространению пожара.

Сложившаяся к настоящему времени практика по защите жилых помещений от пожаров с помощью специализированных средств огнетушителей, именно из-за своих стандартизированных "технических" форм и цветового решения разрушает целостное восприятие жилой среды и психологически отторгается населением.

Известны попытки преодоления этого противоречия.

Так, огнетушитель в виде резервуара с напитком под давлением по патенту США N 4775012 МКИ A 62 C 13/24, НКИ 169 74 представляет собой устройство для направленного распыления газированного напитка, для чего сосуд давления снабжен специальным пробойником, прокалывающим стенку сосуда при перемещении вручную и направляющим напиток из резервуара по шлангу, заканчивающемуся удлиненным трубчатым соплом.

Недостатками этого решения являются необходимость ручного запуска, ограниченность эффективного использования малыми очагами пожара, а также ограниченность сферы применения малой частью населения, постоянно употребляющих газированные напитки.

Система пламягашения для кухонных плит и печей по патенту США N 4834188 МКИ A 62 35/14, НКИ 169 65 представляет по сути известную стационарную автоматизированную систему пожаротушения с механизмом управления и подачей огнетушащего вещества через обращенные к плите сопла, вмонтированную в кухонный шкаф над плитой, за счет чего и сохраняется требуемый интерьер на кухне.

Ограниченность применения такой системы кухонными плитами и печами, дороговизна автоматизированных систем, а также сложность запуска детьми и пожилыми людьми существующих автономных огнетушителей и необходимость периодического обслуживания делает проблематичным широкое использование в жилых помещениях известных ДИ.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей ДИ за счет придания ему активных огнетушащих свойств. Создание приемлемого для населения средства защиты от пожаров в виде совместного с интерьером комнаты ДИ, по мнению авторов, позволит существенно ослабить проблему психологической неподготовленности к пожару населения, включая детей.

Поставленная цель в ДИ, содержащем декоративный и установочный (крепежный) элементы и огнетушащее вещество, достигается за счет выполнения ДИ из огнетушащего вещества, в качестве которого использовано образующее при сгорании огнетушащий аэрозоль смесевое ракетное топливо. В качестве типовых топлив на основе нитратов, перхлоратов, хлористых соединений щелочных металлов, образующих при сгорании пожаротушащие аэрозоли и перерабатываемых в ДИ методами свободного литья или литья под давлением могут быть использованы пороха аэрозольные смесевые ПАС разработки ЛНПО "Союз" или пиротехнические смеси разработки НИИПХ (см. например, кн. "Пороха и твердые специальные топлива в народном хозяйстве. К 100-летию отечественной промышленности бездымных порохов". Под ред. акад. Б. П. Жукова. ЦНИИ технической информации, конъюнктуры и повышения квалификации кадров.М: 1990, с. 18 22).

При возникновении пожара в помещении и нагреве ДИ выше температуры воспламенения топлива последнее воспламеняется и сгорает, образуя огнетушащий аэрозоль. Перемешиваясь в объеме помещения с воздухом, частицы аэрозоля ингибируют воздух уже при концентрациях от 20 г/м³ и выше, прекращая или ограничивая распространение пламени. Кроме этого, бросая в очаг пожара предложенные ДИ, люди, в т. ч. обученные дети, находящиеся в помещении, получают возможность эффективного подавления огня, а простота использования ДИ в качестве средства пожаротушения создает психологические предпосылки активной борьбы с пожарами в жилых помещениях и уменьшения ущерба от пожаров, связанных с неисправностью бытовых электро- и нагревательных приборов, детской шалостью и др. причин.

Описываемые ниже структурные и конструктивные усовершенствования изобретения обеспечивают повышение эффективности использования ДИ за счет расширения его функциональных возможностей и эксплуатационных характеристик.

Для устранения одного из недостатков предложенного ДИ при использовании его в виде подвесок, декора потолка, стен, люстр и т. п. свойства нагретого аэрозоля будут подниматься и скапливаться в верхних частях помещения, предложено выполнять установочный (крепежный) элемент в виде двух связей различной длины со скрепленными попарно концами, при этом в короткую связь встроен разрушаемый при воспламенении ДИ элемент, например легкоплавкий замок.

При срабатывании замка ДИ под собственным весом опускается вниз на высоту длинной связи и обеспечивает повышение концентрации аэрозоля в нижней части помещения, откуда подсасывается в очаг пожара.

С целью повышения чувствительности ДИ к нагреву, унификации и совместности с существующими автоматизированными системами пожарной защиты помещений ДИ снабжен комбинированным механическим, тепловым и/или электрическим воспламенителем, при этом шнур, передающий луч огня и/или электрический сигнал на воспламенитель, установлен в ДИ с возможностью продольного перемещения и кинематически связаны с механическим воспламенителем терочного типа.

Выходящий из воспламенителя ДИ пучок термочувствительных быстрогорящих волокон из топлива типа ПАС и/или электрический шнур при механическом задействовании ДИ захватывается рукой и выдергивается, обеспечивая за счет кинематической связи перемещение и срабатывание терочного механизма. В автоматическом режиме воспламенитель ДИ срабатывает от луча огня, передаваемого термочувствительными быстрогорящими волокнами при их нагреве выше температуры воспламенения и/или от электрического сигнала автоматической системы пожаротушения.

Для расширения функциональных возможностей и эксплуатационных характеристик декоративный элемент ДИ снабжен герметичной оболочкой, внутренняя полость которой сообщена с внешней средой через сопло, группу сопел или перфорацию.

Помимо защитных функций оболочки, предохраняющей топливо от случайного нагрева, ударов, увлажнения, такое выполнение позволяет повысить безопасность ДИ за счет использования топлив, горящих только при избыточном давлении, что позволит сделать использование топлива непривлекательным для детской шалости, поскольку вне оболочки такое топливо становится практически невоспламеняемым от спички или иного источника тепла небольшой мощности. Кроме этого, истечение аэрозоля из сопла в виде струи повышает эффективность подавления удаленных очагов пожара.

Для повышения интенсивности ингибирования газовой среды помещения сопло ДИ предлагается снабжать насадком, перемешивающим продукты сгорания топлива с газовой средой. Потребная концентрация аэрозоля в 20 г/м³ обеспечивается "разбавлением" истекающей струи продуктов сгорания массой воздуха, примерно в 60 раз превышающей массу активной струи. Температура смеси лишь на 40 50 градусов превысит температуpу воздуха, что существенно снизит скорость подъема аэрозоля и его скопление в верхних частях помещения, а также исключит опасность ожога тела при случайном обдуве потоком смеси.

Насадок предлагается выполнять в следующих вариантах:
в виде эжектора;
из проницаемого сетчатого или пористого материала, например керамики. Разделение струи на множество мелких способствует их интенсивному перемешиванию на расстояниях 5 15 диаметров отверстия, без образования единой общей струи, как на выходе из эжектора.

Для сигнализации о начавшемся пожаре предложено сопло или насадок к нему выполнять в виде акустического свистка. Звуковой сигнал известит о начале пожара, разбудит спящих в ночное время, что существенно для помещений с людьми ограниченной подвижности тяжелобольными, престарелыми, а также для сельской местности с ее неразвитой инфраструктурой противопожарных служб. Реализованные конструкции акустических систем защиты охраняемых помещений с использованием твердотопливных газогенераторов обеспечивали слышимость сигнала до 1 1,5 км.

Кроме описанных вариантов выполнения насадков и сопла, продукты сгорания и смеси могут транспортироваться с помощью коллекторов и газоводов, органически всасывающихся в интерьер помещения.

Для расширения эксплуатационных и компоновочных возможностей ДИ с герметичной оболочкой последнюю предложено выполнять из гибкого материала, например из армированной волокнами резины. Совместная работа системы "оболочка скрепленное с ней топливо" может обеспечиваться высокоэластичными твердыми ракетными топливами с относительным удлинением выше 100% а также жидковязкими пастообразными газогенерирующими составами (см. например, статью С. П. Градусова и др. "Новые направления в создании систем и устройств аварийно-спасательной техники" в сб. "Перспективы и проблемы работы приборостроительных предприятий в условиях конверсии. Методические рекомендации". Ленинградский дом научно-технической пропаганды. Л. 1991, с. 30 31). Эластомеры хорошо перерабатываются в ДИ различных форм, в т. ч. длинномерные изделия, что позволяет существенно увеличить время активной работы ДИ при тушении пожара, допускает изгибы, сворачивание, амортизирует удары, а деформирование оболочки при наддуве ее внутренним давлением при воспламенении топлива позволяет использовать изменение формы для совершения полезной работы.

Для этого в ДИ, закрепляемом преимущественном на потолке или стене помещения, установочный элемент образован плоской, например, клеевой поверхностью скрепления, при этом площадь скрепления в статическом положении и величина ее уменьшения вследствие деформации оболочки при наддуве продуктами сгорания топлива определяются соответственно из условия достаточности и недостаточности силы скрепления для удержания изделия.

При пожаре, после воспламенения термочувствительного элемента и топлива ДИ раздувающаяся поверхность скрепления оболочки принимает сфероидальную выпуклую форму и отрывается от поверхности скрепления. В зависимости от длины дополнительной гибкой связи ДИ сгорает на заданной связью высоте, ингибируя воздух нижней части помещения.

Развитием предложенной конструкции является выполнение поверхности скрепления из магнитных материалов: например, оболочки из магнитотвердой резины, а ответной части из магнитомягкого материала. Преимущественная область применения этого решения интерьер потолков общественных помещений с металлическими ферменными перекрытиями.

Выполнение поверхности скрепления гибкой оболочки составной, из двух или более электропроводных участков, электроизолированных друг от друга, обеспечивает простое подключение множества ДИ к электрической системе их задействования. Электропроводные участки внутри оболочки связаны электрически с воспламенителем.

На фиг. 1 представлен общий вид ДИ в форме украшения потолочной люстры; на фиг. 2 разрез люстры по оси в исходном положении и при пожаре;на фиг. 3 - ДИ в виде комнатного растения, снабженного комбинированным воспламенителем; на фиг. 4 выносной элемент (воспламенитель) фиг. 3; на фиг. 5, 6 и 7 - различные варианты выполнения выходных насадков и сопла: в виде эжектора, из проницаемого материала и в виде акустического свистка соответственно; на фиг. 8 пример выполнения насадка с газоводом; на фиг. 9 пример реализации ДИ с гибкой оболочкой; на фиг. 10 конструкция ДИ в форме подвески в исходном положении и после срабатывания.

Показанный на фиг. 1 ДИ в форме украшения потолочной люстры 1 включает собственно декоративный элемент 2 из топлива типа ПАС и установочный (крепежный) элемент 3 (фиг. 2), выполненный в виде короткой 4 и длинной гибкой связи 5 с попарно скрепленными концами; в короткую связь 4 встроен легкоплавкий замок 6.

При возникновении пожара в помещении от повышенной температуры воспламеняется декоративный элемент 2 и разрушается легкоплавкий замок 6. Декоративный элемент 2 под собственным весом опускается вниз на длину Б гибкой связи 5, занимая положение 7. Выбор положения ДИ по высоте после срабатывания, т. е. выбор длины Б связи 5 определяется из требований безопасности находящихся в помещении людей, исключения интенсивного нагрева предметов истекающими продуктами сгорания 8 топлива, а также достижения максимально возможной концентрации аэрозоля в воздухе нижней части помещения, откуда он наиболее интенсивно подсасывается в очаг пожара и прекращает горение.

Усовершенствованный ДИ, приведенный на фиг. 3, включает помимо собственно декоративного элемента, выполненного, например, в виде искусственного комнатного растения 9 с горшочком 10, комбинированный воспламенитель 11 (фиг. 4). Последний представляет собой установленный в топливе 12 типа ПАС стакан с цилиндром 13 из теплочувствительного быстрогорящего топлива типа ПАС, из которого может быть выполнен полностью или часть растения 9, охватывающая цилиндр 13 электроспираль 14 с электрошнуром (на фиг. не показан) и связанный с цилиндром подвижный элемент 15 терочного механизма 16.

В зависимости от комплектации воспламенитель 11 может быть задействован при пожаре как автоматически после воспламенения топлива искусственного растения 9 и передачи луча пламени цилиндру 13 и далее основной массе топлива 12 или подаче электрического сигнала на электрическую спираль 14, так и вручную путем резкого выдергивания растения 9 и/или электрошнура из горшочка 10 и задействования т. о. терочного механизма 16. При вытягивании элемента 15 его боковые поверхности трутся о стенки механизма 16, воспламеняя топливо 12.

Применение ДИ с унифицированным воспламенителем, комплектуемым в зависимости от особенностей использования ДИ механическим, тепловым, электрическим устройствами задействования или их комбинацией, не содержащими (по сравнению с капсюльными механизмами) высокочувствительных к удару пиросоставов и постоянно нагруженных механических элементов, позволяет за счет дублирования повысить надежность, необходимый уровень безопасности и вследствие массовости изготовления и приемлемую стоимость узла воспламенения. Предложенное решение позволяет адаптировать ДИ к существующим системам автоматического пожаротушения с электрическим задействованием.

Выполнение ДИ или его части, содержащей топливо, в виде герметичной оболочки на фиг. 4 это корпус горшочка 10 с внутренней теплоизоляцией, - помимо обеспечения направленного истечения продуктов сгорания через сопло 17 и повышения защищенности топлива от ударов и влаги, за счет использования топлив, горящих при избыточном давлении позволяет исключить срабатывание ДИ при поврежденной оболочке, чем существенно повышает безопасность ДИ и делает его менее привлекательным для детской шалости.

Показанный на фиг. 5 насадок на сопло в виде эжектора содержит активное сопло 18, камеру смешения 19 и отверстия 20 для подсасываемого при работе воздуха. Выходящая из эжектора струя газовой смеси требуемой концентрации аэрозоля в несколько раз превышает массовый расход продуктов сгорания, что наряду с пониженной температурой смеси, исключающей возможность ожога и уменьшающей тенденцию подъема ингибированного в верхние части помещения, способствует эффективному ингибированию воздуха помещения и прекращению пожара.

Выходной насадок, показанный на фиг. 6, выполнен из проницаемого сетчатого или высокопористого материала 21, например из керамики. Разделение струи на множество мелких обеспечивает их быстрое перемешивание с воздухом без образования на выходе достаточно мощной, как, например, у эжектора, струи. Пористая структура насадки ДИ воспринимается в интерьере как монотонная матовая поверхность, что позволяет реализовать в ДИ дополнительные изобразительные решения.

Представленное на фиг. 7 сопло в виде акустического свистка включает щелевое кольцевое сопло 22, острие 23 и резонатор 24, обеспечивающий периодический распад падающий на острие 23 струи газа на отдельные вихри. Возникающие при этом акустические колебания (свист) сигнализируют о задействовании ДИ.

На фиг. 8 показан пример выполнения насадка в виде удлиненного газовода из набора поворотных 25 и прямолинейных 26 участков, подающего огнетушащую смесь к очагу пожара от стационарного ДИ (на фиг. не показан).

Приведенный на фиг. 9 ДИ, стилизованный под сказочного змея, содержит гибкую оболочку 28 из армированной волокнами резины, заполненную эластичным твердым или пастообразным топливом типа ПАС; передний торец (голова змея) снабжен эжектором и воспламенителем 29 механического и электрического типа (на фиг. не показаны) с наружным шнуром 30. Гибкость оболочки позволяет компоновать ДИ в различных позах, сворачивать и т. п. Для задействования ДИ выдергивается из торца шнур или вставляется в розетку электросети. После воспламенения топлива истекающая из эжектора струя ингибированного продуктами сгорания воздуха направляется в сторону очага пламени.

Подобные ДИ, характеризующиеся малыми расходами продуктов сгорания, низкой температурой смеси и большими до 1 2 мин временами работы, удобны для отработки на учебных занятиях в школах практических навыков борьбы с пожарами.

ДИ в виде потолочной панели с гибкой оболочкой, использующее процесс изменения формы для совершения полезной работы, приведено на фиг. 10. ДИ 31 имеет плоскую поверхность скрепления 32, скрепляемую, например, с помощью магнитных сил, развиваемых материалом оболочки ДИ из магнитотвердой резины и стальными шинами 33 и 34. Зоны контакта поверхности скрепления 32 с шинами 33 и 34 электроизолированы относительно друг друга и соединены в полости ДИ с электровоспламенителем (на фиг. не показан). Усилие скрепления выбирается из условия надежного, но нормированного запаса по скреплению учитывающего влияние динамических нагрузок, вибраций, ослабления со времени магнитных характеристик оболочки и пр. кроме этого, ДИ скреплен с шинами 33 и 34 гибкой связью 35, уложенной в исходном положении на поверхности 32.

При подаче электрического сигнала по шинам 33 и 34 на задействование воспламенителя последний поджигает заряд топлива, продукты сгорания которого нагружают внутренним давлением гибкую оболочку ДИ 31; плоская поверхность скрепления 32 стремится к равновесной сфероидальной форме и при превышении веса ДИ относительно усилия скрепления с уменьшающейся поверхностью скрепления, ДИ отрывается. Опустившись на длину Б гибкой связи 35, ДИ занимает положение 36, ингибируя потоком 37 продуктов сгорания топлива воздух нижних частей помещения.

Технико-экономическая и социальная значимость изобретения заключается в создании, совместно с предприятиями-разработчиками топлив типа ПАС, массовых, состоящих из ограниченного набора унифицированных узлов, безопасных и доступных по стоимости для населения разнообразных ДИ, обладающих активными пожаротушащими свойствами и эстетически совместимых с интерьером жилища в форме предметов быта, декоративно-прикладного искусства, игрушек, елочных украшений и т. п. Овладение с детских лет в процессе обучения навыками активной борьбы с пожарами с помощью предлагаемого изобретения, учитывающего особенности детской и подростковой психологии любопытство, склонность к озорству и шалостям с огнем, по нашему мнению, сможет существенно повысить противопожарную культуру населения и соответственно уменьшить ущерб от пожаров в быту.

Изобретение относится к декоративным изделиям для интерьеров жилых и общественных помещений, обладающих активными противопожарными свойствами. Для этого в изделии, содержащем декоративный и установочный элементы и огнетушащее вещество, декоративный элемент выполнен из огнетушащего вещества, в качестве которого использовано смесевое ракетное топливо, образующее при сгорании огнетушащий аэрозоль. Для украшения потолка или люстры предложена подвеска из двух гибких связей различной длины с разрушаемым элементом при пожаре, например, плавким механизмом, на короткой связи. При воспламенении и разрушении плавкого механизма изделие опускается на длину длинной связи, ингибируя воздух нижних частей помещения, засасываемый в очаг пожара. Декоративное изделие имеет унифицированный воспламенитель, срабатывающий от открытого огня, электрического сигнала и при механическом выдергивании из изделия шнура, подводящего луч огня и/или электрический сигнал и кинематически связанного с воспламенителем терочного типа. 11 з. п. ф-лы, 10 ил.

1. Декоративное изделие, используемое для пожаротушения, выполненное с возможностью выделения при пожаре огнетушащего вещества и имеющее установочный и декоративный элементы, отличающееся тем, что декоративный элемент выполнен из выделяющего при пожаре огнетушащее вещество материала, в качестве которого использовано образующее при сгорании огнетушащий аэрозоль смесевое ракетное топливо. 2. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что установочный элемент выполнен в виде подвески из двух связей различной длины с попарно скрепленными концами и имеет разрушаемый при воспламенении элемент, например легкоплавкий замок, встроенный в короткую связь. 3. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено комбинированным механическим, тепловым и/или электрическим воспламенителем и имеет шнур, передающий луч огня и/или электрический сигнал на воспламенитель, установленный в изделии с возможностью продольного перемещения и кинематически связанный с воспламенителем, имеющим терочный тип. 4. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что декоративный элемент снабжен герметичной оболочкой, внутренняя полость которой сообщена с внешней средой через сопло, или группу сопл, или перфорацию. 5. Изделие по п. 4, отличающееся тем, что сопло снабжено насадком, перемешивающим продукты сгорания с внешней средой. 6. Изделие по п. 5, отличающееся тем, что насадок выполнен в виде эжектора. 7. Изделие по п. 5, отличающееся тем, что насадок выполнен из проницаемого сетчатого или пористого материала, например керамики. 8. Изделие по п. 4, отличающееся тем, что сопло выполнено в виде акустического свистка. 9. Изделие по п. 4, отличающееся тем, что оболочка выполнена из гибкого материала, например армированной волокнами резины. 10. Изделие по п. 9, отличающееся тем, что установочный элемент имеет плоскую, например клееную, поверхность скрепления с площадью скрепления в статическом положении и величиной ее уменьшения вследствие деформации оболочки при наддуве продуктами сгорания топлива, определяемыми соответственно из условия достаточности и недостаточности силы скрепления для удержания изделия. 11. Изделие по п. 10, отличающееся тем, что поверхность скрепления выполнена из магнитных материалов, например оболочки из магнитотвердой резины, а ответной части из магнитомягкого материала. 12. Изделие по п. 10, отличающееся тем, что оно имеет электрический воспламенитель, а поверхность скрепления выполнена составной, из двух или более электропроводных участков, изолированных друг от друга.