СИСТЕМА ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА Российский патент 1998 года по МПК A62C35/00 

Изобретения относятся к области пожаротушения и могут быть использованы при производстве и применении технических средств борьбы с огнем.

К настоящему времени известны и широко используются такие средства пожаротушения, как ручные огнетушители [1] и забрасываемые огнетушители [2].

Особенностью этих средств пожаротушения является использование в качестве огнетушащего вещества огнетушащих порошков.

Однако применение огнетушащих порошков связано с существенным эксплуатационным недостатком - слеживаемостью порошка, что требует разработки специальных мер по ее предотвращению и снижает надежность таких средств пожаротушения. Эффективность огнетушителей зависит также от степени дисперсности порошка: чем выше дисперсность, тем выше эффективность (но и больше слеживаемость).

Наиболее близкой к изобретению является система для тушения пожара, содержащая средства обнаружения загорания и устройство для тушения пожара [3].

Наиболее близким к изобретению является известное устройство для тушения пожара, содержащее контейнер для огнетушащего заряда с выпускным направляющим патрубком, воспламенителем и пускателем [4].

В разрывном баллоне-контейнере располагается заряд огнетушащего порошка. Для предварительной подготовки порошка в конструкции предусмотрен газогенерирующий заряд, приводимый в действие капсюлем-воспламенителем. Генерируемый этим зарядом газы обеспечивают аэрацию порошка, чем повышается эффективность его применения за счет частичного устранения эффекта слеживаемости.

Однако применение такого способа подготовки порошка не может повысить эффективность средства пожаротушения больше, чем позволяет исходная дисперсность порошка, составляющая не менее 10 мкм. Такие средства пожаротушения не эффективны также в помещениях с высокой степенью загроможденности, затрудняющей доступ огнегасящих средств к очагам пожара.

Кроме того, существенным недостатком таких средств пожаротушения является наличие в защищаемом объеме (после срабатывания огнетушителя) окислов углерода и азота в количестве, значительно превышающем их предельно допустимую концентрацию, что делает указанные средства небезопасными для человека не только при пожаре, но и в случае несанкционированного их пуска (самозапуска).

Задача изобретения - усовершенствование системы для тушения пожара и устройства для тушения пожара для получения технического результата, состоящего в повышении эффективности и надежности пожаротушения и безопасности для человека.

Это достигается с помощью системы для тушения пожара, включающей средства обнаружения загорания, а также по меньшей мере одно устройство для тушения пожара, причем каждое устройство для тушения пожара имеет газодинамически связанные с корпусом направляющий патрубок или патрубки с эжектором или направляющий патрубок или патрубки с эжектором с газодинамической насадкой, и огнетушащий комбинированный заряд, состоящий или из аэрозолегенерирующего пожаротушения заряда или зарядов, или из аэрозолегенерирующего пожаротушения заряда или зарядов с теплопоглотительным зарядом, или из аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда или зарядом с теплопоглотительным зарядом, собранным с окислительным зарядом, или из аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда или зарядов с порошковым огнетушащим зарядом при содержании порошка 30 - 100 мас.%.

Теплопоглотительный заряд может быть в твердом, жидком или газообразном агрегатном состоянии.

Устройство для тушения пожара имеет комбинированный теплопоглотительный заряд.

Огнетушащий комбинированный заряд по меньшей мере одного устройства для тушения пожара содержит порошковый заряд весом 20 - 60% общего веса заряда.

Огнетушащий комбинированный заряд по меньшей мере одного устройства для тушения пожара содержит порошковый заряд весом 70 - 95% общего веса заряда.

При наличии в системе для тушения более одного устройства для тушения пожара они работают одновременно или последовательно, при этом контейнеры устройств связаны между собой газодинамически.

Устройство для тушения пожара содержит контейнер для огнетушащего заряда с выпускным направляющим патрубком, воспламенителем и пускателем, огнетушащий комбинированный заряд состоящий из аэрозолегенерирующего пожаротушения заряда и теплопоглотительного заряда или зарядов, отделенных от направляющего патрубка или патрубков и заряда одной или несколькими воздушными полостями длиной не менее 0,3 диаметра контейнера и термостойкой газоаэрозольпроницаемой мембраной или мембранами, закрепленными распорными элементами.

Огнетушащий комбинированный заряд состоит или из аэрозолегенерирующего пожаротушения, теплопоглотительного и окислительного зарядов, собранных слоями, или из аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда, содержащего в своем составе от 5 до 60 об.% элементов теплопоглотительного заряда, или из аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда, содержащего в своем составе от 5 до 60 об. % элементов теплопоглотительного заряда с элементами окислительного заряда, или аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда, содержащего в своем составе от 1 до 9 об.% окислительного заряда, и теплопоглотительного заряда, или аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда, содержащего в своем составе от 1 до 9 об.% окислительного заряда, и теплопоглотительного заряда с элементами окислительного заряда.

Аэрозолегенерирующий пожаротушащий и/или теплопоглотительный, окислительный заряды содержат в своем составе катализатор окисления продуктов горения в количестве 0,1 - 8 мас.%.

Катализатор окисления продуктов горения выбран из ряда металлов, а именно никеля, кобальта, железа, марганца, хрома, алюминия, магния, меди, платины, серебра, окислов и/или перекисей меди, ванадия, марганца, хрома, кобальта, кремния, железа, никеля, алюминия, кальция, солей металлов, а именно железа, никеля, кобальта, марганца, меди, калия, натрия, магния, алюминия, в том числе их сплавов и смесей.

Теплопоглотительный заряд в своем составе содержит окислитель, выбранный из ряда: нитрат аммония, калия, натрия, кальция, бария, стронция, перхлорат аммония, калия, натрия или их смеси в количестве 10 - 60 мас.%.

Аэрозолегенерирующий пожаротушащий заряд в качестве модификатора горения содержит магний или его сплав с алюминием в количестве 1 - 15 мас.%.

Устройство для тушения пожара одновременно распыляет воду или воду с катализатором окисления продуктов горения и/или водный раствор солей или вещество со специфическим запахом, и/или водный раствор солей с катализатором окисления продуктов горения, при этом расход воды или водного раствора составляет не менее 10% от веса комбинированного заряда.

Контейнер имеет выпускное отверстие или несколько равномерно расположенных отверстий, при этом расстояние между двумя соседними отверстиями не менее диаметра минимального из отверстий.

Теплопоглотительный заряд выполнен или в виде воздушных промежутков-зазоров, газоходов, или в виде одной или нескольких термостойких газоаэрозольпроницаемых мембран, расположенных на требуемом расстоянии друг от друга, или в виде термостойких газоаэрозольпроницаемых мембран с расположенными между ними элементами теплопоглотителя в виде таблеток, трубочек, гранул, блоков, или в виде любой комбинации указанных видов теплопоглотительного заряда.

Предлагаемая система для тушения пожара включает средства обнаружения загорания и устройство для тушения пожара и отличается тем, что она имеет по меньшей мере одно устройство для тушения пожара. Каждое устройство для тушения пожара имеет газодинамически связанные с корпусом направляющий патрубок или патрубки с эжектором или эжекторами, или направляющий патрубок или патрубки с эжектором или эжекторами с газодинамической насадкой, и огнетушащий комбинированный заряд. Внутренняя поверхность корпуса устройства может быть теплоизолирована. При наличии в системе более одного устройства внутренние объемы их корпусов связаны между собой газодинамически.

В предлагаемом устройстве для тушения пожара огнетушащий комбинированный заряд состоит из аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда или зарядов, или из аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда или зарядов, собранных с теплопоглотительным зарядом, или из аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда или зарядов, собранных с теплопоглотительным зарядом и окислительным зарядом; или из аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда или зарядов, собранных с порошковым огнетушащим зарядом (при содержании порошка 30 - 100 мас. %), при этом заряды выполняются в удобной форме, обеспечивающей требуемую скорость аэрозоль-газоприхода. Использование аэрозольгенерирующих пожаротушащих зарядов значительно повышает огнетушащую эффективность пожаротушащего средства в сравнении с описанными выше, тем более в сочетании с порошковым огнетушащим зарядом.

Огнетушащий комбинированный заряд по меньшей мере одного устройства для тушения пожара может содержать порошковый заряд весом 20 - 60 или 70 - 95 мас.% общего веса заряда.

В качестве аэрозольгенерирующих пожаротушащих зарядов могут быть использованы композиции по патентам России N 2001647 и N 2001648, кл. A 62 D 1/00, опубликованные 30.10.93, N 2005517, кл. A 62 C 3/00, опубликованный 15.01.94.

Составные части комбинированного огнетушащего заряда (аэрозольгенерирующий пожаротушащий заряд, теплопоглотительный заряд, окислительный заряд) собираются слоями в требуемой последовательности. В то же время элементы теплопоглотительного и окислительного зарядов могут быть введены в состав аэрозольгенерирующего заряда. Так, аэрозольгенерирующий заряд может содержать 5 - 60 об.% элементов теплопоглотительного заряда или 5 - 60 об. % элементов теплопоглотительного заряда в сочетании с элементами окислительного заряда или 1 - 9 об.% элементов окислительного заряда в сочетании с теплопоглотительным зарядом, или 1 - 9 об.% элементов окислительного заряда в сочетании с теплопоглотительным зарядом с элементами окислительного заряда.

В предлагаемом устройстве теплопоглотительный заряд может иметь любое агрегатное состояние (твердое, жидкое, газообразное) и помещаться в корпуса различной формы и конструкции. Кроме того, может быть использован комбинированный теплопоглотительный заряд, при этом его состав, форма и размеры должны обеспечивать требуемую скорость теплопоглощения.

С целью исключения (уменьшения) в защищаемом объеме окислов углерода и азота после срабатывания в нем пожаротушащего устройства предлагается следующее техническое решение: элементы устройства (внутренняя часть корпуса, направляющий патрубок, эжектор, мембрана) и элементы комбинированного пожаротушащего заряда (аэрозольгенерирующий заряд, теплопоглотительный заряд, окислительный заряд) могут быть покрыты или содержать в своем составе катализаторы окисления продуктов горения в количестве 0,1 - 8%.

В качестве катализаторов окисления продуктов горения предлагаются соединения из ряда металлов, а именно никеля, кобальта, железа, марганца, хрома, алюминия, магния, меди, платины, серебра; окислов и/или перекисей меди, ванадия, марганца, хрома, кобальта, кремния, железа, никеля, алюминия, кальция, солей металлов, а именно железа, никеля, кобальта, марганца, меди, калия, магния, алюминия, в том числе их сплавов и смесей.

С этой целью теплопоглотительный заряд может содержать в своем составе (в количестве 10 - 60 мас.%) окислитель, выбранный из ряда: нитрат аммония, калия, натрия, кальция, бария, стронция, перхлорат аммония, калия, натрия; их смеси.

Предлагается модификатор горения аэрозольгенерирующего заряда (магний или его сплав с алюминием) в количестве 1 - 15 мас.%.

Повышение пожаротушащей эффективности предлагаемого устройства пожаротушения достигается, кроме того, одновременным распылением воды или водных растворов солей как с катализатором окисления продуктов горения, так и без него. С целью распознавательного или отпугивающего эффекта распыляться могут вещества со специфическим запахом. Расход воды или водного раствора составляет при этом не менее 10% от веса комбинированного огнетушащего заряда.

На фиг. 1 - 9 показаны некоторые из схем предлагаемого устройства.

Когда устройства выполняется из любого термоустойчивого и достаточно прочного материала: металла, пластмассы, многослойного бумажного картона со специальной пропиткой.

Корпус устройства имеет выпускное отверстие 1 или несколько равномерно расположенных отверстий с целью уменьшения высокотемпературного факела. Расстояния между двумя любыми соседними отверстиями должно быть не менее диаметра минимального из отверстий, при этом выпускное отверстие может снабжаться направляющим патрубком.

При этом была проверена конструкция устройства, в которой огнетушащий комбинированный заряд состоит из аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда и теплопоглотительного заряда или зарядов, отделенных от направляющего патрубка или патрубков и от аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда одной или несколькими воздушными полостями длиной не менее 0,3 диаметра корпуса и термостойкой газоаэрозольпроницаемой мембраной или мембранами, закрепленными распорными элементами.

При необходимости и в основном с целью снижения температуры продуктов сгорания, между аэрозольгенерирующим зарядом и выпускным отверстием (-ми) расположен один или несколько зарядов теплопоглотителя. Теплопоглотительный заряд может быть выполнен и в виде одной или нескольких расположенных на требуемом расстоянии друг от друга термостойких газоаэрозольпроницаемых мембран 3 как с расположенными (заполненными) между ними элементами теплопоглотителя 7, так и без них. При этом элементы теплопоглотителя выполняются в любом виде (таблетки, трубочки, гранулы, блоки и тому подобная форма изделия), любых других мелкоразмерных элементов или в виде воздушных зазоров, или в виде любой комбинации указанных типов и новых теплопоглотителей и воздушных промежутков (зазоров, газоходов и тому подобных конструктивных конкретных решений).

При необходимости теплопоглотитель (охладитель), газоаэрозольпроницаемые мембраны содержат в своем составе катализатор окисления продуктов горения состава и/или их смеси с продуктами распада теплопоглотителя (охладителя), и/или их смеси с воздухом, независимо от способа из смешения, обдува, течения и тому подобное.

Корпус устройства 2 может иметь присоединительный узел, служащий для соединения с гранатометом при динамическом метании его в защищаемый объем, объект, где происходит пожар и т.п.

На основе предлагаемого устройства пожаротушения может быть создана система для тушения пожара, включающая стандартные средства обнаружения загорания, средства соединения устройств для тушения между собой и со средствами обнаружения пожара и задействования указанных устройств. Система отличается тем, что в качестве устройства пожаротушения она содержит устройства, описанные выше.

Система для тушения пожара создана так, что при наличии в ней более одного устройства пожаротушения они могут работать одновременно или последовательно при требуемой газодинамической связи корпусов с одинаковой или различной конструкцией и размеров комбинированных аэрозольгенерирующих, теплопоглощающих, окислительных или порошковых зарядов.

Опытные образцы предлагаемого средства пожаротушения прошли предварительные испытания и показали высокую надежность и эффективность.

В настоящее время проводится их внедрение на ряде заводов стран СНГ.

Система для тушения пожара и устройство для тушения пожара относятся к противопожарной технике, а именно к огнетушителям-генераторам пожаротушащего аэрозоля многоцелевого применения для локального и объемного тушения пожаров и используются для различных целей борьбы с огнем и взрывопредотвращения. Для повышения эффективности и надежности пожаротушения и безопасности для человека данные система и устройство содержат аэрозольгенерирующие пожаротушащие составы, католизаторы окисления продуктов горения. При обеспечении охлаждения аэрозоль-газовой смеси достигается требуемая температура этой смеси. В системе содержание порошка в аэрозолегенерирующем пожаротушащем заряде или зарядах составляет 30 - 100 мас. %. Длина воздушных полостей в устройстве для тушения пожара составляет не менее 0,3 диаметра контейнера. В системе и устройстве происходит доокисление аэрозоль-газовой смеси в истекающем из средства потоке. 2 с. и 13 з.п.ф-лы, 9 ил.

1. Система для тушения пожара, включающая средства обнаружения загорания, отличающаяся тем, что она имеет по меньшей мере одно устройство для тушения пожара, причем каждое устройство для тушения пожара имеет газодинамически связанные с корпусом направляющий патрубок или патрубки с эжектором или направляющий патрубок или патрубки с эжектором с газодинамической насадкой, и огнетушащий комбинированный заряд, состоящий или из аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда или зарядов, или из аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда или зарядов с теплопоглотительным зарядом, или из аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда или зарядов с порошковым огнетушащим зарядом при содержании порошка 30 - 100 мас.%. 2. Система для тушения по п. 1, отличающаяся тем, что теплопоглотительный заряд может быть в твердом, жидком или газообразном агрегатном состоянии. 3. Система для тушения по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что устройство для тушения пожара имеет комбинированный теплопоглотительный заряд. 4. Система для тушения по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что огнетушащий комбинированный заряд по меньшей мере одного устройства для тушения пожара содержит порошковый заряд весом от 20 до 60% общего веса заряда. 5. Система для тушения по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что огнетушащий комбинированный заряд по меньшей мере одного устройства для тушения пожара содержит порошковый заряд весом от 70 до 95% общего веса заряда. 6. Система для тушения по пп. 1 - 5, отличающаяся тем, что при наличии в ней более одного устройства для тушения пожара они работают одновременно или последовательно, при этом контейнеры устройств связаны между собой газодинамически. 7. Устройство для тушения пожара, содержащее контейнер для огнетушащего заряда с выпускным направляющим патрубком, воспламенителем и пускателем, отличающееся тем, что огнетушащий комбинированный заряд состоит из аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда и теплопоглотительного заряда или зарядов, отделенных от направляющего патрубка или патрубков и заряда одной или несколькими воздушными полостями длиной не менее 0,3 диаметра контейнера и термостойкой газоаэрозольпроницаемой мембраной или мембранами, закрепленными распорными элементами. 8. Устройство по п. 7. отличающееся тем, что огнетушащий комбинированный заряд состоит из аэрозолегенерирующего пожаротушащего, теплопоглотительного и окислительного зарядов, собранных слоями, или из аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда, содержащего в своем составе от 5 до 60 об.% элементов теплопоглотительного заряда, или из аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда, содержащего в своем составе от 5 до 60 об.% элементов теплопоглотительного заряда с элементами окислительного заряда, или аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда, содержащего в своем составе от 1 до 9 об.% окислительного заряда, и теплопоглотительного заряда, или аэрозолегенерирующего пожаротушащего заряда, содержащего в своем составе от 1 до 9 об.% окислительного заряда, и теплопоглотительного заряда с элементами окислительного заряда. 9. Устройство по пп. 7 - 8, отличающееся тем, что аэрозолегенерирующий пожаротушащий и/или теплопоглотительный, окислительный заряды содержат в своем составе катализатор окисления продуктов горения в количестве 0,1 - 8 мас.%. 10. Устройство по пп. 7 - 9, отличающиеся тем, что катализатор окисления продуктов горения выбран из ряда металлов - никель, кобальт, железо, марганец, хром, алюминий, магний, медь, платина, серебро, окислов и/или перекисей меди, ванадия, марганца, хрома, кобальта, кремния, железа, никеля, алюминия, кальция; солей металлов - железа, никеля, кобальта, марганца, меди, калия, натрия, магния, алюминия, в том числе их сплавов и смесей. 11. Устройство по пп. 7 - 10, отличающееся тем, что теплопоглотительный заряд в своем составе содержит окислитель, выбранный из ряда - нитрат аммония, калия, натрия, кальция, бария, стронция, перхлорат аммония, калия, натрия или их смеси в количестве от 10 до 60 мас.%. 12. Устройство по пп. 7 - 11, отличающееся тем, что аэрозолегенерирующий пожаротушащий заряд в качестве модификатора горения содержит магний или его сплав с алюминием в количестве от 1 до 15 мас.%. 13. Устройство по пп. 7 - 12, отличающееся тем, что оно одновременно распыляет воду или воду с катализатором окисления продуктов горения и/или водный раствор солей или веществ со специфическим запахом, и/или водный раствор солей с катализатором окисления продуктов горения, при этом расход воды или водного раствора составляет не менее 10% от веса комбинированного заряда. 14. Устройство по пп. 7 - 13, отличающееся тем, что контейнер имеет выпускное отверстие или несколько равномерно расположенных отверстий, при этом расстояние между двумя соседними отверстиями не менее диаметра минимального из отверстий. 15. Устройство по пп. 7 - 14, отличающееся тем, что теплопоглотительный заряд выполнен или в виде воздушных промежутков-зазоров, газоходов, или в виде одной или нескольких мембран, расположенных на требуемом расстоянии друг от друга, или в виде термостойких газоаэрозольпроницаемых мембран с расположенными между ними элементами теплопоглотителя в виде таблеток, трубочек, гранул, блоков или в виде любой комбинации указанных видов теплопоглотительного заряда.