Генератор аэрозоля (варианты) Российский патент 2022 года по МПК F41H9/06 

Группа изобретений относится к средствам для создания аэрозолей из возгоняемых субстанций, а также образования искусственных туманов или дымовых завес и может быть использовано в сельском хозяйстве в качестве инсектицида, гербицида и т.д., в военной или правоохранительной деятельности, в частности, в качестве лакриматора, или для целей образования цветного дыма в любой области, где это может потребоваться, например, для создания спецэффектов или дымовой завесы.

Известен генератор аэрозоля, относящийся к дымообразующим средствам, распространяющим генерируемый при горении пиротехнического состава аэрозоль, который используется для образования дымовой маскирующей завесы. Данный генератор аэрозоля содержит помещенные в закрытом по торцам крышкой и днищем цилиндрическом корпусе, распределенные по периметру и закрепленные на днище пиротехнические шашки, между которыми сформирован газоотвод ресивера, сообщающегося с выходным отверстием, и воспламенительное устройство. На корпусе выполнены ребра жесткости в форме зигов, пиротехнические шашки запрессованы в несущие оболочки, наружный диаметр которых превышает внутренний диаметр на 13-16%, причем придонная часть шашек, выполненная из инертного состава, закреплена в слое полимерного компаунда, выходное отверстие закрыто редукционным клапаном, а в днище смонтирована шиберная заслонка коммуникационных окон потопления, выполненных в металлической капсуле, заполненной пыжом из термоизоляционного материала, внутри которого размещен пороховой заряд, причем воспламенительное устройство расположено над одной из пиротехнических шашек, в открытых торцах которых установлены воспламенительные таблетки. Другой особенностью генератора аэрозоля является то, что его дымовая шашка, выполненная из металлохлоридного состава на основе гексахлорэтана с диспергированным порошком металлического горючего, включающего окись цинка, технологически структурирована фторкаучуком и дополнительно включает разрыхлитель, в качестве которого использован карбамид или азодикарбонамид (RU 74461 U1, 27.06.2008).

Известен генератор аэрозоля, относящийся к вооружению, а именно к средствам постановки дымовых завес. Генератор аэрозоля содержит цилиндрический корпус, теплоизолирующую прослойку из пенобетона или гипса, пиротехническую шашку торцевого горения с центральной форкамерой, воспламенитель, газопроницаемый охладитель, камеру сгорания, выпуклую крышку с выходными отверстиями (RU 2511562 C2, 10.04.2014).

Также известен пиротехнический генератор аэрозоля серы, содержащий картонный корпус с аэрозолеобразущим пиротехническим составом, включающим аммиачную селитру и уголь, элементную серу, пламегасящие и стабилизирующие горение добавки, крышку с отверстиями для выхода образующегося аэрозоля серы, запальное устройство - спичку-воспламенитель, изготовленную из отрезка пиротехнического шнура, снаряженного пиротехническим составом на водорастворимом связующем, и содержащую на одном из своих концов зажигательную головку, а на другом - воспламенительную, также изготовленные из пиротехнических составов на основе водорастворимого связующего, отличающийся тем, что содержит полиэтиленовый мешок для размещения пиротехнического состава, картонный корпус выполнен двухслойным, а активный уголь в пиротехническом составе обладает динамической активностью по бензолу от 40 до 100 мин (RU 164587 U1, 10.09.2016).

Также известен универсальный генератор аэрозоля, который включает центральный узел инициирования, содержащий механический и электрический воспламенители, оснащенные экранирующей заслонкой и установленные в снабженной распределенными выходными отверстиями диафрагме на цоколе, совмещенном с винтовым патроном, коаксиальным выходной трубе, снабженной съемной крышкой и закрепленной на корпусе, несущем функциональную шашку из пиротехнического состава. В выходной трубке выполнены радиальные дымовыводящие окна, совмещенные со сквозными щелями в примыкающей поворотной обечайке, а диафрагма опирается на регулятор расхода, выполненный в форме диска с соосными выходным отверстиям перфорациями, рукоятка которого размещена между воспламенителями. В результате расширяются функциональные возможности универсального генератора аэрозоля (RU 2592965 C1, 27.07.2016).

Технической проблемой является сложность конструкции известных генераторов аэрозоля, что приводит высокой трудоемкости и стоимости их производства.

Техническим результатом заявленной группы изобретений является упрощение конструкции при одновременном обеспечении эффективности и надежности, а также расширение функциональных возможностей генератора аэрозоля.

Технический результат первого варианта устройства получен генератором аэрозоля, содержащим корпус со стенками и дном, полость которого заполнена твердой химически нагреваемой композицией. Со стороны верхней части генератора в химически нагреваемую композицию погружен инициатор горения или нагрева. В массе химически нагреваемой композиции расположена герметичная термически разрушаемая емкость, заполненная возгоняемым агентом. Материал емкости подобран таким образом, чтобы температура его разрушения от термического воздействия была ниже, чем температура максимального нагрева химически нагреваемой композиции.

Технический результат второго варианта устройства получен генератором аэрозоля, содержащим корпус со стенками и дном, полость которого заполнена твердой химически нагреваемой композицией. В дне корпуса выполнено по меньшей мере одно сквозное отверстие, закрытое водопроницаемым материалом. В массе химически нагреваемой композиции расположена герметичная термически разрушаемая емкость, заполненная возгоняемым агентом. Материал емкости подобран таким образом, чтобы температура его разрушения от термического воздействия была ниже, чем температура максимального нагрева химически нагреваемой композиции.

Верхняя часть корпуса может быть закрыта газопроницаемой защитной мембраной, имеющей отверстие для выхода аэрозоля.

На фиг. 1 показана схема первого варианта генератора аэрозоля в разрезе.

На фиг. 2 показана схема второго варианта генератора аэрозоля в разрезе.

Первый вариант генератор аэрозоля 1 содержит корпус 2 со стенками 3 и дном 4, полость которого заполнена твердой химически нагреваемой композицией 5. Со стороны верхней части генератора в химически нагреваемую композицию 5 частично погружен инициатор 6 горения или нагрева. Верхняя часть корпуса 2 может быть закрыта защитной мембраной 7 и отверстие 8 для выхода аэрозоля закрытое газопроницаемой мембраной. В массе химически нагреваемой композиции 5 расположена герметичная термически разрушаемая емкость 9, заполненная возгоняемым агентом 10.

При инициировании нагрева посредством инициатора 6 начинается химическая реакция с выделением тепла, в результате чего емкость 9 разрушается под воздействием температуры и находящийся в ней агент 10 выделяется в шлак (отработанное топливо), из которого происходит термическая возгонка агента 10.

Второй вариант генератор аэрозоля отличается от первого средствами инициирования химической реакции, в качестве которых применяются выполненные в дне корпуса сквозные отверстия 11, закрытые водопроницаемым материалом. В этом случае нагрев композиции 5 начинается после погружения нижней части генератора аэрозоля в жидкость 12, которая проникает внутрь корпуса через отверстия 11 и вступает в химическую реакцию с композицией 5, обеспечивая необходимое выделение тепла.

Выполнение емкости 9 герметичной, предпочтительно из полимерного материала, надежно изолирует агент 10 от химически нагреваемой композиции 5, что в нерабочем состоянии генератора позволяет увеличить срок его хранения.

Горение (нагрев) происходит послойное. При горении (нагреве) емкость 9 разрушается с опозданием и агент 10 выделяется в остывающий шлак с последующим прогревом газами от продолжающегося нагрева композиции 5. Данный процесс достигается путем подбора материала, из которого изготовлена герметичная емкость 9, толщины ее стенок, а также подбора химически нагреваемой композиции 5. При этом материал, из которого изготовлена герметичная емкость 9, подобран так, чтобы температура его разрушения от термического воздействия была ниже, чем температура максимального нагрева химически нагреваемой композиции 5.

За счет того, что агент 10 возгоняется с поверхности отработанного топлива за счет подогрева отработанными газами остающегося топлива, возрастает эффективность возгонки, так как агент 10 не контактирует с зоной высокой температуры максимального нагрева химически нагреваемой композиции 5, при которой агент может утратить свои свойства или сгореть, частично или полностью.

Простота и эффективность конструкции заявленного генератора позволяет обеспечить быстроту и технологичность его производства при достаточно низких затратах. Универсальность конструкции позволяет использовать генератор аэрозоля в широком спектре областей применения.

Корпус генератора аэрозоля может быть выполнен из несгораемого, сгораемого или частично сгораемого материала, например, из пластика, металла (консервная жесть), картона и др.

В качестве химически нагреваемой композиции может применяться пиротехническая композиция, возгорание которой инициируется посредством поджига, например, композиция со следующим составом: хлорат калия - 20%, нитрат калия - 20%, лактоза - 50%, карбонат магния - 10%. Инициатором нагрева (горения) в таком случае выступает огнепроводный шнур.

Также могут применяться композиции, нагрев которых начинается в результате химической реакции, например, негашеная известь, которая начинает выделять тепло при взаимодействии с водой или водным раствором. При таком варианте исполнения инициатором нагрева может выступать инжектор жидкости, размещенный в корпусе или погружаемый в него. Кроме того жидкость может поступать в корпус через отверстия, как это предложено во втором варианте генератора аэрозоля.

В качестве термически разрушаемой емкости может быть применен плоский полиэтиленовый пакет, пластиковая ампула, или иная герметичная емкость. В зависимости от назначения генератора аэрозоля возгоняемым агентом может являться, например, перметрин (для инсектицидов), жирорастворимый пигмент (для образования цветного дыма), кайенский перец (для лакриматоров).

Группа изобретений относится к средствам для образования искусственных туманов или дымовых завес и может быть использована в сельском хозяйстве в качестве инсектицида, гербицида и т.д., в военной или правоохранительной деятельности, в частности, в качестве лакриматора, или для целей образования цветного дыма в любой области, где это может потребоваться, например, для создания спецэффектов или дымовой завесы. Техническим результатом заявленной группы изобретений является упрощение конструкции при одновременном обеспечении эффективности и надежности, а также расширение функциональных возможностей генератора аэрозоля. Первый вариант генератора аэрозоля содержит корпус со стенками и дном, полость которого заполнена твердой химически нагреваемой композицией. Со стороны верхней части генератора в химически нагреваемую композицию погружен инициатор горения или нагрева. В массе химически нагреваемой композиции расположена герметичная термически разрушаемая емкость, заполненная возгоняемым агентом. Материал емкости подобран таким образом, чтобы температура его разрушения от термического воздействия была ниже, чем температура максимального нагрева химически нагреваемой композиции. Второй вариант отличается от первого тем, что в дне корпуса выполнено по меньшей мере одно сквозное отверстие, закрытое водопроницаемым материалом. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Генератор аэрозоля, характеризующийся тем, что он содержит корпус со стенками и дном, полость которого заполнена твердой химически нагреваемой композицией, со стороны верхней части генератора в химически нагреваемую композицию погружен инициатор горения или нагрева, в массе химически нагреваемой композиции расположена герметичная термически разрушаемая емкость, заполненная возгоняемым агентом, при этом материал емкости подобран таким образом, чтобы температура его разрушения от термического воздействия была ниже, чем температура максимального нагрева химически нагреваемой композиции.

2. Генератор аэрозоля, характеризующийся тем, что он содержит корпус со стенками и дном, полость которого заполнена твердой химически нагреваемой композицией, в дне корпуса выполнено по меньшей мере одно сквозное отверстие, закрытое водопроницаемым материалом, в массе химически нагреваемой композиции расположена герметичная термически разрушаемая емкость, заполненная возгоняемым агентом, при этом материал емкости подобран таким образом, чтобы температура его разрушения от термического воздействия была ниже, чем температура максимального нагрева химически нагреваемой композиции.

3. Генератор аэрозоля по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что верхняя часть корпуса закрыта защитной мембраной, имеющей отверстие для выхода аэрозоля.