СПОСОБ ДОСТАВКИ ОГНЕТУШАЩЕГО ЭЛЕМЕНТА В ОЧАГ ВОЗГОРАНИЯ Российский патент 2021 года по МПК A62D1/00 C09K21/08 

Изобретение относится к способам пожаротушения с использованием капсулированного огнегасящего элемента, оболочка которого заполнена огнетушащим веществом, и предназначено для локализации и дистанционного тушения (ликвидации) пожаров в замкнутых помещениях, в том числе при горении электрооборудования и веществ, реагирующих с водой.

Преимущества капсулированных огнегасящих элементов по сравнению со сплошной струей воды или другого огнегасящего вещества заключаются в возможности дистанционного воздействия, экономии вещества, точности воздействия, уменьшения площади воздействия, безопасности для персонала. Оболочка капсул должна быть, с одной стороны, прочной, чтобы обеспечить сохранность снаряда, с другой стороны, легко разрываться при попадании в зоны пожара. Капсулы при их попадании в помещение не должны повреждать оборудование, электронику, хрупкие предметы.

Для прицельного пожаротушения необходимо устройство по доставке капсул с огнетушащим веществом, которое должно быть простым, надежным в применении и переносным, способным выстреливать капсулы на значительном расстоянии для обеспечения безопасности персонала.

Огнетушащее вещество в капсулах должно быть эффективным для тушения пожаров различной степени сложности, в том числе при возгорании электроники, веществ, реагирующих с водой, металлов, нефтепродуктов и т.д.

Известен опыт применения импульсных взрывных огнетушащих устройств, использующих энергию малых пороховых и взрывных зарядов для распыления пожаротушащих составов [1]. Недостатки таких методов очевидны: взрыв вещества или порохового заряда опасен для окружающих людей и сооружений, к тому же он может привести к дополнительным разрушениям в зоне пожара, а также к повторному зажиганию уже потушенных очагов.

1. Захматов В.Д., Кожемякин А.С. Перспективные импульсные устройства и автоматические системы пожаровзрывозащиты радиационно зараженных объектов // Пожаровзрывобезопасность. 1999, №5, с. 69-72.

Известен способ тушения пожара (патент РФ №2295370, 2005 г., А62С 3/00, А62С 19/00), основанный на использовании тонкостенных герметичных капсул, заполненных водой, которые доставляют в очаг пожара с помощью пневматической пушки (один из вариантов).

Недостатками данного решения являются:

- вода не может применяться при тушении веществ, которые бурно с ней реагируют с выделением тепла,

- вода обладает значительной электропроводимостью и поэтому не может быть использована для тушения горящего электрооборудования, находящегося под напряжением;

- для осуществления способа необходимо создание специальных пушек;

- размер используемых капсул меняется в зависимости от интенсивности пожара, что не всегда можно предусмотреть в чрезвычайной ситуации.

Использование микрокапсул (патент США US 8465833, US 2010230120, патенты РФ 2555887, 2389525) ограничено расстоянием до зоны пожара, необходимостью иметь автоматические установки для распыления микрокапсул.

Использование массивных брикетов (патент РФ 2291730, в котором пористая полимерная оболочка покрывает брикеты диоксида углерода весом 1 кг, что обеспечивает возможность произвести 10-20 выстрелов/мин. самозарядной пневматической пушкой с расстояния до 150 м) ограничено низкой мобильностью оборудования, опасностью повреждения электроники, хрупких конструкций, невозможностью тушения пожаров высокой степени сложности.

Для тушения электрообрудования, веществ, реагирующих с водой, металлов используют специальные огнетушащие вещества, например, фторкетон ФК-5-1-12 или Novec 1230 (химическая формула- CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂ (перфтор(этил-изопропилкетон)). Он является диэлектриком (не проводит электрический ток), слабо смачивает поверхности и не является растворителем. Вещество в исходном виде нетоксично, распадается под действием ультрафиолета (солнечного света, особенно в верхних слоях атмосферы). Не влияет на работающую электронику, не разрушает бумажные документы и художественные произведения. Системы пожаротушения на основе Novec 1230 широко используются. Недостатком фторкетона является то, что пары вещества разлагаются при нагревании с образованием токсичных веществ, в том числе фтороводорода (при взаимодействии с парами воды), трифторуксусной кислоты, угарного и углекислого газов. Поэтому при тушении пожара с помощью Novec 1230 персонал должен использовать изолирующие дыхательные аппараты или находиться на безопасном расстоянии от места пожара.

Существует способ использования фторкетонов для тушения пожаров при горении рабочей жидкости (METHODS USING FLUOROKETONES FOR: EXTINGUISHING FIRE; PREVENTING FIRE; AND REDUCING OR ELIMINATING THE FLAMMABILITY OF A FLAMMABLE WORKING FLUID CA2524384 (A1) - 2004-12-29). Данное изобретение относится к способам использования фторкетона путем введения в зону возгорания такого фторкетона и поддержания фторкетона в количестве, достаточном для подавления горения горючих материалов в замкнутой зоне, снижения или устранения воспламеняемости легковоспламеняющейся рабочей жидкости, смешивая от примерно 0,1 до примерно 99 мас. % такого фторкетона с горючей рабочей жидкостью.

В данном изобретении не указаны безопасные для человека и эффективные способы хранения и введения фторкетона в зону пожара.

Известны автоматические установки пожаротушения на основе фторкетона (или Novec 1230), разрабатываемые компанией АО «3М Россия» https://www.3mrussia.ru/3M/ru_RU/novec-ru/applications/fire-suppression/#ApprovedSystemManufacturersGlob.

Недостатки этих установок: близость к очагу возгорания, опасность для людей, находящихся в зоне пожаротушения, отсутствие мобильности.

Для быстрой и прицельной доставки капсул на значительные расстояния используются пушки, пневматические ружья, пистолеты.

Пневматические ружья используются для тушения пожаров, например, в Pneumatic fire extinguishing gun system (CN 109432664). Изобретение раскрывает пневматическую систему пожаротушения. Недостатки данного решения:

- для разрывания пакетов (капсул) с огнегасящим веществом используются взрывное устройство;

- пневматический пистолет сложен в использовании.

Полезная модель Pneumatic fire extinction device (CN 203525172) раскрывает пневматическое устройство пожаротушения. Пневматическое устройство пожаротушения содержит резервуар для хранения средства пожаротушения, резервуар для сжатого воздуха, гибкую трубу, соединяющую вход резервуара для хранения и выпуск резервуара для сжатого воздуха, и распылительный пистолет, соединенный с выходом хранилища, резервуар, в котором резервуар для хранения соединен с распылителем через клапан с пневматическим управлением; баллон со сжатым воздухом соединен с гибкой трубой через клапан ручного переключения; Выход клапана ручного переключения соединен с управляющим отверстием клапана пневматического управления для управления состоянием выключения клапана пневматического управления. Пневматическое устройство тушения пожара имеет то преимущество, что операция удобна, и может быть достигнуто быстрое тушение пожара.

Недостатки данных решений: используются либо вода, либо порошок, близко от места пожара, не используются капсулы (шарики).

Простым, стандартным и распространенным пневматическим оружием, пригодным для удаленной и прицельной доставки капсул в зону пожара, является пейнтбольный маркер.

Маркер - это специальное гладкоствольное пневматическое стрелковое оружие 68 калибра, стреляющее желатиновыми шариками, наполненными краской. Выстрел производится за счет расширения сжатого газа, предварительно запасенного в специальном баллоне под давлением. В качестве рабочих газов используются двуокись углерода (углекислый газ), воздух или азот.

Основными частями маркеров являются: ствол, спусковой механизм, устройство подачи «боеприпасов» (например, магазин, загрузочная воронка, электрический узел автоматической подачи шариков и др.), баллончик со сжатым воздухом или углекислым газом. При этом баллончики либо непосредственно стыкуются с основной конструкцией маркера, иногда выполняя одновременно роль приклада или рукояти, либо соединяются с маркером посредством гибкого шланга. В комплект маркеров могут входить также прицелы, глушители, принадлежности для обслуживания (чистки), съемные приклады и пр.

Желатиновые шарики выбрасываются из ствола маркера порцией сжатого воздуха или углекислого газа при нажатии на спусковой крючок. При попадании в цель желатиновая оболочка шарика разрушается, разбрызгивая краску. Краска безвредна и легко удаляется с одежды и тела.

Маркеры подразделяются на три основные категории: помповые, полуавтоматы и электронные.

Различные модификации маркеров защищены патентами, например, Pneumatic paintball gun (US 2008047538, 2008-02-28, US 7533663 2009-05-19), Paintball guns, (US 2003154968 (A1), 2003-08-21, US 6748938 (B2), 2004-06-15).

Назначение маркеров - имитация применения ручного огнестрельного оружия в играх, сигнальных системах, правоохранительных и гуманитарных операциях (патент РФ 2387941 «ПОДСТВОЛЬНЫЙ ГРАНАТОМЕТ ДЛЯ ИГРЫ В ПЕЙНТБОЛ»).

Известен маркер пневматический калибра 68 автоматический (патент РФ №2204778, кл. F41B 11/00, 2001 г.), содержащий затвор, клапан подачи газа, рабочую камеру, обеспечивающую накопление необходимого для выстрела объема газа, отличающийся тем, что он снабжен редукционным цилиндром с калиброванным отверстием, затвор состоит из поршня затвора, упирающегося в боевую пружину, запорного клапана, пружины запорного клапана для удержания его в открытом положении, досылателя со сквозным каналом, при этом запорный клапан жестко соединен с досылателем, образуя единый элемент с возможностью движения относительно поршня затвора и запирания тарелкой запорного клапана хода газа через расположенные перед ней отверстия в центральный канал запорного клапана и сопряженный с ним сквозной канал досылателя в канал ствола.

В описанных конструкциях маркеров в качестве зарядов используются желатиновые шарики с краской.

Наиболее близким по технической сущности заявленному способу является способ доставки огнетушащего вещества в очаг пожара перемещением его в окружающем воздухе (патент РФ №2261742, 2003 г., А62С 19/00), включающий размещение огнетушащего вещества герметично в оболочки, выполненные из газонепроницаемого материала, доставку его с помощью метательных устройств и разрушение оболочек. Разрушение оболочек происходит при попадании их в очаг пожара. Оболочки имеют сферическую или обтекаемую форму. В качестве газонепроницаемого материала для оболочек применяют полиэтиленовую пленку, а в качестве метательных устройств -пневматические или механические устройства. Сферические оболочки диаметрами 5, 40 и 160 мм. В качестве огнетушащего вещества используют воду или твердую углекислоту.

Недостатками решения являются:

- для хранения и доставки в очаг пожара твердой углекислоты требуется сложное и дорогое оборудование;

- вода не может использоваться для тушения электроники и реагирующих с ней жидкостей и металлов;

- техническое устройство не является стандартным и распространенным, требует специального изготовления;

- оболочка капсул, полиэтиленовая пленка, не всегда разрывается от механического воздействия - удара, и сама является горючим материалом.

Задачей изобретения является создание способа доставки капсул в очаг пожара, использующего стандартное, мобильное, простое в применении оборудование, имеющее высокую прицельную дальность.

Cпособ пожаротушения должен обладать высокой эффективностью при тушении электроники, металлов и органических соединений, иметь минимальную токсичность при использовании.

Техническим результатом, достигаемым при реализации данного изобретения, является увеличение дальности, точности забрасывания и снижение потерь огнетушащего вещества, простота использования, безопасность для персонала, невысокая стоимость.

Поставленная задача решается тем, что в способе доставки огнетушащего элемента в очаг возгорания огнетушащий элемент является капсулой, в которой огнегасящее вещество герметично размещают в оболочке сферической формы, выполненной из желатина, и доставляют в очаг возгорания с помощью пневматического устройства, при этом разрушение оболочки происходит при столкновении с горящим объектом, согласно изобретению, пневматическое устройство представляет собой пневматический автоматический маркер.

Маркер - это устройство, пневматическое, которое стреляет капсулами при помощи энергии сжатого газа, скорострельность и дальность зависит от его марки. Маркеры работают на азоте, сжатом воздухе или на углекислоте, которая создает необходимое давление, расширяясь до газообразного состояния.

В стандартном исполнении огнетушащий элемент представляет собой герметичный шарик из желатина, заполненный жидким огнетушащим веществом (ГОТВ) - фторкетоном ФК-5-1-12. Шарики имеют избыточное давление внутри корпуса. Желатин обеспечивает надежное хранение огнетушащего вещества и выпуск его при строго определенных условиях. Оболочка выполнена однослойной. Применение однослойной конструкции оболочки элемента позволяет интенсифицировать процесс термического разрушения оболочки.

Заявленный способ предназначен для локализации и тушения (ликвидации) пожаров в замкнутых помещениях объемом до 100 м³ с температурой эксплуатации от минус 40°С до плюс 60°C с дистанционным участием человека.

Доставка огнетушащего элемента в зону горения осуществляется при помощи автоматического метательного устройства (маркера) калибра 68. Дальность выстрела составляет до 100 метров до очага пожара, скорострельность маркера составляет до 300 выстрелов в минуту.

Способ осуществляется следующим образом.

Оболочка огнетушащего элемента при столкновении с горящим объектом разрушается, огнетушащее вещество (ОТВ) газифицируется под воздействием температуры. При этом происходит не только тушение очага возгорания, но и заполнение защищаемого объема огнетушащим веществом, что позволяет прекратить процесс тления и исключить возможность повторного возгорания.

Изобретение относится к способам пожаротушения с использованием капсулированного огнегасящего элемента, оболочка которого заполнена огнетушащим веществом, и предназначено для локализации и дистанционного тушения пожаров в замкнутых помещениях, в том числе при горении электрооборудования и веществ, реагирующих с водой. В способе доставки огнетушащего элемента в очаг возгорания огнегасящее вещество герметично размещают в оболочке сферической формы, выполненной из желатина, и доставляют в очаг возгорания с помощью пневматического устройства. Пневматическое устройство представляет собой пневматический автоматический маркер. Обеспечивается увеличение дальности, точности забрасывания, снижение потерь огнетушащего вещества, простота использования, безопасность для персонала. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ доставки огнетушащего элемента в очаг возгорания, при котором огнегасящее вещество герметично размещают в оболочке сферической формы, выполненной из желатина, и доставляют в очаг возгорания с помощью пневматического устройства, при этом разрушение оболочки происходит при столкновении с горящим объектом, отличающийся тем, что пневматическое устройство представляет собой пневматический автоматический маркер.

2. Способ по п. 1, в котором автоматический маркер имеет калибр 68.