СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2001 года по МПК A62C13/22 A62C35/00 A62C3/00 

Изобретение относится к области противопожарной техники и промышленно применимо в устройствах порошкового пожаротушения, где источником рабочего газа является твердотопливный газогенератор, в частности в модулях порошкового пожаротушения, которые являются основным исполнительным узлом в автоматических и автономных системах пожаротушения.

Известен способ тушения пожара, включающий подачу газопорошковой смеси, содержащей огнетушащий порошок и газ [Патент РФ 2128071. кл. A 62 C 19/00].

Недостатком этого способа является низкая интенсивность подачи порошка в зону горения из-за низкой скорости вылета двухфазной смеси порошок-газ.

Наиболее близким к заявляемым является известный способ тушения пожара, включающий воздействие флегматизирующим газом на газопорошковую смесь, подаваемую в защищаемый объем или на защищаемую площадь [Патент РФ 2134604, кл. A 62 С 3/00] . При этом проводят аэрацию подаваемой газопорошковой смеси флегматизирующим газом.

Недостатком этого ближайшего аналога является низкая интенсивность подачи порошка в зону горения из-за низкой скорости вылета двухфазной смеси порошок-газ.

Известно устройство пожаротушения, содержащее корпус с размещенной в нем полостью с огнетушащим порошком [Патент РФ 2128071, МПК A 62 С 19/00].

Недостатком этого устройства является низкая интенсивность подачи порошка в зону горения из-за низкой скорости вылета двухфазной смеси порошок-газ вследствие ограничений по внутреннему давлению.

Наиболее близким к заявляемому является устройство пожаротушения. содержащее корпус с размещенными в нем полостью с огнетушащим порошком и аэратором [А.с. СССР 1175803, кл. A 62 C 13/66].

Недостатком этого ближайшего аналога является низкая интенсивность подачи порошка в зону горения из-за низкой скорости вылета двухфазной смеси порошок-газ вследствие ограничений по внутреннему давлению.

С помощью заявляемого изобретения решается техническая задача повышения интенсивности подачи огнетушащего порошка в зону горения.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе тушения пожара, включающем подачу газопорошковой смеси, содержащей огнетушащий порошок и флегматизирующий газ, отличающийся тем, что газопорошковая смесь подается в защищаемый объем или на защищаемую площадь в течение промежутка времени, меньшего времени свободного осаждения порошка.

В частности, после выброса порошка можно динамически воздействовать флегматизирующим газом на неосажденную газопорошковую смесь.

В частности, флегматизирующий газ можно получать при сгорании твердотопливного заряда.

В частности, подача газопорошковой смеси может начинаться после достижения ею давления, достаточного для самосрезания свинцового штифта, которым скреплен состоящий по меньшей мере из двух частей корпус, содержащий огнетушащий порошок и твердотопливный заряд. При этом после самосрезания свинцового штифта корпус вновь можно снарядить огнетушащим порошком и твердотопливным зарядом, после чего части корпуса можно скрепить новым свинцовым штифтом.

Поставленная задача решается также тем, что известное устройство пожаротушения, содержащее корпус с размещенными в нем полостью с огнетушащим порошком и аэратором, дополнительно имеет газогенератор, а аэратор выполнен в виде трубок с отверстиями и клапанами и газодинамически связан с газогенератором, при этом устройство выполнено с возможностью подачи газопорошковой смеси в защищаемый объем или на защищаемую площадь в течение промежутка времени, меньшего времени свободного осаждения порошка.

В частности, узел крепления может быть выполнен в виде двух тарельчатых дисков, диаметр D_д которых удовлетворяет соотношению 1,1 < D_к/В_д < 1,3, где D_к - внешний диаметр корпуса устройства, один тарельчатый диск может быть жестко закреплен на корпусе устройства и выполнен с пазами переменной ширины, другой тарельчатый диск может быть выполнен с возможностью закрепления на потолке защищаемого помещения и содержать бобышки переменного диаметра, которые обеспечивают байонетное соединение.

В частности, газогенератор может содержать крышку и корпус газогенератора, внутри которого могут быть размещены воспламенитель, заряд твердого топлива, решетки и фильтр, имеющий на донной части корпуса газогенератора выходные отверстия, при этом воспламенитель может быть выполнен в виде втулки, размещенной на крышке, и содержать кольцевой паз со стороны заряда, внутри втулки могут быть размещены инициатор и воспламенительный состав, а в кольцевом пазе с помощью клея или герметика может быть установлена герметизирующая заглушка, причем отношение расстояния между воспламенителем и зарядом к диаметру выходного отверстия может составлять от 0,5 до 0,6. При этом решетка, разделяющая заряд твердого топлива и фильтр, может быть выполнена в виде усеченного конуса и содержать отверстия на конической части, причем отношение площадей меньшего основания усеченного конуса и торца заряда может составлять от 0,9 до 1,0, а общая площадь отверстий может превышать площадь проходного сечения зазора между зарядом и корпусом газогенератора.

В частности, трубки могут быть снабжены обратными клапанами в области выходных отверстий, причем трубки могут быть размещены в корпусе перпендикулярно оси газогенератора, а длина трубок L может составлять L = (D_вн - d_г)/2+2δ, где D_вн - внутренний диаметр корпуса, d_г - внешний диаметр корпуса газогенератора, δ - толщина стенки клапа, при этом клапаны могут быть зафиксированы за счет загибов длиной от 4δ до 6δ между торцами трубок и внутренней поверхностью корпуса устройства, а отверстия в трубках могут быть выполнены перпендикулярно продольной оси устройства в одну сторону от газогенератора на расстоянии от 0,5L до 0,9L.

В частности, насадок-распылитель может быть расположен в корпусе осесимметрично и содержать верхнюю часть с центральным отверстием и нижнюю перфорированную часть, в центральное отверстие верхней части может быть установлена верхняя рабочая часть штока с уплотнителем, в центральное отверстие нижней части может входить хвостовик штока, отношение площадей проходных сечений верхней части и перфораций нижней части может составлять от 0,65 до 0,70, отношение высоты верхней рабочей части штока к внутренней высоте насадка-распылителя может составлять от 0,35 до 0,38, внутренняя поверхность верхней части насадка-распылителя может быть спрофилирована в виде конуса с углом от 60 до 70^o, а форма нижней перфорированной части может быть близка к полусфере.

В частности, устройство может быть снабжено прокладками, прокладки, ниппели и уплотнитель могут быть выполнены из термостойкой резины, а корпус может быть покрыт термостойкой краской.

Поставленная задача решается также тем, что в известном способе тушения пожара, включающем воздействие флегматизирующим газом на газопорошковую смесь, подаваемую в защищаемый объем или на защищаемую площадь, воздействие флегматизирующим газом осуществляют путем создания циклона в газопорошковой смеси при пропускании флегматизирующего газа через расположенные в корпусе трубки с отверстиями, при этом циклон создают перед подачей газопорошковой смеси в защищаемый объем или на защищаемую площадь.

Заявляемые изобретения, представляющие собой способы и устройство для их осуществления, связаны единым изобретательским замыслом.

Масса M огнетушащего порошка 3 удовлетворяет соотношениям: М < Gt_ос; М ≤ G(t_з -t_ос)(1-Р_кл/Р_max), где t_ос - время свободного осаждения порошка, G - среднеинтегральный массовый расход порошка 3, t_з - время работы газогенератора 2, P_кл - давление срабатывания клапана 5 насадки-распылителя 6, P_max - максимальное давление в полости с огнетушащим порошком 3 после срабатывания газогенератора 2 при закрытом клапане 5. Выбрасывание огнетушащего порошка флегматизирующим газом в защищаемый объем или на защищаемую площадь за время t_ос обеспечивает увеличение скорости движения зоны с повышенной концентрацией порошка и, следовательно, увеличение интенсивности его подачи в периферийные зоны. Дополнительный эффект обеспечивается динамическим воздействием флегматизирующего газа на неуспевшую осесть газопорошковую смесь, сообщающим дополнительное количество движения центральной части выброшенного газопорошкового облака.

Для обеспечения динамического воздействия флегматизирующих газов на выброшенную и неуспевшую осесть газопорошковую смесь время работы газогенератора не меньше суммарного времени набора давления до открытия клапана, времени выброса порошка и времени его осаждения. На решение поставленной технической задачи направлено выполнение узлов инициирования и воспламенения в виде одного элемента - втулки, расположенной на крышке газогенератора. Выбранная конструкция решетки, на которой установлен заряд, обеспечивает снижение механических нагрузок за счет обеспечения наибольшей площади контакта с торцом заряда и ограничивает максимальное давление в корпусе газогенератора. Выбранная конструкция узла воспламенения и его расположение относительно заряда обеспечивает стабильное локальное зажигание торца заряда и плавное нарастание давления в корпусе газогенератора во время воспламенения. Выбранные конструкция и расположение аэратора обеспечивает вихревое перемещение порошка и за счет этого снижает вероятность образования в порошковой смеси газовых пузырей. Выбранная конструкция насадка-распылителя в виде сопла обеспечивает максимальную интенсивность выброса порошка, однородность и наибольший угол его распыления в конусообразный объем. Выбор свинца в качестве материала для срезающихся штифтов позволяет стабилизировать давление срабатывания клапана.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано заявляемое устройство в сборе, на фиг. 2 представлен узел воспламенения, на фиг. 3 - узел крепления устройства, на фиг. 4 изображен насадок-распылитель.

Устройство пожаротушения (фиг. 1) содержит корпус устройства 1, в котором размещены газогенератор 2, полость с огнетушащим порошком 3, аэратор 4 в виде трубок с отверстиями на периферии и клапанами 5 типа ниппель, насадок-распылитель 6 и узел крепления устройства 7. Аэратор 4 газодинамически связан с газогенератором 2, который содержит узел воспламенения 8, камеру 9 с размещенными в ней твердотопливным зарядом 10. Заряд 10 установлен в камере 9 с зазором и опирается на решетку 11 и фильтр 12.

Узел воспламенения 8 (фиг. 2) содержит крышку 13 и цилиндрическую втулку 14 с кольцевым пазом 15 со стороны заряда 10 (фиг. 1). Во втулке 14 размещены узел инициализации 16 и воспламенительный состав 17, закрытые заглушкой 18. Заглушка 18 закреплена в кольцевом пазе 15 с помощью клея или герметика.

Осесимметричный насадок-распылитель 6 (фиг. 3), осесимметрично расположенный в корпусе 1, состоит из верхней части 19 с центральным отверстием, в котором установлена верхняя рабочая часть штока 20 с уплотнителем 21, и нижней перфорированной части 22 с центральным отверстием, в которое входит хвостовик штока 20. Отверстия перфорированной части 22 выполнены в виде сопел. Шток 20 закреплен в верхней части 19 насадка-распылителя 6 (фиг. 1) с помощью свинцового срезающегося штифта.

На корпусе устройства 1 в верхней части камеры 9 газогенератора 2 закреплен первый тарельчатый диск 24 (фиг. 4) с отверстиями под байонетное соединение со вторым тарельчатым диском 25 с бобышками 26.

Заявляемое устройство (фиг. 1) работает следующим образом. При подаче импульса напряжения в узел инициализации 16 (фиг. 2) состав 17 воспламеняется. В результате роста давления в цилиндрической втулке 14 (фиг. 2) вскрывается заглушка 18, а продукты сгорания воспламенительного состава 17 поступают к заряду 10 (фиг. 1) и зажигают его. Продукты сгорания заряда 10 создают давление в камере 9 и протекают через зазор между зарядом 10 и камерой 9 к решетке 11 и фильтру 12, где очищаются от конденсированной фазы и поступают в трубки аэратора 4. Под действием давления газов происходит вскрытие клапана 5, в результате они поступают в полость корпуса устройства 1 через отверстия в трубках аэратора 4. За счет выполнения отверстий в трубках в одном направлении создается циклон в корпусе устройства 1 при одновременном аэрировании порошка 3. Когда давление в корпусе 1 достигает значения, при котором штифт 23 (фиг. 3) срезается, происходит осевое перемещение штока 20. В результате газопорошковая смесь через центральное отверстие верхней части 19 и перфорацию нижней части 22 насадка-распылителя 6 (фиг. 1) поступает в защищаемый объем. Вследствие того, что время истечения порошка 3 меньше времени его осаждения на защищаемую площадь, в защищаемом объеме образуется облако из газопорошковой смеси. Вследствие того, что время работы газогенератора 2 превышает суммарную длительность истечения порошка 3 и его осаждения, то газообразные продукты сгорания воздействуют на газопорошковое облако и обеспечивают более динамичную и интенсивную его подачу к очагу пожара.

Выполнение узла крепления 7 (фиг. 1) в виде тарельчатых дисков 24 и 25 (фиг. 4), скрепленных байонетным соединением и соизмеримых по диаметру с корпусом устройства 1, исключает существенные перекосы узлов устройства (фиг. 1) в процессе работы. Это повышает стабилизацию струи распыления газопорошковой смеси и равномерность распределения порошка в защищаемом объеме.

Согласно изобретению было выполнено устройство пожаротушения с массой огнетушащего порошка в количестве 6 кг. Испытание показало, что при реализации заявляемого способа устройство пригодно для локализации и ликвидации пожаров класса A, B и C по ГОСТ 27331-87 и энергоустановок с напряжением до 1000 В. В частности, были ликвидированы очаги пожара ранга 2В на площади 25 кв.м и максимальный ранг пожара 233в (в соответствии с НПБ 67-98. Нормы пожарной безопасности)т

Изобретение относится к области противопожарной техники и может быть использовано в устройствах порошкового пожаротушения, где источником рабочего газа является твердотопливный газогенератор, в частности в модулях порошкового пожаротушения, которые являются основным исполнительным узлом в автоматических и автономных системах пожаротушения. Для обеспечения повышения интенсивности подачи огнетушащего порошка в зону горения устройство пожаротушения содержит корпус, в котором размещены газогенератор, полость с огнетушащим порошком, аэратор в виде трубок с отверстиями на периферии и клапанами, насадок-распылитель и узел крепления устройства. Аэратор газодинамически связан с газогенератором, который содержит узел воспламенения, камеру с размещенным в ней твердотопливным зарядом. Заряд установлен в камере с зазором и опирается на решетку и фильтр. Газопорошковая смесь подается в защищаемый объем или на защищаемую площадь в течение промежутка времени, меньшего характерного времени осаждения порошка. 3 с. и 11 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Способ тушения пожара, включающий подачу газопорошковой смеси, содержащей огнетушащий порошок и флегматизирующий газ, в защищаемый объем или на защищаемую площадь, и аэрацию подаваемой газопорошковой смеси флегматизирующим газом, отличающийся тем, что аэрацию газопорошковой смеси флегматизирующим газом проводят перед подачей этой смеси в защищаемый объем или на защищаемую площадь, а подачу газопорошковой смеси в защищаемый объем или на защищаемую площадь осуществляют в течение промежутка времени, меньшего времени свободного осаждения порошка. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после подачи порошка динамически воздействуют флегматизирующим газом на неосажденную газопорошковую смесь. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что флегматизирующий газ получают при сгорании твердотопливного заряда. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подача газопорошковой смеси начинается после достижения ею давления, достаточного для самосрезания свинцового штифта, которым закреплен шток в верхней части насадка-распылителя. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что после самосрезания свинцового штифта корпус вновь снаряжают огнетушащим порошком и твердотопливным зарядом. 6. Устройство пожаротушения, содержащее корпус с размещенными в нем полостью с огнетушащим порошком и аэратором, отличающееся тем, что оно дополнительно имеет газогенератор, а аэратор выполнен в виде трубок с отверстиями и клапанами и газодинамически связан с газогенератором, при этом устройство выполнено с возможностью подачи газопорошковой смеси в защищаемый объем или на защищаемую площадь в течение промежутка времени, меньшего времени свободного осаждения порошка. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что узел крепления выполнен в виде двух тарельчатых дисков, диаметр D_д которых удовлетворяет соотношению 1,1<D _к/D_д<1,3, где D_к - внешний диаметр корпуса устройства, один тарельчатый диск жестко закреплен на корпусе устройства и выполнен с пазами переменной ширины, другой тарельчатый диск выполнен с возможностью закрепления на потолке защищаемого помещения и содержит бобышки переменного диаметра, которые обеспечивают байонетное соединение. 8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что газогенератор содержит крышку и корпус, внутри которого размещены воспламенитель, заряд твердого топлива, решетка и фильтр, имеющий на донной части корпуса газогенератора выходные отверстия, при этом воспламенитель выполнен в виде втулки, размещенной на крышке, и содержит кольцевой паз со стороны заряда, внутри втулки размещены инициатор и воспламенительный состав, а в кольцевом пазе с помощью клея или герметика установлена герметизирующая заглушка, причем отношение расстояния между воспламенителем и зарядом к диаметру выходного отверстия составляет 0,5 - 0,6. 9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что заряд твердого топлива опирается на решетку и фильтр, решетка выполнена в виде усеченного конуса и содержит отверстия на конической части, причем отношение площадей меньшего основания усеченного конуса и торца заряда составляет 0,9 - 1,0, а общая площадь отверстий на конической части превышает площадь проходного сечения зазора между зарядом и корпусом газогенератора. 10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что трубки снабжены обратными клапанами в области выходных отверстий, причем трубки размещены в корпусе перпендикулярно оси газогенератора, а длина трубок L составляет L = (D_вн- d_г)/2+2δ, где D_вн - внутренний диаметр корпуса, d_г - внешний диаметр корпуса газогенератора, δ - толщина стенки клапана, при этом клапаны зафиксированы за счет загибов длиной (4-6)δ между торцами трубок и внутренней поверхностью корпуса устройства, а отверстия в трубках выполнены перпендикулярно продольной оси устройства в одну сторону от газогенератора на расстоянии (0,5 - 0,9)L. 11. Устройство по п.6, отличающееся тем, что насадок-распылитель расположен в корпусе осесимметрично и содержит верхнюю часть с центральным отверстием и нижнюю перфорированную часть, в центральное отверстие верхней части установлена верхняя рабочая часть штока с уплотнителем, а в центральное отверстие нижней части входит хвостовик штока, отношение площадей проходных сечений верхней части и перфораций нижней части составляет 0,65 - 0,70, отношение высоты верхней рабочей части штока к внутренней высоте насадка-распылителя составляет 0,35 - 0,38, внутренняя поверхность верхней части насадка-распылителя спрофилирована в виде конуса с углом 60 - 70°, а форма нижней перфорированной части близка к полусфере. 12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что хвостовик штока входит в нижнюю часть насадка-распылителя с зазором 0,03 - 0,04 диаметра хвостовика. 13. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно снабжено прокладками, выполненными из термостойкой резины, а корпус покрыт термостойкой краской. 14. Способ тушения пожара, включающий воздействие флегматизирующим газом на газопорошковую смесь, подаваемую в защищаемый объем или на защищаемую площадь, отличающийся тем, что воздействие флегматизирующим газом осуществляют путем создания циклона в газопорошковой смеси при пропускании флегматизирующего газа через расположенные в корпусе трубки с отверстиями, при этом циклон создают перед подачей газопорошковой смеси в защищаемый объем или на защищаемую площадь.