ОГНЕТУШАЩЕЕ УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2010 года по МПК A62C13/20 

Изобретение относится к области пожарной безопасности и может быть использовано при изготовлении средств пожаротушения, предназначенных для тушения пожаров твердых и жидких веществ, электроустановок под напряжением до 1000 В, автомобилей, теле- и радиоаппаратуры в начальной стадии возникновения пожаров в помещениях и на открытых площадках.

В настоящее время одним из перспективных способов тушения пожаров считается импульсная техника многоцелевой защиты. Одно из важных преимуществ импульсных пожаротушащих устройств - возможность метать и распылять любые сыпучие, порошкообразные, жидкие и вязкие составы в широком диапазоне температур и в любых климатических и погодных условиях (Захматов В., Пятова А. Импульсная техника - новые возможности в борьбе с огнем. Пожарное дело. - 1997. - 300 с.).

Известны порошковые мини-огнетушители «Малыш» (Технические условия ИБЯГ 634233. 002 ТУ. ГПО «Металлист», г.Чапаевск, 1992) и «Гном» (Технические условия ДИТЛ 634233. 001 ТУ. Николаевский филиал центрального научно-исследовательского института технологии судостроения, 1991), предназначенные для тушения пожаров в указанных выше случаях.

Эти огнетушители состоят из корпуса, огнетушащего порошка, поршня, вышибного заряда и воспламенительной головки. В качестве вышибного заряда в них использован дымный ружейный порох марки ДРП-3. Масса вышибного заряда в мини-огнетушителе «Малыш» составляет 3±0,5 г, а в «Гноме» - 1,25±0,03 г. Этим обеспечивается выброс огнетушащего порошка массой 280±10 г («Малыш») и 150±1 г («Гном») на расстояние не менее 5 м.

Недостатками обоих огнетушителей являются значительное усилие отдачи, возникающее при приведении их в действие вследствие скачкообразного нарастания давления при сгорании вышибного заряда, и недостаточное распыление по этой причине огнетушащего порошка у очага пожара, что существенно снижало их реальную огнетушащую способность.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является «Порошковый мини-огнетушитель» (Патент РФ №2099112 от 20.12.97. Бюл. №35), в котором в качестве вышибного заряда использована система, состоящая из последовательно расположенных друг за другом зажигательного состава (Pb₃O₄ - 75-88%, Ti - 12-15%) и газогенерирующего состава (NaN₃ - 64%, Fe₂O₃ - 36%).

Замена дымного пороха на систему из газогенерирующего и воспламенительного составов позволила исключить применение в огнетушителе метательных взрывчатых веществ и снизить в два раза усилие отдачи при его срабатывании (таблица).

Практика последующих испытаний данного огнетушителя выявила некоторые недостатки, которые приводили к снижению стабильности его работы, что, в свою очередь, снижало огнетушащую способность устройства. Так, например, в случае тушения с 4-5 м (расстояние, рекомендуемое для прототипа) модельного очага 3В (горючий материал - 3 л бензина, площадь очага - 0,094 м²) наблюдалась весьма низкая эффективность использования огнетушащего порошка, поскольку его количество, попадающее в очаг, оказывалось значительно ниже нормативно необходимого. Это было вызвано недостаточным распылением порошка у цели и трудностью попадания в очаг с такого большого расстояния. Не в последнюю очередь это обстоятельство вызвано и применением терочного воспламенителя для инициирования воспламенительного состава огнетушителя и все еще достаточно сильным звуковым эффектом, сопровождающим срабатывание устройства. Все это сбивало точность прицеливания при тушении очага пожара огнетушителем с рук. Кроме того, неоднократно было отмечено попадание поршня, с помощью которого выбрасывался порошок из корпуса устройства, в очаг пожара, что вызывало разбрызгивание бензина. Наряду с этим было также обнаружено, что при срабатывании огнетушителя происходил выброс твердых раскаленных шлаков, что недопустимо при работе огнетушащих устройств.

Стоит отметить, что при хранении огнетушителя происходит слеживание огнетушащего порошка, что также резко снижает эффективность тушения.

Технический результат, на решение которого направлено изобретение, заключается в увеличении огнетушащего действия устройства за счет повышения стабильности его работы и улучшения эксплуатационных свойств.

Технический результат достигается тем, что в огнетушащем устройстве импульсного действия, содержащем корпус с огнетушащим порошком, поршень, вышибной заряд и воспламенительную головку, имеющую воспламенительную втулку, корпус дополнен специальным рассекателем порошка, а вышибной заряд состоит из последовательно расположенных друг за другом воспламенительного состава (KClO₄ - 53,4%, NaN₃ - 39,3%, сажа - 7,3%, синтетический каучук фторсодержащий СКФ-26 - 2% (сверх 100%), размещенного во втулке, вышибного состава (KClО₄ - 40,1%, NaN₃ - 29,5%, сажа - 5,4%, мел строительный - 25,0% (синтетический каучук фторсодержащий СКФ-26 - 2% (сверх 100%), расположенного в картонном корпусе, который служит одновременно поршнем и который инициируется капсюлем-воспламенителем «Жевело» с помощью ударно-спускового устройства, причем массы воспламенительного и вышибного составов взяты в соотношении 1,0-1,5 м.д. (массовых долей) на 4,0-5,0 м.д. соответственно.

Попытки модернизации мини-огнетушителя «Малыш» путем только снижения усилия отдачи (прототип), возникающее при приведении его в действие, показали невозможность добиться стабильной работы устройства без его принципиального изменения. Это было вызвано следующим:

- в результате хранения огнетушителя происходит слеживание огнетушащего порошка, в связи с чем вся его масса при выстреле и полете практически ведет себя как единое целое, распыляясь крайне незначительно;

- тушение очага пожара с расстояния не менее 4-5 м (рекомендованное для прототипа) является неэффективным, поскольку вызвано трудностью попадания в цель при удерживании огнетушителя руками. В той же связи нежелательным является и способ инициирования вышибного заряда с помощью терочного воспламенителя, высокое усилие отдачи при работе огнетушителя и сильный звуковой эффект, которым она сопровождается, поскольку все это также затрудняет прицеливание;

- конструкция прототипа предусматривает применение специального достаточно массивного полиэтиленового поршня, который во время работы огнетушителя выбрасывает порошок и вылетает сам. Было замечено, что при попадании в горящий бензин (очаг пожара) он способствует его разбрызгиванию, что недопустимо;

- замечено, что при срабатывании огнетушителя «Малыш» (прототип) нередко наблюдался выброс раскаленных шлаков, что также недопустимо.

Проведенные испытания показали, что огнетушащая способность и стабильность работы импульсного устройства в основном зависят от эффективности распыления им огнетушащего порошка у очага пожара, способа инициирования его вышибного заряда и от характеристик последнего. Так же было показано, что наибольший огнетушащий эффект от импульсных устройств класса мини-огнетушителя «Малыш» (прототип) достигается при тушении модельного очага пожара 3В (0,094 м²) с расстояния 1-2 м.

Установлено, что наибольшей огнетушащей способности мини-огнетушителя при сохранении высокой стабильности работы можно достичь при одновременном уменьшении возникающего при срабатывании устройства усилия отдачи, замене терочного способа воспламенения вышибного заряда на ударный и применении специального рассекателя порошка.

Сопоставительные данные по испытанию прототипа «Малыш» и модернизированного импульсного устройства «Импульс» представлены в таблице. В ходе испытаний проводилось тушение очагов класса А (твердые вещества) и В (горючие жидкости). В качестве очага пожара класса В использовали модельный очаг 3В, которым служила металлическая емкость диаметром 350 мм с высотой борта 150 мм, а в качестве горючего использовался бензин А-76 в количестве 3 л. На дно емкости наливали 3 л воды, которую использовали в качестве подушки. В качестве очага класса А использовали деревянные бруски с площадью горения 0,4 м². Тушение модельного очага осуществлялось с расстояния 1-2 м с рук. Каждое устройство испытывали не менее трех раз.

Результаты испытания импульсных устройств показаны в таблице.

Тип огнетушащего устройства Масса воспламенительного состава, г Масса вышибного состава, г Усилие отдачи, кГс Масса выбрасываемого огнетушащего порошка, г Способ инициирования вышибного заряда Модельный очаг 3В, м² Примечание «Малыш» по прототипу 1,2 2,0 16 280±10 Терочный KB 0,094 Не потушил «Малыш» по прототипу 1.2 2,5 18 280±10 Терочный KB 0,094 Потушил «Малыш» по прототипу 1,2 3,0 19,5 280±10 Терочный KB 0,094 Не потушил «Импульс» 0,3 0,8 7,5 300±10 Ударный KB «Жевело» 0,094 Потушил «Импульс» 0,2 0,8 6,0 300±10 Ударный KB «Жевело» 0,094 Потушил «Импульс» 0,2 1,0 7,0 300±10 Ударный KB «Жевело» 0,094 Потушил

Как видно из данных, представленных в таблице, замена воспламенительного и вышибного составов, содержащих металлы и их окислы (прототип), на составы, их не содержащие, и терочного способа воспламенения вышибного состава (прототип) на ударный (с применением KB «Жевело»), исключение из конструкции массивного полиэтиленового поршня (прототип), а также применение рассекателя огнетушащего порошка специальной конструкции позволили значительно уменьшить усилие отдачи и сопровождающий работу устройства звуковой эффект, добиться эффективного распыления порошка у очага пожара, что привело к стабильной работе устройства «Импульс» и его высокой огнетушащей способности.

На чертеже изображено предлагаемое изобретение - конструкция модернизированного огнетушащего импульсного устройства «Импульс», где:

1 - крышка транспортировочная;

2 - рассекатель;

3 - корпус;

4 - огнетушащий порошок;

5 - корпус вышибного заряда;

6 - вышибной состав;

7 - воспламенительный состав;

8 - KB «Жевело»;

9 - спусковой рычаг;

10 - ударно-спусковое устройство;

11 - предохранительная пластина;

12 - воспламенительная втулка;

13 - защитный колпак;

14 - уплотнительный картонный кружок.

Принцип действия устройства основан на метании огнетушащего порошка (4) к очагу пожара энергией образующихся при сгорании пиротехнических составов (6, 7) газообразных продуктов.

Конструкция устройства позволяет приводить его в действие без снятия транспортировочной крышки (1).

Устройство работает следующим образом.

При тушении загорания устройство следует взять за корпус (3). Снять защитный колпак (13) (поворачивая и сдергивая его на себя). Поднести устройство к очагу пожара на расстоянии 1-2 м. Выдернуть предохранительную пластину (11), взвести ударно-спусковой механизм с помощью спускового рычага (9), направить устройство дульцем на очаг пожара и сдвинуть пальцем влево спусковой рычаг (9).

После выдергивания предохранительной пластины (11) и сдвига спускового рычага (9) боек ударно-спускового механизма (10) ударяет по капсюлю-воспламенителю «Жевело» (8), который, срабатывая, воспламеняет пиротехнические составы: воспламенительный (7) и вышибной (6). Газообразные продукты горения составов, находясь под давлением, выбрасывают огнетушащий порошок (4) через рассекатель (2) на очаг пожара. Транспортировочная крышка (1) вместе с уплотнительным кружком (14) отлетают в сторону, удерживаясь на корпусе устройства с помощью капроновой нити, не попадая в очаг пожара.

Тушение очага пожара достигается за счет изоляции порошком очага горения от воздуха и механического срыва пламени ударным воздействием струи порошка.

В соответствии с действующими нормативными документами были разработаны и зарегистрированы в Самарском Центре стандартизации, метрологии и сертификации технические условия на устройство огнетушащее 4854-001-21142193-98 ТУ.

Проведена санитарно-гигиеническая сертификация устройства, получен гигиенический сертификат 63.СЦ.485.Т.01648.Е.98 от 30 июня 1998 года.

Проведены межведомственные испытания устройства на полигоне испытательной пожарной лаборатории УГПС УВД при администрации Самарской области с участием представителей ГУГПС МВД России и ВНИИПО МВД РФ, вследствие чего импульсное устройство было рекомендовано к применению для тушения небольших очагов пожаров твердых веществ (класса А), горючих жидкостей (класс В), газообразных веществ (класс С), электроустановок под напряжением до 1000 В (класс Е) и в моторных отсеках автомобилей как дополнение к основным средствам пожаротушения. Объекты применения: двигательные и багажные отсеки транспортных средств (автомобили, катера и т.п.), радио, телеаппаратура и электрооборудование под напряжением до 1000 В, гаражи.

Изобретение относится к малогабаритным огнетушащим устройствам и может быть использовано для тушения пожаров твердых и жидких веществ, электроустановок под напряжением до 1000 В, автомобилей, теле- и радиоаппаратуры в начальной стадии возникновения пожаров, в помещениях и на открытых площадках. Огнетушащее устройство импульсного действия, снаряженное огнетушащим порошком и вышибным зарядом, состоящим из расположенных друг за другом воспламенительного и вышибного составов в приведенных пропорциях их компонентов и соотношениях их масс, снабженное рассекателем порошка, приводимое в действие от капсюля воспламенителя «Жевело» с помощью ударно-спускового устройства, обеспечивает увеличение огнетушащего действия за счет повышения стабильности его работы и улучшения эксплуатационных свойств. 1 ил., 1 табл.

Огнетушащее устройство импульсного действия, содержащее корпус с огнетушащим порошком, поршень, вышибной заряд и воспламенительную головку, имеющую втулку, отличающееся тем, что корпус дополнен рассекателем порошка, а вышибной заряд состоит из последовательно расположенных друг за другом воспламенительного состава: перхлорат калия (KClO₄) - 53,4%, азид натрия (NaN₃) - 39,3%, сажа - 7,3%, синтетический каучук фторсодержащий СКФ-26 - 2% (сверх 100%), размещенного во втулке, и вышибного состава: KClO₄ - 40,1%, NaN₃ - 29,5%, сажа - 5,4%, мел строительный - 25,0%, синтетический каучук фторсодержащий СКФ-26 - 2% (сверх 100%), расположенного в картонном корпусе, который служит одновременно поршнем и который инициируется капсюлем-воспламенителем «Жевело» с помощью ударно-спускового устройства, причем массы воспламенительного и вышибного составов взяты в соотношении 1,0-1,5:4,0-5,0 м.д. соответственно.