ПОРОШКОВЫЙ ОГНЕТУШИТЕЛЬ Российский патент 2000 года по МПК A62C13/22 

Изобретение относится к области пожарной техники, в частности к порошковым огнетушителям с газогенераторами, и может быть использовано при тушении пожаров для подачи порошковых огнетушащих веществ на очаг загорания.

Известно несколько видов порошковых огнетушителей, отличающихся по принципу вытеснения огнетушащего вещества (ОТВ):
- закачные;
- с газогенератором или с баллоном сжатого газа;
- импульсные.

В импульсных огнетушителях весь запас огнетушащего вещества подается на очаг пожара практически мгновенно (менее чем за 0,1 с ) за счет расширения газов, образующихся при очень быстром сгорании порохового или пиротехнического заряда (авт. свид. СССР N1648509). Поэтому очень важно заранее правильно направить корпус огнетушителя на очаг пожара, так как очень малое время истечения огнегасящей струи не позволяет скорректировать ее направление. При этом решающее значение приобретает навык обращения оператора с такими огнетушителями. У основной массы потребителей такого навыка нет, поэтому импульсные огнетушители хороши для стационарных установок, а применение их в бытовых условиях часто оказывается неэффективным.

Порошковые огнетушители закачного типа с газогенератором и баллоном сжатого газа в отличие от импульсных имеют запорно-пусковое устройство, обеспечивающее возможность неоднократно прерывать и вновь возобновлять подачу заряда огнетушащего вещества на очаг горения. При этом минимальная продолжительность подачи огнетушащего вещества в зависимости от объема огнетушителя составляет (5...10) с. Таким образом, у оператора есть время прицельно направить огнетушащую струю в нужное место, прекратить подачу огнетушащего вещества или, наоборот, возобновить ее в случае необходимости повторного загорания.

Порошковые огнетушители закачного типа всегда готовы к действию за счет заранее созданного давления в корпусе огнетушителя (авторское свидетельство СССР N 1680225 и ТУ 220 РСФСР 50-90).

Однако именно поэтому к ним как сосудам, постоянно находящимся под давлением, предъявляются повышенные требования:
- наличие специального индикатора (манометра);
- величина утечки не более 10% в год от рабочего давления;
- отсутствие скрытых микротрещин в головке и корпусе огнетушителя.

Это приводит к большому проценту брака при производстве подобных огнетушителей (до 20%) и небольшому гарантийному сроку хранения (18 месяцев). Кроме этого, перед началом работы подобных огнетушителей отсутствует предварительное псевдоожижение огнетушащего вещества, что затрудняет его полный выброс и требует повышенного начального давления. Поэтому прочность корпуса закачного огнетушителя должна быть на 40% больше, чем огнетушителя с газогенератором.

Порошковые огнетушители с газогенераторами имеют максимальное рабочее давление на 40% меньше, чем у закачных и при этом постоянно под давлением не находятся (авт. свид. СССР N 1637813, ТУ 22-6098-85, ТУ 84.7504304.04-89). Гарантийный срок хранения таких огнетушителей определяется сроком хранения огнетушащего вещества и может составлять 5-6 лет. Необходимое рабочее давление создается в корпусе огнетушителя непосредственно перед тушением очага пожара за счет срабатывания газогенератора. Продолжительность приведения огнетушителя в действие 5 с. В течение указанного времени при закрытом выпускном клапане в корпусе огнетушителя создается необходимое рабочее давление, обеспечивающее полный выброс заряда огнетушащего вещества и заданную длину струи.

Однако, если открыть выпускной клапан ранее 5 с, газ начнет выходить при пониженном давлении, поэтому выброс огнетушащего вещества произойдет не полностью, что скажется на эффективности работы огнетушителя.

Опыт практического использования огнетушителей с газогенераторами показал, что в экстремальных условиях пожара люди открывают выпускной клапан до истечения необходимых 5 с и, не получив огнетушащей струи, отбрасывают огнетушитель в сторону, считая его несправным, то есть огнетушитель не используется эффективно. В результате этого в 1997 году на Волжском автомобильном заводе был издан приказ, запрещающий использование огнетушителей с газогенераторами (приказ N 93 от 31.07.97 г.).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является порошковый огнетушитель, содержащий корпус с огнегасящим порошковым составом и газогенератор, включающий запорно-пусковое устройство и камеру разложения с газогенерирующим зарядом, снабженную ограничителем-фиксатором положения нижней части газогенерирующего заряда, относительно торцевой поверхности камеры, с отверстиями для выхода генерируемого газа на торцевой поверхности камеры (патент RU N 2103042). Этот огнетушитель прост конструктивно и отличается достаточно высокой надежностью в работе. Однако, если до достижения необходимого рабочего давления открыть выпускной клапан, выброс заряда огнетушащего вещества произойдет не полностью, что скажется на эффективности работы огнетушителя. Более того, оператор может не дождаться появления огнетушащей струи (ждать надо 5 с ) и отбросить огнетушитель как бракованный, то есть не использовать огнетушитель по назначению.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности работы и эффективности использования огнетушителя.

Предлагаемый огнетушитель позволяет устранить недостаток огнетушителей аналогичного назначения и обеспечить достижение более высокого технического результата, заключающегося в более существенном повышении эффективности использования огнетушителя за счет сокращения времени приведения его в готовность и обеспечение полноты выброса порошка из корпуса.

Сущность изобретения заключается в том, что в заявляемом порошковом огнетушителе, содержащем корпус с огнетушащим веществом, оборудованный устройством для выброса огнетушащего вещества с выпускным клапаном, и газогенератор, включающий запорно-пусковое устройство и камеру разложения с газогенерирующим зарядом, ограничителем-фиксатором и отверстиями для выхода газа, результат обеспечивается тем, что за счет использования быстрогорящего газогенерирующего заряда уменьшается время приведения в готовность огнетушителя до (0,7...1,5)с, а для повышения безопасности работы газогенератора за счет предотвращения скачка внутрикамерного давления при быстром сгорании заряда между узлом инициирования и зарядом размещается свободная полость, составляющая (20...50)% от объема заряда. Кроме этого, в устройстве для выброса огнетушащего вещества после или перед выпускным клапаном огнетушителя устанавливается разрывная мембрана, предотвращающая истечение газа до набора необходимого минимального давления в корпусе огнетушителя, обеспечивающего полный выброс огнетушащего вещества. Мембрана в зависимости от конструкции огнетушителя может располагаться как в головке огнетушителя, так и вне ее. Границы времени приведения в готовность огнетушителя в 0,7 и 1,5 с объясняются следующим. При времени сгорания заряда меньше 0,7 с появляется большой скачок давления на стадии воспламенения заряда, что увеличивает опасность разрушения камеры разложения. А при времени сгорания больше 1,5 с у оператора может возникнуть опасение, что огнетушитель неисправен и его следует отбросить. Именно к этому моменту времени (примерно 1,5 с ) заканчивается естественное движение рук оператора, связанное с приведением в действие огнетушителя и направлением его на очаг пожара, в этот момент оператор ожидает появления огнетушащей струи. Если же струя в этот момент не появляется, то у него возникает естественное опасение, что огнетушитель несправен. Нужно иметь достаточный опыт и самообладание, чтобы при пожаре ждать 5 с с момента запуска газогенератора до нажатия выпускного клапана и появления огнетушащей струи.

Итак, сокращение времени приведения огнетушителя в действие до (0,7... 1,5) с исключает возможность его отбрасывания оператором в момент напряженного эмоционального состояния при пожаре, а наличие разрывной мембраны исключает случаи преждевременного истечения газа из огнетушителя, если выпускной клапан будет открыт одновременно с запуском газогенератора или до него. Причем наличие каждого из этих существенных отличий является необходимым, а вместе взятых достаточным для того, чтобы достичь требуемый положительный эффект:
разрывная мембрана повышает надежность срабатывания огнетушителя, обеспечивая необходимый уровень рабочего давления и полноту выброса огнетушащего вещества;
быстрогорящий заряд обуславливает сокращенное до (0,7...1,5) с время приведения огнетушителя в готовность, что обеспечивает эффективность его использования, за счет исключения случаев отбрасывания огнетушителя как неисправного;
свободная полость обеспечивает безопасность работы огнетушителя при применении быстрогорящих зарядов.

Таким образом, предлагаемый огнетушитель обладает всеми положительными качествами огнетушителя с газогенераторами (увеличенный гарантийный срок хранения, отсутствие влияния микротрещин и неплотностей, умеренный расход металла за счет снижения требований по прочности, отсутствие манометра) и приближается к закачному типу по готовности к действию.

Сопоставительный анализ заявляемого огнетушителя с прототипом показывает, что он отличается от известного наличием свободной полости между узлом инициирования и газогенерирующим зарядом, составляющей (20-50)% от объема заряда, а также установкой в устройстве для выброса огнетушащего вещества разрывной мембраны с усилием разрыва, обеспечивающим набор минимального рабочего давления в корпусе огнетушителя и, как следствие полноту выброса огнетушащего вещества.

При этом при размере свободной полости менее 20% от объема заряда в начальный момент газообразования в камере разложения наблюдается скачок внутрикамерного давления (P_восп), превышающий максимальное рабочее давление стационарного режима (P_раб) горения быстрогорящего газогенерирующего заряда, а наличие свободной полости более 50% от объема заряда нецелесообразно из-за увеличения времени зажигания (t_заж) основного заряда и, как следствие, роста времени набора минимального рабочего давления. В таблице 1 отражено влияние размера свободной полости на работу генератора. В таблице 2 приводятся результаты влияния разрывной мембраны на работу порошковых огнетушителей с газогенераторами по прототипу и предлагаемому устройству.

Таким образом, использование разрывной мембраны в предлагаемом варианте гарантирует его надежную работу независимо от времени открытия выпускного клапана.

Возможность осуществления изобретения подтверждается вышеприведенными сведениями, относящимися к конструктивному исполнению и принципу работы огнетушителя, а также к результатам экспериментальной проверки и поясняется чертежами, где на фиг.1 изображены типичные осциллограммы, а порошковый огнетушитель показан на фиг. 2. Устройство состоит из корпуса 1 с огнетушащим порошковым веществом 2, газогенератора, включающего запорно-пусковое устройство 3 и камеру разложения 4 с узлом инициирования 5, свободной полостью 6, газогенерирующим зарядом 7, ограничителем-фиксатором 8 и отверстиями для выхода газа 9. Порошковый огнетушитель оборудован устройством для выброса огнетушащего вещества 10, в котором до или после выпускного клапана 11 установлена разрывная мембрана 12.

Порошковый огнетушитель работает следующим образом. Предварительно порошковый огнетушитель подготавливают к работе, для чего в корпус 1 загружают огнетушащее вещество 2, в камеру разложения 4 помещают газогенерирующий заряд 7, нижняя часть которого опирается на ограничитель-фиксатор 8, между верхней частью которого и узлом инициирования 5 размещается свободная полость 6. Затем камеру разложения 4 соединяют с запорно-пусковым устройством 3 и размещают собранный газогенератор в корпусе 1. При применении порошкового огнетушителя с помощью запорно-пускового устройства 3 запускают газогенератор. При этом происходит воспламенение навески узла инициирования 5 и разложение газогенерирующего заряда 7 с образованием газов и коксующихся веществ, последние задерживаются ограничителем-фиксатором 8, а газ через отверстия для выхода газа 9 попадают в донную часть корпуса 1 порошкового огнетушителя, создавая в нем рабочее давление. При наборе необходимого давления открывается выпускной клапан 11, разрушается разрывная мембрана 12 и огнетушащий порошок 2 попадает на очаг пожара. После использования огнетушителя по назначению производят его перезарядку и при необходимости вновь используют по назначению.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авторское свидетельство СССР N 1648509. Ручной огнетушитель с огнегасительным веществом в виде порошка. Кл. А 62 С 13/22, 15.05.1991.

2. Авторское свидетельство СССР N 1680225. Закачной огнетушитель. Кл. А 62 С 13/33, 12.02.1992.

3. ТУ 220 РСФСР 50-90 "Огнетушители порошковые закачные переносные ОП-Ц(З), ОП-5(3), СП-10 (3). Технические условия.

4. Авторское свидетельство СССР N 1637813. Порошковый огнетушитель. Кл. А 62 С 13/22, 30.03.1991.

5. ТУ 22-6098-85 "Огнетушитель порошковый унифицированный ОПУ-2. Технические условия.

6. ТУ 84.7504304.04-89 "Огнетушители порошковые унифицированные ОПУ-5, ОПУ-10. Технические условия.

7. Патент N 2103042. Порошковый огнетушитель. Кл. А 62 С 13/22, 27.01.1998.

Изобретение относится к области пожарной техники, в частности к порошковым огнетушителям с газогенераторами, и может быть использовано при тушении пожаров для подачи порошковых огнетушащих веществ на очаг загорания. Надежность и эффективность использования достигается размещением быстрогорящего газогенерирующего заряда с определенным временем сгорания так, что между узлом инициирования и газогенерирующим зарядом имеется свободная полость, составляющая (20 - 50)% от объема газогенерирующего заряда, а за выпускным клапаном или перед ним установлена разрывная мембрана с усилием разрыва, гарантирующим достижение минимального рабочего давления в корпусе. 2 ил. , 2 табл.

Порошковый огнетушитель, содержащий корпус с огнетушащим порошковым веществом, оборудованный устройством для выброса огнетушащего вещества с выпускным клапаном, и газогенератор, включающий запорно-пусковое устройство и камеру разложения с узлом инициирования, газогенерирующим зарядом, ограничителем-фиксатором и отверстиями для выхода газа, отличающийся тем, что в камере разложения размещен быстрогорящий газогенерирующий заряд со временем сгорания 0,7 - 1,5 с таким образом, что между узлом инициирования и газогенерирующим зарядом имеется свободная полость, составляющая 20 - 50% от объема газогенерирующего заряда, а в устройстве для выброса огнетушащего вещества за выпускным клапаном или перед ним установлена разрывная мембрана с усилием разрыва, гарантирующим достижение минимального рабочего давления в корпусе.