ЗАПОРНО-ВЫПУСКНОЕ УСТРОЙСТВО МОДУЛЯ ПОРОШКОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК A62C35/10 A62C13/22 

Изобретения относятся к клапанным устройствам для противопожарных систем и промышленно применимо в модулях порошкового пожаротушения и огнетушителях.

Известно запорно-выпускное устройство, содержащее корпус, выполненный в виде шарового сегмента, полусферы или цилиндра с нанесенными на нем насечками. В корпусе размещен огнетушащий порошок и газогенерирующий заряд. Рост давления в корпусе при срабатывании газогенерирующего заряда приводит к его разрушению по насечкам при достижении критического значения давления и импульсному выбросу порошка в зону горения (RU 2147902 C1, 27.04.2000).

Недостатком данного устройства является однократность использования корпуса, невозможность его перезарядки, а также сложность в обеспечении стабильного исполнения насечек с минимальными разбросами по давлению вскрытия.

Наиболее близким к заявленной группе изобретений является известное запорно-выпускное устройство модуля порошкового пожаротушения, содержащее установленный в корпусе обтюратор (RU 12791 U1, 10.02.2000).

В данном устройстве герметизация корпуса осуществляется штоком обтюратора, установленным в выходном штуцере с возможностью перемещения под действием продуктов сгорания газогенерирующего заряда. Распылителем порошка и улавливателем штока является перфорированная решетка.

Недостатком известного устройства является низкая огнетушащая способность из-за недостаточной интенсивности подачи порошка в зону горения вследствие существенных газодинамических потерь газопорошковой смеси на решетке сопла.

Задачей группы изобретений является создание запорно-выпускного устройства модуля порошкового пожаротушения, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в повышении огнетушащей способности за счет уменьшения газодинамических потерь газопорошковой смеси.

Этот технический результат в запорно-выпускном устройстве модуля порошкового пожаротушения, содержащем установленный в корпусе обтюратор, достигается тем, что оно содержит сопло, зафиксированное срезными штифтами таким образом, что обтюратор входит в сопло, при этом обтюратор имеет цилиндрическую часть и жестко закреплен в корпусе, а между торцевой поверхностью верхней части сопла и основанием обтюратора имеется зазор, причем корпус выполнен в виде цилиндрической трубы переменного сечения с прорезями на боковой поверхности.

В частности, внутренние поверхности сопла могут быть выполнены цилиндрическими и коническими. При этом верхняя часть сопла может быть выполнена цилиндрической.

В частности, длина входящей в сопло части обтюратора связана с диаметром штифтов, шириной канавки уплотнительного кольца и размером зазора между верхней частью сопла и основанием обтюратора соотношением:
2<(L_O-D_Ш-L_З)/Н<10, где
L_O - длина входящей в сопло части обтюратора;
D_Ш - диаметр штифтов;
L_З - размер зазора между верхней частью сопла и основанием обтюратора;
Н - ширина канавки уплотнительного кольца.

Максимальный и минимальный диаметры внутренней поверхности сопла и длина расширяющейся части сопла связаны соотношением:
0,1<(D_C-d_C)/L_P<1, где
D_С - максимальный диаметр внутренней поверхности сопла;
d_С - минимальный диаметр внутренней поверхности сопла;
L_Р - длина расширяющейся части сопла.

Площадь прорезей на боковой поверхности корпуса, площадь сечения прохода в верхней части сопла и площадь сечения прохода сопла в наиболее узкой части связаны соотношением:
S_C<S_B<S_П, где
S_С - площадь сечения прохода сопла в наиболее узкой части;
S_В - площадь сечения прохода в верхней части сопла;
S_П - площадь прорезей на боковой поверхности корпуса.

Зазор между торцевой поверхностью верхней части сопла и основанием обтюратора составляет от 0,5 до 5 мм.

Согласно второму изобретению группы указанный выше технический результат в запорно-выпускном устройстве модуля порошкового пожаротушения, содержащем установленный в корпусе обтюратор, достигается тем, что оно содержит трубку и сопло, жестко закрепленное в корпусе, который выполнен в виде цилиндрического стакана с прорезями на боковой поверхности, а обтюратор выполнен с расположенным по оси отверстием и ограниченным цилиндрическими боковыми поверхностями и зафиксирован срезными штифтами, при этом нижняя часть обтюратора входит в верхнюю часть сопла, а между торцевой поверхностью верхней части сопла и основанием обтюратора имеется зазор, причем трубка установлена в отверстии обтюратора со стороны сопла.

Внутренние поверхности сопла выполнены цилиндрическими и коническими.

Верхняя часть сопла выполнена цилиндрической.

Длина входящей в сопло части обтюратора связана с диаметром штифтов, шириной канавки уплотнительного кольца и размером зазора между верхней частью сопла и основанием обтюратора соотношением:
2<(L_O-D_Ш-L_З)/Н<10, где
L_O - длина входящей в сопло части обтюратора;
D_Ш - диаметр штифтов;
L_З - размер зазора между верхней частью сопла и основанием обтюратора;
Н - ширина канавки уплотнительного кольца.

Длина трубки, длина корпуса и длина верхней части сопла связаны соотношением:
0,5<L_T/(L_K-L_B)<5, где
L_T - длина трубки;
L_К - длина корпуса;
L_В - длина верхней части сопла.

Максимальный и минимальный диаметры внутренней поверхности сопла и длина расширяющейся части сопла связаны соотношением:
0,1<(D_C-d_C)/L_P<1, где
D_С - максимальный диаметр внутренней поверхности сопла;
d_С - минимальный диаметр внутренней поверхности сопла;
L_Р - длина расширяющейся части сопла.

Площадь прорезей на боковой поверхности корпуса, площадь сечения прохода в верхней части сопла и площадь сечения прохода сопла в наиболее узкой части связаны соотношением:
S_C<S_B<S_П, где
S_С - площадь сечения прохода сопла в наиболее узкой части;
S_В - площадь сечения прохода в верхней части сопла;
S_П - площадь прорезей на боковой поверхности корпуса.

Зазор между торцевой поверхностью верхней части сопла и основанием обтюратора составляет от 0,5 до 5 мм.

Сущность группы изобретений поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен первый вариант устройства до срабатывания; на фиг.2 - то же, после срабатывания; на фиг. 3 - второй вариант устройства до срабатывания; на фиг.4 - то же, после срабатывания.

Первый вариант заявленного устройства (фиг.1) содержит корпус 1 в виде цилиндрической трубы переменного сечения с прорезями 2, сопло 3, срезные штифты 4 и обтюратор 5. Обтюратор 5 имеет цилиндрическую часть 6 и основание 7 и крепится винтами 8 к корпусу 1. Между торцевой поверхностью верхней части 9 сопла 1 и основанием 7 обтюратора 5 имеется зазор 10. Устройство установлено в штуцер 11 модуля и закреплено гайкой 12. В обтюраторе 5 выполнена канавка 13, в которой установлено уплотнительное кольцо 14. В сопле 3 выполнена канавка 15, в которой установлено уплотнительное кольцо 16.

Работа заявленного устройства (фиг.1) происходит следующим образом. При росте давления в модуле газ попадает в корпус 1 через прорези 2 в зазор 10. Под действием давления происходит срез штифтов 4, а сопло 3 перемещается в нижнюю часть корпуса 1 (фиг.2). Выход верхней части 9 сопла 3 из обтюратора 5 приводит к разгерметизации модуля, вследствие чего огнетушащий порошок через прорези 2 и сопло 3 поступает в зону горения.

Отсутствие в заявленном устройстве (фиг.1) различного рода распылителей типа перфорированной решетки в ближайшем аналоге обеспечивает минимальные газодинамические потери, высокую интенсивность подачи газопорошковой смеси и, как следствие, высокую огнетушащую способность модуля.

Второй вариант заявленного устройства (фиг.2) содержит корпус 17 в виде цилиндрического стакана с прорезями 18, сопло 19, срезные штифты 20, обтюратор 21 и трубку 22. Обтюратор 21 имеет расположенное по оси отверстие 23, основание 24 и ограничен цилиндрическими боковыми поверхностями 25. Нижняя часть 26 обтюратора 5 без зазора входит в верхнюю часть 27 сопла 19, а между торцевой поверхностью верхней части 27 сопла 19 и основанием 24 обтюратора 21 имеется зазор 28. Устройство установлено в штуцер 29 модуля и закреплено гайкой 30. В обтюраторе 21 выполнены канавки 31, в которых установлены герметизирующие кольца.

Работа заявленного устройства (фиг.3) происходит следующим образом. При росте давления в модуле газ попадает в корпус 17 через прорези 18 в зазор 28. Под действием давления происходит срез штифтов 20, а обтюратор 21 перемещается вверх вдоль оси корпуса 17, выходя при этом из верхней части 27 сопла 19 (фиг.4). Сжимаемый в верхней полости корпуса 17 газ перетекает через отверстие 23 обтюратора 21 и трубку 22 в зону пониженного давления. Выход обтюратора 21 из верхней части 27 сопла 19 приводит к разгерметизации модуля, вследствие чего огнетушащий порошок через прорези 18 и сопло 19 поступает в зону горения.

Отсутствие в заявленном устройстве (фиг.3) различного рода распылителей типа перфорированной решетки в ближайшем аналоге обеспечивает минимальные газодинамические потери, высокую интенсивность подачи газопорошковой смеси и, как следствие, высокую огнетушащую способность модуля.

В первом варианте заявленного устройства (фиг.1) корпус 1 выполнен в виде цилиндрической трубы переменного сечения с внешним диаметром D_ВН=43 мм и четырьмя прорезями 2 общей площадью S_П=8 см². Устройство (фиг.1) удовлетворяло следующим соотношением: (L_О-D_Ш-L_З)/Н=4,5; (D_С-d_С)/L_Р=0,45; S_С= 0,7S_Р; S_В=0,83S_П; L_З=1,5 мм. Близкие размеры имел второй вариант устройства.

Устройства (фиг.1 и 3), выполненные согласно изобретениям, устанавливали на модуль пожаротушения объемом 5 литров. Модуль использовали для тушения с высоты 4 м горящего бензина объемом 200 литров, налитого в корыто размером 320х320 см. При использовании первого варианта устройства (фиг.3) горящий бензин был затушен за 5 с, при использовании второго варианты - 4 с.

Таким образом, выполнение запорно-выпускного устройства модуля пожаротушения согласно группе изобретений обеспечивает достижение технического результата, состоящего в повышении огнетушащей способности за счет уменьшения газодинамических потерь газопорошковой смеси.

Группа изобретений относится к клапанным устройствам для противопожарных систем, может быть использована в модулях порошкового пожаротушения и огнетушителях и позволяет повысить огнетушащую способность за счет уменьшения газодинамических потерь газопорошковой смеси. Запорно-выпускное устройство содержит корпус в виде цилиндрической трубы переменного сечения с прорезями на боковой поверхности и сопло. В корпусе жестко закреплен обтюратор с цилиндрической частью. Сопло зафиксировано срезными штифтами таким образом, что обтюратор входит в сопло. Между торцевой поверхностью верхней части сопла и основанием обтюратора имеется зазор. В варианте выполнения устройство содержит корпус в виде цилиндрического стакана с прорезями, сопло, срезные штифты, обтюратор с расположенным по оси отверстием и трубку. Нижняя часть обтюратора без зазора входит в верхнюю часть сопла, а между торцевой поверхностью верхней части сопла и основанием обтюратора имеется зазор. При росте давления в модуле газ попадает в корпус через прорези в зазор. Под действием давления происходит срез штифтов, а обтюратор перемещается вверх вдоль оси корпуса. Сжимаемый в верхней полости корпуса газ перетекает через отверстие обтюратора и трубку в зону пониженного давления. Выход обтюратора из верхней части сопла приводит к разгерметизации модуля, вследствие чего огнетушащий порошок через прорези и сопло поступает в зону горения. 2 с. и 13 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Запорно-выпускное устройство модуля порошкового пожаротушения, содержащее установленный в корпусе обтюратор, отличающееся тем, что оно содержит сопло, зафиксированное срезными штифтами таким образом, что обтюратор входит в сопло, при этом обтюратор имеет цилиндрическую часть и жестко закреплен в корпусе, а между торцевой поверхностью верхней части сопла и основанием обтюратора имеется зазор, причем корпус выполнен в виде цилиндрической трубы переменного сечения с прорезями на боковой поверхности. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренние поверхности сопла выполнены цилиндрическими и коническими. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что верхняя часть сопла выполнена цилиндрической. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что длина входящей в сопло части обтюратора связана с диаметром штифтов, шириной канавки уплотнительного кольца и размером зазора между верхней частью сопла и основанием обтюратора соотношением 2<(L_O-D_Ш-L_З)/Н<10, где L_O - длина входящей в сопло части обтюратора; D_Ш - диаметр штифтов; L_З - размер зазора между верхней частью сопла и основанием обтюратора; Н - ширина канавки уплотнительного кольца. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что максимальный и минимальный диаметры внутренней поверхности сопла и длина расширяющейся части сопла связаны соотношением 0,1<(D_C-d_C)/L_P<1, где D_С - максимальный диаметр внутренней поверхности сопла; d_С - минимальный диаметр внутренней поверхности сопла; L_Р - длина расширяющейся части сопла. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что площадь прорезей на боковой поверхности корпуса, площадь сечения прохода в верхней части сопла и площадь сечения прохода сопла в наиболее узкой части связаны соотношением S_C<S_B<S_П, где S_С - площадь сечения прохода сопла в наиболее узкой части; S_В - площадь сечения прохода в верхней части сопла; S_П - площадь прорезей на боковой поверхности корпуса. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зазор между торцевой поверхностью верхней части сопла и основанием обтюратора составляет от 0,5 до 5 мм. 8. Запорно-выпускное устройство модуля порошкового пожаротушения, содержащее установленный в корпусе обтюратор, отличающееся тем, что оно содержит трубку и сопло, жестко закрепленное в корпусе, который выполнен в виде цилиндрического стакана с прорезями на боковой поверхности, а обтюратор выполнен с расположенным по оси отверстием и ограниченным цилиндрическими боковыми поверхностями и зафиксирован срезными штифтами, при этом нижняя часть обтюратора входит в верхнюю часть сопла, а между торцевой поверхностью верхней части сопла и основанием обтюратора имеется зазор, причем трубка установлена в отверстии обтюратора со стороны сопла. 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что внутренние поверхности сопла выполнены цилиндрическими и коническими. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что верхняя часть сопла выполнена цилиндрической. 11. Устройство по п.8, отличающееся тем, что длина входящей в сопло части обтюратора связана с диаметром штифтов, шириной канавки уплотнительного кольца и размером зазора между верхней частью сопла и основанием обтюратора соотношением 2<(L_O-D_Ш-L_З)/Н<10, где L_O - длина входящей в сопло части обтюратора; D_Ш - диаметр штифтов;
L_З - размер зазора между верхней частью сопла и основанием обтюратора; Н - ширина канавки уплотнительного кольца. 12. Устройство по п.8, отличающееся тем, что длина трубки, длина корпуса и длина верхней части сопла связаны соотношением 0,5<L_T/(L_K-L_B)<5, где L_T - длина трубки; L_К - длина корпуса; L_В - длина верхней части сопла. 13. Устройство по п.8, отличающееся тем, что максимальный и минимальный диаметры внутренней поверхности сопла и длина расширяющейся части сопла связаны соотношением 0,1<(D_C-d_C)/L_P<1, где D_С - максимальный диаметр внутренней поверхности сопла; d_С - минимальный диаметр внутренней поверхности сопла; L_Р - длина расширяющейся части сопла. 14. Устройство по п.9, отличающееся тем, что площадь прорезей на боковой поверхности корпуса, площадь сечения прохода в верхней части сопла и площадь сечения прохода сопла в наиболее узкой части связаны соотношением S_C<S_B<S_П, где S_С - площадь сечения прохода сопла в наиболее узкой части; S_В - площадь сечения прохода в верхней части сопла; S_П - площадь прорезей на боковой поверхности корпуса. 15. Устройство по п.9, отличающееся тем, что зазор между торцевой поверхностью верхней части сопла и основанием обтюратора составляет от 0,5 до 5 мм.