ХИМИЧЕСКИЙ ВОЗДУШНО-ПЕННЫЙ ОГНЕТУШИТЕЛЬ Российский патент 2011 года по МПК A62C13/04 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для подачи огнетушащих средств к очагу возгорания.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является огнетушитель по а.с. СССР №593019, F16D 3/04, 1976 г. (прототип), содержащий корпус с крышкой, заполненный водно-щелочным раствором, расположенную внутри корпуса полиэтиленовую емкость с кислотной смесью и смонтированное на крышке запорно-пусковое устройство.

Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность срабатывания и малое быстродействие.

Технический результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования от пожаров путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания.

Это достигается тем, что в химическом воздушно-пенном огнетушителе, содержащем корпус с крышкой, заполненный водно-щелочным раствором, расположенную внутри корпуса полиэтиленовую емкость с кислотной смесью и смонтированное на крышке запорно-пусковое устройство, корпус выполнен стальным и содержит 9 л водно-щелочного раствора в виде смеси бикарбоната натрия NaHCO₃ и солодкового экстракта, а полиэтиленовая емкость заправлена кислотной смесью в виде серной кислоты H₂SO₄ и сульфида железа FeSO₄, повышающей объем и прочность образующейся пены, при этом полиэтиленовая емкость жестко соединена с седлом клапана, закрепленного в нижней части стакана, жестко соединенного с крышкой стального корпуса, к в верхней части которого прикреплена ручка для работы в режиме эксплуатации огнетушителя, а в верхней части корпуса размещен выпускной патрубок 7 с пеногенератором, при этом стакан установлен внутри корпуса, осесимметрично ему и полиэтиленовой емкости, а клапан соединен со штоком, размещенным осесимметрично в стакане и подпружиненным пружиной, при этом в нижней части стакана, над клапаном, выполнено, по крайней мере, три отверстия, обеспечивающих соединение щелочной и кислотной частей огнетушителя, а на крышке корпуса огнетушителя смонтировано запорно-пусковое устройство.

На фиг.1 приведена схема химического воздушно-пенного огнетушителя, на фиг.2 и фиг.3 - схемы запорно-пускового устройства в исходном и рабочем состояниях, на фиг.4 представлена схема пеногенератора со встречно-закрученными потоками типа ВЗП, на фиг.5 - разрез А-А фиг.4.

Химический воздушно-пенный огнетушитель (фиг.1) состоит из стального корпуса 1, содержащего 9 л водно-щелочного раствора (бикарбонат натрия NaHCO₃ + солодковый экстракт), и полиэтиленовой емкости 2 с кислотной смесью (серная кислота H₂SO₄ + сульфид железа FeSO₄, повышающий объем и прочность пены).

Полиэтиленовая емкость 2 жестко соединена с седлом клапана 3, закрепленного в нижней части стакана 10, жестко соединенного с крышкой 9 стального корпуса 1. К корпусу 1, в верхней его части, прикреплена ручка 4 для режима эксплуатации огнетушителя. В верхней части корпуса 1, ниже крышки 9, размещен выпускной патрубок 7, на котором закреплен пеногенератор.

Стакан 10 установлен внутри корпуса 1, осесимметрично ему и полиэтиленовой емкости 2. Клапан 3 соединен со штоком 6, размещенным осесимметрично в стакане 10 и подпружиненным пружиной 13. В нижней части стакана 10, над клапаном 3, выполнено, по крайней мере, три отверстия 8, обеспечивающих соединение щелочной и кислотной частей огнетушителя.

На крышке 9 корпуса 1 огнетушителя смонтировано запорно-пусковое устройство (фиг.2 и 3), включающее в себя подпружиненный шток 6 с клапаном 3 и пусковую рукоятку 5, опломбированную и закрепленную на серьге 12, посредством оси 14, при этом серьга 12 жестко установлена на крышке 9. Пусковая рукоятка 5 состоит из двух частей: круглой, взаимодействующей с осью 14 и кривошипом 11, шарнирно соединенным со штоком 6, и клиновидной - для поворота рукоятки 5 рукой вверх на угол 180°. При этом кривошип 11 подсоединен к отверстию, выполненному в круглой части пусковой рукоятки 5 и расположенному с эксцентриситетом по отношению к оси 14. Причем величина эксцентриситета выбирается таким образом, что при поворачивании рукоятки 5 вверх на угол 180° кривошип 11 также перемещается вверх на 180°, открывая клапан 3 и обеспечивая тем самым соединение щелочной и кислотной частей огнетушителя через отверстия 8 в стакане 10.

Пеногенератор со встречно-закрученными потоками типа ВЗП (фиг.4 и 5) содержит цилиндрический корпус 15, который выполнен с отверстием для подвода раствора пенообразователя из огнетушителя и жестко соединенной с ним соосной цилиндрической гильзой 20. Внутри корпуса выполнены три внутренние последовательно соединенные между собой и соосные корпусу 15 полости: конфузор 16, цилиндрическая полость 17, эжектирующая воздух через выполненные в ней, по крайней мере, три тангенциальных канала 18, и диффузор 19, соединенный с гильзой 20, в которой, по ее краям, также выполнены два ряда эжектирующих воздух тангенциальных каналов 21. Гильза 20 закрыта с торца, противоположного диффузору, посредством накидной гайки 22 круглой пластиной 23 с перфорацией в виде отверстий.

Химический воздушно-пенный огнетушитель работает следующим образом.

Чтобы привести огнетушитель в действие, его одной рукой берут за ручку 4, а другой рукой поворачивают рукоятку 5 вверх на угол 180°, отчего открывается клапан 3, обеспечивая соединение щелочной и кислотной частей через отверстия 8. После этого огнетушитель переворачивают вверх дном и направляют выпускной патрубок 7 на пламя. Сода начинает взаимодействовать с кислотным соединением. Образующийся в результате химической реакции углекислый газ вспенивает содержимое огнетушителя и выбрасывает 55 л пены на расстояние 6…8 м в течение 1 мин.

Пеногенератор со встречно-закрученными потоками типа ВЗП работает следующим образом. При подаче раствора пенообразователя под давлением в полость отверстия корпуса 15 она через конфузор 16, цилиндрическую полость 17, где происходит ее первая крутка эжектирующим воздухом через тангенциальные каналы 18, поступает в диффузор 19.

При этом цилиндрическая полость 17 является первой ступенью завихрителя жидкости, а второй ступенью служит цилиндрическая полость гильзы 20 с ее расположенными по краям тангенциальными каналами 21. Направление крутки у завихрителей первой и второй ступеней противоположное, поэтому в цилиндрической полости перед круглой пластиной 23 с перфорацией в виде отверстий происходит взаимодействие вихревых потоков жидкости с их дроблением и превращением в мелкодисперсный поток. При прохождении закрученного потока через круглую пластину 23 происходит дополнительное дробление капель жидкости в двух вращающихся в противоположных направления вихрях, с получением мелкодисперсной фазы.

Даже при граничных условиях работы пеногенератора, т.е. при низких давлениях раствора пенообразователя на входе пеногенератора (8 атм) и низких температурах окружающей среды (-15°С), пена под давлением, создаваемым пеногенератором, подается в заданный объект, где образует растекающуюся по поверхности объекта стойкую, не разрушаемую огнем пленку, которая прекращает доступ кислорода в зону горения, и пожар прекращается.

Корпусы огнетушителей подвергают гидравлическим испытаниям в течение 1 мин под давлением 2 МПа при приемке. Затем 25% всех огнетушителей испытывают через 1 год, 50% - через 2 года и остальные - через 3 года эксплуатации. Заряды огнетушителей сохраняют свои свойства 5…6 лет, поэтому после испытания корпусов заряды снова используют.

Для повышения эффективности защиты пожаров путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания химический воздушно-пенный огнетушитель содержит стальной корпус, заполненный 9 л водно-щелочного раствора в виде смеси бикарбоната натрия NaHCO₃ и солодкового экстракта, и полиэтиленовую емкость, заправленную кислотной смесью в виде серной кислоты H₂SO₄ и сульфида железа FeSO₄, повышающей объем и прочность образующейся пены, при этом полиэтиленовая емкость жестко соединена с седлом клапана, закрепленного в нижней части стакана, жестко соединенного с крышкой стального корпуса, к верхней части которого прикреплена ручка для работы в режиме эксплуатации огнетушителя, а в верхней части корпуса размещен выпускной патрубок с пеногенератором. Стакан установлен внутри корпуса осесимметрично ему и полиэтиленовой емкости, а клапан соединен со штоком, размещенным осесимметрично в стакане и подпружиненным пружиной. В нижней части стакана, над клапаном, выполнено, по крайней мере, три отверстия, обеспечивающих соединение щелочной и кислотной частей огнетушителя, а на крышке корпуса огнетушителя смонтировано запорно-пусковое устройство. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Химический воздушно-пенный огнетушитель, содержащий корпус с крышкой, заполненный водно-щелочным раствором, расположенную внутри корпуса полиэтиленовую емкость с кислотной смесью и смонтированное на крышке запорно-пусковое устройство, отличающийся тем, что корпус выполнен стальным и содержит 9 л водно-щелочного раствора в виде смеси бикарбоната натрия NaHCO₃ и солодкового экстракта, а полиэтиленовая емкость заправлена кислотной смесью в виде серной кислоты H₂SO₄ и сульфида железа FeSO₄, повышающей объем и прочность образующейся пены, при этом полиэтиленовая емкость жестко соединена с седлом клапана, закрепленного в нижней части стакана, жестко соединенного с крышкой стального корпуса, к верхней части которого прикреплена ручка для работы в режиме эксплуатации огнетушителя, а в верхней части корпуса размещен выпускной патрубок, на котором закреплен пеногенератор, при этом стакан установлен внутри корпуса, осесимметрично ему и полиэтиленовой емкости, а клапан соединен со штоком, размещенным осесимметрично в стакане и подпружиненным пружиной, при этом в нижней части стакана над клапаном выполнено, по крайней мере, три отверстия, обеспечивающих соединение щелочной и кислотной частей огнетушителя, а на крышке корпуса огнетушителя смонтировано запорно-пусковое устройство.

2. Огнетушитель по п.1, отличающийся тем, что запорно-пусковое устройство включает в себя подпружиненный шток с клапаном и пусковую рукоятку, опломбированную и закрепленную на серьге посредством оси, при этом серьга жестко установлена на крышке, а пусковая рукоятка состоит из двух частей: круглой, взаимодействующей с осью и кривошипом, шарнирно соединенным со штоком, и клиновидной - для поворота рукоятки рукой вверх на угол 180°, при этом кривошип подсоединен к отверстию, выполненному в круглой части пусковой рукоятки и расположенному с эксцентриситетом по отношению к оси, причем величина эксцентриситета выбирается таким образом, что при поворачивании рукоятки вверх на угол 180° кривошип также перемещается вверх на 180°, открывая клапан и обеспечивая тем самым соединение щелочной и кислотной частей огнетушителя через отверстия в стакане.

3. Огнетушитель по п.1, отличающийся тем, что пеногенератор содержит цилиндрический корпус, который выполнен с отверстием для подвода раствора пенообразователя из огнетушителя и жестко соединенной с ним соосной цилиндрической гильзой, а внутри корпуса выполнены три внутренние, последовательно соединенные между собой и соосные корпусу полости: конфузор, цилиндрическая полость, эжектирующая воздух через, по крайней мере, три тангенциальных канала, и диффузор, соединенный с гильзой, в которой по ее краям также выполнены два ряда эжектирующих воздух тангенциальных каналов, при этом гильза закрыта с торца, противоположного диффузору, посредством накидной гайки круглой пластиной с перфорацией в виде отверстий.