Огнетушитель Советский патент 1992 года по МПК A62C13/00 

Л

vj

-N О

о ел

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к устройствам для приготовления огнегасительных веществ непосредственно перед применением, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для пожаротушения или других целей при необходимости обеспечения одновременного расходования компонентов двухкомпонентного состава из одной емкости, предназначенной для их хранения, и вытеснения независимо оттого образуют они при этом гомогенную или гетерогенную систему,

Известен обладающий высокой огнету- шащей эффективностью и пониженной ток- сичностью комбинированный огнетушащий состав, состоящий из инертного газа (85-98 об.%) и галоидоуглеводорода (2-15 об.%). В том случае, когда в качестве инертного газа используется углекислота, а вторым компонентом является хладон 114В2 (диб- ромтетрафторэтан) или хладон 13В1 (бром- трифторметан), физико-химические свойства такого углекислотно-хладонового состава позволяют совместно хранить их в одной емкости под давлением насыщенных паров, которое и обеспечивает выход огне- тушащего вещества из емкости при его использовании. В этом случае максимальное значение суммарной огнетушащей способ- ности состава достигается при условии одновременного расходования отдельных компонентов и их совместного выхода из емкости в указанной пропорции независимо от того, образуют они гомогенную или гетерогенную систему.

Известно устройство, содержащее емкость с горловиной для хранения и вытеснения под давлением сжиженного огнетушащего газового состава, запорную головку с устройст- вом для распределения огнетушащего состава в объеме защищаемого объекта, укрепленную на горловине емкости, и сифонную трубку, размещенную внутри емкости и соединенную одним концом с входным отвер- стием запорной головки.

Однако указанное устройство невозможно использовать в тех случаях,когда компоненты заряда образуют в емкости гетерогенную расслаивающуюся под действием силы тя- жести систему. Это приводит к тому, что в процессе работы устройства компоненты заряда выходят из емкости последовательно: вначале более, а затем менее плотные. Если в качестве заряда такого устройства используется углекислотно-хладоновый состав, верхняя граница температурного диапазона его эффективной эксплуатации определяется по условию достаточной взаимной растворимости той части компонентов, которая находится в емкости в жидком фазовом состоянии. С увеличением температуры заряда взаимная растворимость его компонентов уменьшается, в результате чего наблюдается их расслоение в емкости устройства. В тех случаях, когда по условиям эксплуатации устройства невозможно исключить тепловое воздействие на него со стороны защищаемого объекта (например, при размещении емкости с огнетушащим составом в двигательном отсеке дизельного самоходного оборудования), расслоение компонентов огнетушащего состава в емкости при ее нагреве приводит к неэффективному использованию устройства для пожаротушения, связанному с последовательным выбросом компонентов заряда.

Известно также устройство, которое за счет использования дозирующего элемента, выполненного в виде сетчатого стакана, размещенного в нижней части емкости с компонентами огнетушащего состава, обеспечивает возможность их одновременного расходования в тех случаях, когда они образуют гетерогенную систему.

Недостатком известного устройства является нестабильность гидравлических характеристик дозирующего элемента в процессе длительного хранения заряженного устройства вследствие химического взаимодействия компонентов заряда с материалом, из которого изготовлен дозирующий элемент, что приводит к снижению огнетушащей способности огнетушителя.

Цель изобретения - повышение эффективности пользования после длительного хранения.

Поставленная цель достигается тем, что дозирующий элемент выполнен в виде пористого тела, поры которого образованы сквозными каналами с переменным сечением от большего к меньшему в направлении прохождения одного из компонентов огнетушащего состава, из материала, обладающего нейтральными свойствами по отношению к компонентам огнетушащего состава,

На чертеже схематически представлен огнетушитель, разрез.

Основными частями огнетушителя являются запорная головка 1 с устройством 2 для распределения огнетушащего состава в объеме защищаемого объекта, емкость 3, пористое тело 4, поры которого образуют сквозные каналы, размещенное в нижней части емкости и имеющее центральное отверстие, внутри которого с зазором относительно его стенок и нижнего днища емкости 3 размещена нижняя часть сифонной трубки 5, имеющей на торце отверстие для забора

компонентов из емкости. Поверхность раздела между компонентами огнетушащего состава перед началом работы устройства совпадает с верхним срезом пористого тела, материал которого обладает нейтраль- ными свойствами по отношению к ним.

Огнетушитель работает следующим образом.

В том случае, когда компоненты состава, находящиеся в жидком фазовом состоя- нии, взаимно растворены один в другом (т.е. образуют гомогенную систему), они совместно в одинаковом массовом соотношении поступают в сифонную трубку как через кольцевой зазор между боковыми поверх- ностями отверстия в пористом теле 4 и трубки 5, так и через поры тела 4, образующие боковую поверхность отверстия. Под действием перепада давления, составляющего разность между давлением насыщенных па- ров углекислоты и хладона с одной стороны и атмосферного давления с другой, компоненты движутся вверх по трубке 5 и, пройдя через открытую запорную головку, поступают в устройство 2, откуда в распыленном виде направляются на очаг пожара. При этомтазификация углекислоты или хладона 13В1 при резком расширении на выходе из устройства 2 способствует дополнительному диспергировнию хладона 114В2, повы- шая эффективность его использования.

По мере опорожнения емкости 3 уровень жидкости в ней понижается. После того, как он становится ниже уровня верхнего торца пористого тела 4, жидкость поступает в кольцевой зазор между трубкой 5 и внутренней поверхностью отверстия в теле 4 только из егс пор. Размеры отверстия и самого пористого тела 4, а также его пор выбирают с учетом допустимого количества состава, которое остается в емкости после окончания работы устройства.

Если компоненты состава, заполняющие емкость 3, нагрелись до температуры, при которой они образуют в жидкой фазе гетерогенную систему, происходит их расслоение вследствие разности плотностей. Более тяжелый компонент - хладон 114В2 (или 13В1)- заполняет нижнюю часть емкости, а над ним находится углекислота.

После открытия запорной головки 1 также начинается опорожнение емкости 3, однако в этом случае хладон 114В2 в чистом виде поступает в сифонную трубку только в начальный момент работы установки из кольцевого зазора между трубкой 5 и боковой поверхностью отверстия в теле 4. В дальнейшем хладон поступает в трубку 5, только пройдя через поры тела 4. Так как вязкость хладона 114В2 выше, чем вязкость

его раствора с углекислотой и чистой углекислоты, то его массовый расход через боковую поверхность отверстия в теле 4 составляет лишь часть суммарного массового расхода в сифонной трубке, что обеспечи- вается соответствующим выбором геометрических размеров как самого пористого тела 4, так и его пор, средний размер которых определяется в соответствии со следующим соотношением:

Опер

4m ()

(1 +)|я/ 2рхЛде(/)со2 Нсо2+/0хлгде DnCp - диаметр пор (средний по диаметру пористого тела);

т - суммарный расход устройства;

DOTB - диаметр отверстия;

DTp - диаметр трубки;

С - отношение расхода хладона к расходу углекислоты;

Ј - коэффициент, учитывающий геометрические характеристики пор;

л 3,14;

и - коэффициент расхода устройства 2;

РХЛ плотность хладона;

Нсо2 высота столба углекислоты в огнетушителе;

рсо2 плотность углекислоты;

Нхл - высота столба хладона в огнетушителе;

д 9,81;

е- коэффициент, определяющий поправку при вычислении перепада давления на пористом теле.

Для обеспечения постоянства гидравлических характеристик пористого тела по диаметру его сквозные каналы выполняют с переменным сечением от большего к меньшему в направлении к оси емкости. Характер изменения площади поперечного сечения каналов пористого тела по его диаметру для случая использования в качестве компонентов заряда жидкостей с близкими реологическими характеристиками определяется соотношением

DOTB + De

Dn(D) Dncp

2 D

где Dn(D) - диаметр каналов пористого тела на расстоянии D/2 от оси емкости;

D - текущее значение диаметра, для которого определяются размеры поперечного сечения каналов пористого тела;

De - внутренний диаметр емкости, соответствующий максимальному диаметру пористого тела.

Остальную массу составляет углекислота, поступающая через кольцевой зазор между элементами 4 и 5 устройства, а также через часть пор тела 4, расположенных выше уровня хладона. При этом, хотя по мере опорожнения емкости 3 соотношение массовых компонентов гетерогенной системы изменяется, оно продолжает находиться в допустимом диапазоне. Работа остальных элементов устройства принципиально не отличается от описанной для случая с гомогенным составом.

Эффект от использования изобретения заключается в том, что при увеличении поперечных размеров каналов дозирующего элемента достигается более высокий уровень стабильности его гидравлических ха- рактеристик при длительном хранении заряженного огнетушителя. В результате повышается его надежность, а также устраняются основные причины, приводящие к отклонению от оптимального значения со- отношения массовых секундных расходов компонентов заряда устройства при его использовании после длительного хранения. Это повышает огнетушащую способность и эффективность применения огнетушителя.

Формула изобретения

Огнетушитель, содержащий емкость для огнетушащего состава, запорную головку, закрепленную на горловине емкости, имеющую устройство для распыления огнетушащего состава, дозирующий элемент с вертикальным каналом, размещенный внутри емкости в нижней ее части и соприкасающийся с внутренней поверхностью емкости огнетушителя боковой и нижней поверхностями, так что внутренняя поверхность емкости перекрывает снизу канал дозирующего элемента, и сифонную трубку, установленную внутри емкости, соединенную одним концом с запорной головкой, при этом нижняя часть сифонной трубки размещена с зазором в канале дозирующего элемента и гидравлически взаимодействует с ним, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности пользования после длительного хранения, дозирующий элемент выполнен в виде пористого тела, поры которого образованы сквозными каналами с переменным сечением от большего к меньшему в направлении прохождения одного из компонентов огнетушащего состава, из материала, обладающего нейтральными свойствами по отношению к компонентам огнетушащего состава.

Использование: в противопожарной технике в качестве средства пожаротушения с использованием газообразных огнетушащих веществ. Сущность изобретения: ог- нетушащий состав, в зависимости от температуры представляющий собой гомогенную или гетерогенную систему, из емкости 3 через сифонную трубку 5 с входным отверстием в ее нижней части, запорную головку 1 и устройство 2 для распределения огнетуша- щего состава в объеме защищаемого объекта подается в распыленном виде в зону горения. В нижней части емкости 3 размещают пористое тело 4, имеющее центральное отверстие, внутри которого соосно с ним с зазором по боковой поверхности и торцу располагается нижняя часть сифонной трубки 5 с входным отверстием. 1 ил. 2 (Л с