ГЕНЕРАТОР ОГНЕТУШАЩЕГО АЭРОЗОЛЯ Российский патент 2004 года по МПК A62C3/10 A62C35/00 B01J7/00 

Изобретение относится к противопожарной технике, более конкретно к устройствам для тушения пожаров посредством генерируемых при сгорании пиротехнического состава шашки газоаэрозольных ингибиторов горения, организованно направляемых в защищаемый объем, преимущественно на судах.

Уровень техники данной области характеризует описанный в патенте RU 2205671, А 62 С 3/02, 2002, генератор огнетушащего аэрозоля, который содержит аксиально помещенные в корпусе через прослойку строительного гипса пиротехническую шашку, блок охлаждения из гранул абляционного материала и перфорированный ресивер, перекрытый алюминиевой мембраной, которая по контуру зафиксирована крышкой с выходными отверстиями, а также воспламенитель, связанный с устройством дистанционного управления запуском через закрытый коммутатор.

Этот генератор огнетушащего аэрозоля имеет высокую функциональную надежность при длительном хранении в условиях повышенной влажности (при эксплуатации на речных и морских судах). Установка алюминиевой мембраны под крышкой с выходными отверстиями, выше перфораций ресивера обеспечивает герметичность внутреннего объема и предотвращает доступ атмосферной влаги к пиротехнической шашке.

Эксплуатационные возможности при централизованном запуске системы генераторов с рубки управления судна расширяются за счет закрытого коммутатора, связанного с воспламенителем, что предотвращает несанкционированное срабатывание, обеспечивая совместное функционирование нескольких генераторов от общего импульса при одновременном, последовательном или автономном их запуске.

Недостатком описанного генератора является его громоздкость из-за последовательной схемы размещения структурных исполнительных элементов и большой потери (до 50%) генерируемого огнетушащего аэрозоля, оседающего на гранулах блока охлаждения.

Отмеченный недостаток устранен в устройстве для объемного аэрозольного тушения пожара по патенту RU 2164808 С2, A 62 C 13/22, 2001, содержащий коаксиально смонтированные корпус и закрепленную в прослойке строительного гипса пиротехническую шашку, между которыми установлен кольцевой реверсивный теплообменник, образованный двумя перфорированными металлическими оболочками, причем внутренняя из них совмещена с ресивером, а также воспламенитель и крышку с выходными отверстиями.

Это устройство, выбранное в качестве наиболее близкого аналога, характеризуется повышенной эффективностью пожаротушения за счет большего выхода генерируемого огнетушащего аэрозоля с пониженной температурой.

Коаксиальная установка теплообменника относительно пиротехнической шашки при исключении абляционного гранулированного охладителя обеспечивает компактность устройству.

Охлаждение газообразных продуктов горения шашки осуществляется эффективнее потому, что в кольцевом теплообменнике происходит двухсторонняя конвекция с поглощением части тепла на выпаривание связанной и накопленной гипсом воды, которая в виде поперечных струй пара из перфораций его металлических оболочек активно смешивается с тушащим газоэрозольным потоком по всей протяженности реверсивного выходного канала.

При этом заметно снижается температура тушащей смеси, которая разбавляется экологически чистым ингибитором горения.

Совмещение внутренней металлической оболочки теплообменника с осевым ресивером упрощает конструкцию, причем генератор дополнительно может использоваться в качестве ручного огнетушителя, так как его корпус не разогревается выше 40 градусов С. Однако недостатком известного генератора огнетушащего аэрозоля является балластная масса гипса из-за относительно протяженного ресивера, где накапливается генерируемый аэрозоль для реверсирования в кольцевой теплообменник, и на донной части корпуса, необходимого для термозащиты от прямых потоков горячих газообразных продуктов горения пиротехнической шашки.

Кроме того, этот генератор взрывонебезопасен при использовании в помещениях с технологическими взвесями и летучими веществами, которые проникают вовнутрь, где концентрируются в течение времени. При срабатывании воспламенителя происходят их взрыв и разрушение генератора, который не выполняет функций по защите от пожара, но и является серьезным дополнительным источником возгорании с осколочным поражением.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение отмеченных недостатков для повышения функциональной надежности, обеспечения взрывобезопасности с целью расширения области использования.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном генераторе огнетушащего аэрозоля, содержащем коаксиально смонтированные корпус и закрепленную в прослойке строительного гипса пиротехническую шашку, между которыми установлен кольцевой реверсивный теплообменник, образованный двумя перфорированными металлическими оболочками, причем внутренняя из них совмещена с ресивером, а также воспламенитель и крышку с выходными отверстиями, согласно изобретению между корпусом и крышкой закреплена диафрагма, а ресивер оснащен экранирующей направляющей, при этом внутренняя оболочка теплообменника жестко подвешена на диафрагме с гарантированным зазором относительно экранирующей направляющей, а выходные отверстия крышки смещены относительно окон диафрагмы, перекрытых мембраной.

Отличительные признаки обеспечили повышение жесткости и функциональность взрывобезопасного генератора более компактной конструкции, расширив его технологические возможности использования, в частности на транспортных средствах с циклическими нагрузками вибраций и ударов.

Размещение между корпусом и крышкой несущей диафрагмы, на которой через внутреннюю оболочку теплообменника подвешен моноблок функциональных структурных элементов генератора огнетушащего аэрозоля, конструктивно сформировало технологический зазор между дном корпуса и открытым торцем ресивера, где дополнительно размещена экранирующая тарельчатая направляющая, которая служит для реверсирования основного свободного потока газообразных продуктов горения пиротехнической шашки и для защиты дна корпуса от их прямого воздействия.

Это позволило, сократив высоту ресивера и толщину теплозащиты дна корпуса, заметно сократить массу гипса и генератора в целом.

Реверсирование тушащего потока с практически полным его торможением на экранирующей направляющей обеспечивает дополнительное его гидродинамическое охлаждение.

Окна в диафрагме разделяют общий газоаэрозольный поток на автономные струи, которые более активно охлаждаются.

Размещение в окнах диафрагмы алюминиевой мембраны создает гидроизоляцию генератора. Смещение выходных отверстий крышки относительно окон диафрагмы, во-первых, обеспечивает целостность мембран от механических повреждений и, следовательно сохраняет герметичность и взрывобезопасность генератора на все время хранения и дежурства, во-вторых, создает турбулизацию сформированных автономных газовых струй, которые перемешиваются под крышкой и на выходе из генератора. Это приводит к эжекции воздуха охраняемого помещения в выбрасываемый газоаэрозольный поток и его пульверизации, что активирует перемешивание и дополнительно снижает температуру тушащей смеси.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по противопожарной технике, показал, что оно неизвестно, поэтому с учетом возможности промышленного серийного производства генераторов огнетушащего аэрозоля можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображено:

на фиг.1 - генератор в разрезе;

на фиг.2 - вид А на фиг.1, диафрагма;

на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.2.

Пиротехническая шашка 1 посредством заливаемого строительного гипса 2 закреплена в перфорированной металлической оболочке 3, которая осевым болтовым соединением 4 связана с кольцевой горизонтальной диафрагмой 5, помещенной между корпусом 6 и крышкой 7 с выходными отверстиями 8.

Окна 9 диафрагмы 5 перекрыты алюминиевой мембраной 10 (фиг.2, 3) и смещены относительно выходных отверстий 8 крышки 7 (фиг.1).

Корпус 6 теплоизолирован прослойкой 11 из строительного гипса, залитого в зазор между перфорированной металлической оболочкой 12.

К шашке 1 примыкает электрически связанный с пускателем (условно не показан) воспламенитель 13, расположенный в ресивере 14, совмещенном с оболочкой 3, которая подвешена на диафрагме 5 с гарантированным зазором относительно экранирующей направляющей 15, закрепленной на дне корпуса 6.

Коаксиальные перфорированные оболочки 3 и 12 выполняют функции теплообменника и образуют кольцевой реверсивный канал подачи генерируемого аэрозоля от ресивера 14 к выходным отверстиям 8 крышки 7.

Тепловым импульсом от воспламенителя 13, срабатывающего автоматически по сигналу от охранной противопожарной системы, поджигается пиротехнический состав шашки 1, при горении которой образуется аэрозоль ингибиторов горения в виде газообразных соединений и ультрадисперсных конденсированных частиц с развитой энергетической поверхностью - тушащая смесь.

Тушащая смесь накапливается в ресивере 14, перемешивается и автономными струями истекает в реверсивный канал теплообменника, при этом основной объем тушащей смеси, отражаясь от направляющей 15, разворачивается в направлении выходных отверстий 8 крышки 7.

Горячие продукты горения шашки 1 при движении по реверсивному каналу разогревают оболочки 3 и 12 теплообменника, в результате чего конвективным теплом выпаривается связанная с сульфатом калия гипсовых прослоек 2 и 11 соответственно вода, которая в виде пара поступает поперечными струями в реверсивный канал, где активно перемешивается с газоаэрозольным потоком, разбавляя и охлаждая его.

Далее возросшим давлением тушащая смесь прорывает фольгу 10 в окнах 9 диафрагмы 5 и струйно истекает в объем под крышкой 7, где тормозится ею и турбулизируется, что способствует дополнительному охлаждению. Затем тушащая смесь через отверстия 8 крышки 7 автономными струями подается в защищаемый объем, где происходит эжекция окружающего воздуха и резкое ее охлаждение при динамичном перемешивании.

При введении в зону пожара газоаэрозольной смеси происходит обрыв цепного механизма образования активных радикалов за счет их рекомбинации, а также за счет удержания их на поверхности аэрозоля, каждая частица которого выполняет роль конденсатора энергии, выделяемой при реакции рекомбинации активных радикалов, что обеспечивает подавление пожара при достижении необходимой концентрации ингибиторов горения.

Наличие экранирующей направляющей 15 позволило минимизировать толщину дна корпуса 6 из условий конструкционной жесткости и вдвое сократить высоту ресивера 14, то есть исключить заметную балластную массу гипса и выполнить устройство компактным.

Большая механическая жесткость предложенной конструкции позволяет использовать генератор в транспортных средствах, а герметичность внутреннего объема - возможным эксплуатировать на судах в условиях повышенной влажности.

Изолирование внутреннего объема генератора посредством мембраны, перекрывающей окна несущей диафрагмы, обеспечивает новое качество - взрывобезопасность, так как предотвращает проникновение вовнутрь горючих летучих и пыли, что расширяет область использования генераторов в различных производственных помещениях.

Целостность изолирующих мембран от случайных и несанкционированных механических воздействий обеспечивается смещением окон диафрагмы от выходных отверстий под крышку.

Изобретение обеспечило увеличение гарантийного срока службы до 10 лет.

Изобретение относится к противопожарной технике, а более конкретно к устройствам для тушении пожаров посредством генерируемых при сгорании пиротехнического состава шашки газоаэрозольных ингибиторов горения, организованно направляемых и защищаемый объем, преимущественно на судах. Генератор огнетушащего аэрозоля содержит коаксиально смонтированный корпус и закрепленную в прослойке строительного гипса пиротехническую шашку, между которыми установлен кольцевой реверсивный теплообменник, образованный двумя перфорированными металлическими оболочками, причем внутренняя из них совмещена с ресивером, а также воспламенитель и крышку с выходными отверстиями. Новым является то, что между корпусом и крышкой закреплена диафрагма, на которой жестко подвешена внутренняя оболочка теплообменника, а ресивер оснащен экранирующей направляющей, установленной с гарантированным зазором, при этом выходные отверстия крышки смещены относительно окон диафрагмы, перекрытых мембраной. Предложенное техническое решение обеспечило повышение жесткости и функциональность взрывобезопасного генератора более компактной конструкции, расширив его технологические возможности использования, в частности на транспортных средствах с циклическими нагрузками вибраций и ударов, в производственных помещениях с высокой концентрацией технологической горючей взвеси, на морских и речных судах. 3 ил.

Генератор огнетушащего аэрозоля, содержащий коаксиально смонтированные корпус и закрепленную в прослойке строительного гипса пиротехническую шашку, между которыми установлен кольцевой реверсивный теплообменник, образованный двумя перфорированными металлическими оболочками, причем внутренняя из них совмещена с ресивером, а также воспламенитель и крышку с выходными отверстиями, отличающийся тем, что между корпусом и крышкой закреплена диафрагма, а ресивер оснащен экранирующей направляющей, при этом внутренняя оболочка теплообменника жестко подвешена на диафрагме с гарантированным зазором относительно экранирующей направляющей, а выходные отверстия крышки смещены относительно окон диафрагмы, перекрытых мембраной.