ГАЗОГЕНЕРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2004 года по МПК A62C13/22 

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к газогенерирующим устройствам средств пожаротушения, и может быть использовано для подачи комбинированного огнетушащего состава на очаг пожара.

Известно газогенерирующее устройство, содержащее механизм запуска, средство инициирования, камеру сгорания с твердотопливным зарядом, выполненным в виде цилиндрического вкладыша, и газовод. Повышение надежности в работе этого устройства достигнуто тем, что оно содержит разрезную втулку для размещения заряда, которая установлена с зазором относительно стенок камеры сгорания, а механизм запуска и средство инициирования размещены над твердотопливным зарядом [1].

Устройство обеспечивает оптимально допустимое время сгорания зарядов различной массы, что позволяет создать параметрический ряд газогенераторов с различным объемом корпуса. Вместе с тем, подача на очаг загорания огнегасящего состава за счет замещения его расширяющимися газами требует достаточно большого расхода твердотопливного заряда в расчете на единицу объема или массы состава для получения мелкодисперсного распыла, а также высокого значения давления замещения, которому подвергается емкость с составом, что в свою очередь, требует использования корпусов огнетушителей из конструкционных материалов с достаточно высоким запасом прочности, чем создаются предпосылки к повышению массы емкости. В конечном итоге это отрицательно отражается на экономичности и других эксплуатационных свойствах газогенератора и огнетушителя в целом.

Известно газогенерирующее устройство, содержащее камеру сгорания с твердотопливным зарядом, выполненным в виде цилиндрического вкладыша, расположенные над твердотопливным зарядом механизм запуска и средство инициирования, газовод. Повышение эффективности вывода из огнетушителя огнегасящего состава при одновременном увеличении времени эффективной работы газогенератора и расстояния эффективной доставки огнегасящего состава, включающего мелкодисперсную жидкость и инертный газ, к очагу пожара достигнуты тем, что газогенератор снабжен отсасывающей рубашкой, выполненной в виде двух соединенных одна с другой частей, внутренняя из которых выполнена жесткой, размещена с зазором по образующей камеры и имеет длину, превышающую длину камеры, а внешняя часть выполнена гибкой, охватывающей внутреннюю с образованием полости для размещения огнегасящего состава, при этом жесткая часть рубашки снабжена равномерно распределенными по ее периметру и длине сквозными отверстиями, а газовод снабжен эжектором и установлен на крышке камеры с эксцентриситетом относительно обеих частей рубашки [2]. Устройство наиболее близко к изобретению по совокупности существенных признаков и принято в качестве прототипа.

Устройство обладает высокой экономичностью, надежностью и удобством в эксплуатации, что обеспечило его эффективное использование в ручных огнетушителях, вместе с тем, эксцентричное расположение газовода с сопловым блоком относительно продольной оси камеры сгорания и отсасывающей рубашки создает предпосылки к уменьшению долговечности газогенератора, поскольку интенсивное завихрение газа в камере сгорания приводит к образованию одной или нескольких каверн на дозвуковой части сопла. И этот недостаток усиливается тем, что эта часть сопла практически выполняется заподлицо с донной частью крышки камеры. Кроме того, для тушения лесных пожаров, аварий на нефтепромыслах необходима противопожарная техника повышенной мощности.

Задача изобретения состоит в разработке газогенерирующего устройства с эксцентричным расположением соплового блока газовода в газовой камере, которое наряду с высокой экономичностью, надежностью и удобством в эксплуатации одновременно обладало бы повышенной мощностью и высокой долговечностью, что позволило бы использовать его для эффективного тушения очагов загорания по инжекционной схеме подачи огнетушащего состава, например, в составе оборудования пожарного автомобиля, без повышения энергетических затрат на подачу воды для образования комбинированного огнетушащего состава (КОС).

Задача решается тем, что в газогенерирующем устройстве, содержащем камеру сгорания с крышкой и твердотопливным зарядом, выполненным в виде цилиндрического вкладыша, механизм запуска, средство инициирования и газовод с сопловым блоком, установленным в крышке с эксцентриситетом относительно продольной оси камеры, согласно изобретению сопловой блок установлен в крышке с наклоном относительно продольной оси камеры сгорания, его дозвуковая часть смещена от донной части крышки внутрь камеры, а твердотопливный заряд выполнен в виде пороховой шашки с бронированной наружной поверхностью.

Целесообразно твердотопливный заряд выполнить в виде набора пороховых шашек, установленных по продольной оси камеры сгорания.

Целесообразно твердотопливный заряд выполнить в виде набора из трех и более шашек.

При использовании изобретения может быть получен технический результат, выражающийся в гарантированном уменьшении термонапряженности дозвуковой части соплового блока газогенератора, что обусловлено "переносом" воздействия завихренного потока раскаленных газов, движущихся вдоль донной части крышки в камере сгорания, преимущественно на выступающую наружную поверхность соплового блока, а также выравниванием условий такого воздействия, что обусловлено установкой блока с наклоном его продольной оси в сторону твердотопливного заряда. В конечном итоге обеспечивается устранение образования каверны, а следовательно, достигается повышение долговечности блока в целом. Одновременно может быть повышена и мощность газогенератора, что позволяет эффективно использовать его в составе оборудования пожарного автомобиля для тушения больших очагов возгорания, например, лесных пожаров.

Другие преимущества будут видны из описания изобретения и чертежа, на котором показан общий вид газогенератора, продольный разрез.

Газогенерирующее устройство является отдельной сборочной единицей (узлом) в составе оборудования пожарного автомобиля. Содержит камеру сгорания, выполненную в виде тонкостенного цилиндрического корпуса 1, с передней крышкой 2 и задней крышкой 3, в котором размещен твердотопливный заряд, включающий набор из трех и более шашек 4, с бронированной наружной поверхностью 5 для уменьшения теплонапряженности корпуса. В крышке 2 установлен воспламенитель 6, выполненный в виде таблеток пиротехнического состава, и средство 7 инициирования, выполненное в виде пиропатрона, а также датчик 8 давления. В крышке 3 установлены сопловой блок 9 и предохранительный клапан 10. Блок 9 установлен с эксцентриситетом и наклоном относительно продольной оси корпуса 1, при этом дозвуковая часть сопла "Б" смещена внутрь камеры 1 от дна крышки 3 для уменьшения воздействия на нее потока газов при работе газогенератора. Перед эксплуатацией газогенератор устанавливают на пожарный автомобиль, снабженный узлом автономного подвода воды в инжектор (на чертеже не показан).

Устройство работает следующим образом. При включении электропитания срабатывает пиропатрон 7, он воспламеняет воспламенитель 6, который поджигает шашки 4. Поток раскаленных газов через сопловой блок 9 направляют к инжектору установки, где он, интенсивно смешиваясь с попутной струей воды, подаваемой, например, по трубопроводу вдоль наружной поверхности корпуса 1, образует мелкодисперсную газоводяную смесь, подаваемую на очаг пожара. В процессе работы газогенератора дозвуковая часть сопла надежно предохраняется от интенсивного воздействия потока раскаленных газов, поскольку он омывает в основном наружную поверхность блока 9. Внутренняя поверхность корпуса подвергается уменьшенному нагреву, чему способствует бронирование поверхности шашек 4.

Устройство успешно выдержало холодные и огневые стендовые испытания с использованием пиропатронов и шашек с твердым топливом марки ВС-Н.

Предохранительный клапан 10 был испытан на давление вскрытия, равное 10 мПа, а прочность корпуса 1 проверена на гидравлическом стенде при давлении 20 мПа.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1600799, кл. А 62 С 13/22, 1988.

2. Патент Российской Федерации 2050869, кл. А 62 С 13/22, опубл. 27.12.95, бюл. 36 - прототип.

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к газогенерирующим устройствам средств пожаротушения, и может быть использовано для подачи комбинированного огнетушащего состава на очаг пожара. Газогенерирующее устройство содержит камеру сгорания с крышкой и твердотопливным зарядом, выполненным в виде цилиндрического вкладыша, воспламенитель, пиропатрон и газовод с сопловым блоком, установленным в крышке с эксцентриситетом относительно продольной оси камеры. Новым является установка соплового блока в крышке с наклоном относительно продольной оси камеры сгорания, смещение дозвуковой части сопла от домной части крышки внутрь камеры, выполнение твердотопливного заряда в виде пороховой шашки с бронированной наружной поверхностью. Возможно выполнение заряда в виде набора из трех и более шашек, установленных по продольной оси камеры сгорания. Указанное выполнение позволит уменьшить термонапряженность дозвуковой части соплового блока газогенератора, а также повысить мощность и долговечность устройства за счет того, что установка соплового блока позволяет сгруппировать газогенераторы в один пакет из 3-4 штук и работать всем газогенераторам в одной инжекционной установке, 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Газогенерирующее устройство, содержащее камеру сгорания с крышкой и твердотопливным зарядом, выполненным в виде цилиндрического вкладыша, воспламенитель, пиропатрон и газовод с сопловым блоком, установленным в крышке с эксцентриситетом относительно продольной оси камеры, отличающееся тем, что сопловой блок установлен в крышке с наклоном относительно продольной оси камеры сгорания, его дозвуковая часть смещена от донной части крышки внутрь камеры, а твердотопливный заряд выполнен в виде пороховой шашки с бронированной наружной поверхностью.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что твердотопливный заряд выполнен в виде набора пороховых шашек, установленных по продольной оси камеры сгорания.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что твердотопливный заряд выполнен в виде набора из трех и более шашек.