УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ Российский патент 1998 года по МПК A62C3/00 

Изобретение относится к устройствам, генерирующим аэрозольные ингибиторы горения, которые получаются при сжигании пиротехнического заряда и выносятся в защищаемый объем через выходные отверстия.

Информационно-патентным поиском выявлен ближайший аналог (заявка РФ N 94002970, кл. A 62 C 35/00, 1996), который содержит термозащищенный корпус, несущий средство инициирования, и аксиально последовательно расположенные пиротехнический заряд, камеру сгорания, цилиндр охлаждения с выходными отверстиями, покрытый изнутри абляционным газопроницаемым материалом (охлаждающим слоем).

Охлаждающий цилиндр относительно корпуса укреплен с зазором для эжекции воздуха из защищаемого объема внутрь цилиндра посредством кинетической энергии генерируемого газоаэрозольного потока.

Недостатком известного устройства является относительно высокая температура рабочей газоаэрозольной смеси, охлаждение которой происходит при перемешивании с эжектируемым воздухом и дополнительно за счет эндотермической реакции разложения материала абляционного слоя цилиндра охлаждения с выделением негорючих газообразных продуктов.

Низкая эффективность снижения температуры огнетушащей рабочей смеси определяется технически ограниченной протяженностью охлаждающего цилиндра, где происходит перемешивание продуктов рабочей смеси, и тем, что с абляционным материалом взаимодействует только приграничный слой газоаэрозольного потока.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности основного действия - тушения пожаров.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном устройстве для объемного аэрозольного тушения пожаров, содержащем термозащищенный корпус, несущей средство инициирования и аксиально последовательно расположенные пиротехнический заряд, камеру сгорания, цилиндр охлаждения, заполненный газопроницаемым абляционным слоем и закрытый крышкой с распределенными выходными отверстиями для формирования струйного истечения газоаэрозольного потока, согласно изобретению крышка выполнена в виде усеченного конуса, на боковой поверхности которого расположены выходные отверстия.

Отличительные признаки обеспечили заметное снижение температуры газоаэрозольной смеси, всей массой прошедшей через пористый слой охлаждающего материала и струйно распределяемой в объеме защищаемого помещения.

Повышенная эффективность охлаждения генерируемой огнетушащей смеси позвонила сократить сравнительно с прототипом длину цилиндра охлаждения на две трети, а устройство в целом почти вдвое.

Компактный аэрозольный генератор с радиальным струйным истечением охлажденной огнетушащей смеси возможно устанавливать на потолке защищаемого помещения, в частности в вентиляционных каналах вагонов электропоездов или под сиденьями.

Рассредоточенное распространение огнетушащей смеси сокращает время создания огнетушащей концентрации аэрозоля в объеме защищаемого помещения и, соответственно, сокращает время тушения пожара, то есть улучшает показатели назначения устройства.

Коническая крышка с радиальными отверстиями создает над абляционным слоем цилиндра охлаждения ресивер для накопления и перемешивания газообразных продуктов огнетушащей смеси и формирует струйное поперечное истечение газоаэрозольного потока, охлаждение воздухом помещения которого происходит более динамично.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

В корпусе 1, с внутренней стороны покрытом прокладкой 2 из минерального (каолинового) картона - термозащитного слоя, установлен пиротехнический заряд 3 диаметром 144 и высотой 60 мм. Масса заряда 3 при плотности пиротехнической композиции на основе перхлоратов и нитратов щелочных металлов 1,69 г/см³ составляет 1650 г.

Охлаждающий слой 4 из таблеток абляционного материала - основного карбоната магния с добавлением жидкого стекла - смонтирован в перфорированной сетчатой обечайке 5, образуя блок охлаждения, который установлен с зазором 6 относительно заряда 3, равным 15 мм. Объем зазора 6 представляет собой камеру сгорания продуктов пиротехнической композиции заряда 3 в газовой фазе, где в основном завершаются окислительно-восстановительные реакции.

Необходимое охлаждение газоаэрозольного потока интенсивно происходит в слое 4.

В корпусе 1 напротив камеры сгорания 6 укреплен узел 7 воспламенения (средств инициирования) пиротехнического заряда 3.

Таблетки охлаждающего слоя 4 выполнены диаметром 10 и высотой 6 мм. При плотности укладки таблеток 0,85-0,87 г/см³ масса слоя 4 составляет 500 г.

Крышка 8, выполненная в виде усеченного конуса, на боковой поверхности которого распределены отверстия 9 диаметром 4 мм, установлена на корпусе 1 над слоем 4 с зазором, который образует ресивер 10.

Инициированный узлом 7 форс пламени воспламеняет композицию заряда 3, газообразные продукты горения которого в камере 6 составляет огнетушащую смесь, содержащую ингибиторы горения, образующиеся в виде высокодисперсных твердых соединений, включающих соли и окислы щелочных металлов.

Под действием избыточного давления в камере 6 генерируемая смесь по порам слоя 4 между таблетками поступает в ресивер 10, где накапливается и перемешивается.

Горячий газоаэрозольный поток в слое 4 возбуждает эндотермическую реакцию разложения материала его таблеток, основные негорючие продукты которого - водяной пар и углекислый газ - препятствуют осаждению твердой фазы смеси в порах слоя 4 и способствуют более полному выносу аэрозоля. При этом происходит охлаждение газоаэрозольного потока за счет поглощения тепла на термораспад материала слоя 4.

Далее через отверстия 9 тушащая смесь равномерно выбрасывается в защищаемый объем, где перемешивается с его атмосферой, подавляя пожар.

Предложенное конструктивное выполнение устройства обеспечивало эффективное многоступенчатое охлаждение рабочей смеси:
- в камере сгорания при перераспределении и выравнивании температуры генерируемого аэрозоля;
- в слое 4 таблеток эндотермической реакцией разложения абляционного материала;
- в ресивере 10 под крышкой 8 при перемешивании и накоплении рабочей смеси;
- локальным обдувом каждой струи, выходящей из отверстий 9 крыши 8, эжектируемым к ней воздухом защищаемого объема.

Испытания опытных образцов устройства проводились в камере объемом 25 м³ по тушению горящего в чашке бензина 0,5 л.

Время тушения составило 43-48 с при соотношении массы охлаждающего слоя 4 к массе заряда 3, равном 0,3.

Температура боковой поверхности и дна корпуса 1 не превысила 100^oC.

Температура генерируемой газоаэрозольной смеси распределялась по удалению (L) от выходных отверстий 9 в соответствии с таблицей.

Изобретение обеспечило снижение температуры огнетушащей смеси при улучшенных массо-габаритных характеристиках генератора.

По удельным техническим показателям эффективности пожаротушения предложенный генератор весом 5,5 кг превосходит известные аналоги. Его конструкция полностью адаптируется к заданным техническим условиям эксплуатации без изменения сущности изобретения, гарантирующей получение требуемого технического результата.

Изобретение предназначено для генерации аэрозольных ингибиторов горения при сжигании пиротехнической композиции и для защиты замкнутых объектов от пожаров. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве, выполненном по схеме последовательного расположения элементов в термозащищенном корпусе: пиротехнического заряда, камеры сгорания, цилиндра охлаждения, содержащего слой абляционного материала, и выходных отверстий, охлаждающий слой выполнен газопроницаемым в виде гранул или таблеток, заполняющих цилиндр охлаждения, который закрыт крышкой с выходными отверстиями на боковой ее поверхности. Изобретение обеспечивает снижение температуры генерируемой огнетушащей смеси. 1 ил., 1 табл.

Устройство для объемного аэрозольного тушения пожаров, содержащее термозащищенный корпус, несущий средство инициирования и аксиально последовательно расположенные пиротехнический заряд, камеру сгорания, цилиндр охлаждения, заполненный газопроницаемым абляционным слоем и закрытый крышкой с распределенными выходными отверстиями, отличающееся тем, что крышка выполнена в виде усеченного конуса, на боковой поверхности которого расположены выходные отверстия.