Автономный генератор огнетушащего аэрозоля
AUTONOMOUS FIRE-EXTINGUISHING AEROSOL GENERATOR

Изобретение относится к противопожарной технике, а более конкретно к стационарным устройствам для генерирования газоаэрозольной смеси ингибиторов горения, предназначенной для подавления очагов возгорания потоком тушащей смеси в замкнутых пространствах.
Генератор предложенной конструкции предназначен для объемного аэрозольного тушения пожаров твердых и жидких горючих веществ, а также электрооборудования, в том числе находящегося под напряжением, в замкнутых непроветриваемых пространствах, при автоматическом запуске от огнепроводного шнура, размещаемого внутри защищаемого объема.
Уровень данной области техники характеризует устройство для объемного аэрозольного тушения пожара, описанное в патенте на изобретение RU №2164808, класс МПК - А62С 13/22, приоритет - 28.04.1999 г., которое содержит узел инициирования, шашку пиротехнического состава, установленную с зазором в металлическом корпусе, снабженном коммуникационными отверстиями сообщения с реверсивным кольцевым каналом кожуха, закрытого крышкой с выходными отверстиями, теплообменник и ресивер.
Новым является то, что теплообменник выполнен в виде внешней относительно корпуса перфорированной оболочки, укрепленной коаксиально шашке в кожухе через прослойку строительного гипса, который также залит в зазор между шашкой и корпусом, совмещенным с ресивером, а коммуникационные отверстия выполнены на его боковой поверхности.
Охлаждение продуктов сгорания пиротехнической шашки осуществляется за счет теплообмена с частичным поглощением на выпаривание связанной и присоединенной гипсом влаги, которая распределенными поперечными струями пара смешивается с потоком тушащего аэрозоля в кольцевом реверсивном канале, снижая температуру и разбавляя смесь.
Описанное устройство характеризуется повышенной производительностью генерирования ингибиторов горения и высокой эффективностью охлаждения продуктов тушащей смеси внутри устройства.
К недостаткам описанного устройства для объемного аэрозольного тушения пожара следует отнести неудовлетворительную функциональную надежность из-за наличия влаги в теплоизолирующей гипсовой прослойке, примыкающей к пиротехнической шашке, негативно влияющей на ее воспламеняемость, стабильность горения и конструкционную целостность при хранении.
Дополнительная перфорированная металлическая обечайка кожуха, несущая гипсовую прослойку, заметно увеличивает массу устройства и снижает его полезную нагрузку, то есть эффективность пожаротушения.
Отмеченные недостатки устранены в более совершенном устройстве для объемного аэрозольного тушения пожара по патенту на изобретение RU №2649548, класс МПК - А62С 13/22, приоритет - 11.04.2017 г., которое по числу совпадающих признаков и технической сущности выбрано в качестве прототипа.
Изобретение относится к области пожаротушения, к устройствам, генерирующим газоаэрозольные ингибиторы горения, образующиеся при сгорании пиротехнического состава и организованно направляемые в защищаемый объем для подавления очага возгорания, и которые могут быть использованы как в автономных, так и в автоматических системах пожаротушения при стационарной установке и при тушении пожара вручную.
Устройство для объемного аэрозольного тушения пожара содержит узел воспламенения пиротехнической шашки, опирающейся на диаметральную перемычку и укрепленную через теплоизолирующую прослойку в металлическом корпусе формы стакана, совмещенного с аксиальным ресивером, снабженным перфорациями сообщения с кольцевым каналом, коаксиальным кожуху, закрытому крышкой с выходными отверстиями, который изнутри покрыт прослойкой строительного гипса, ограниченной газопроницаемой оболочкой.
Согласно изобретению к гипсовой прослойке кожуха примыкает мембрана осмосного действия, обеспечивающая диффузию в реверсивный канал, газопроницаемая оболочка которого представляет собой крупноячеистую проволочную сетку, а изолирующая прослойка, примыкающая к функциональной шашке непосредственно, выполнена из отверждающегося при вспучивании материала - ячеистого бетона, причем мембрана односторонней диффузии выполнена из геотекстиля или геоткани.
Выполнение термоизолирующей прослойки на поверхности пиротехнической шашки из отверждающегося при вспучивании газобетона жаростойкого (ГОСТ 20910-90), содержащего фосфатное связующее, упрощает технологию адгезионного крепления центральной шашки в металлическом корпусе, который дополнительно не перфорируют.
Однако продолжением отмеченных достоинств известного устройства являются присущие недостатки.
Применение газобетона жаростойкого (ГОСТ 20910-90), содержащего фосфатное связующее, в качестве термоизолирующей прокладки осложнено высокой стоимостью компонентов (для производства связующих необходимы дефицитные хромиты).
Устройство приводится в действие от узла воспламенения, автоматически инициируемого от сигнала системы противопожарной сигнализации, что требует установки дополнительного оборудования. Кроме того описанное устройство не может использоваться в объектах не подключенных к электропитанию, следовательно оно не является автономным.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение является расширение функциональных возможностей автономной эксплуатации генератора, обеспечивающего эффективное охлаждение огнетушащей аэрозольной струи при достижении высокой эффективности пожаротушения в замкнутых пространствах, что позволяет использовать его для объемного аэрозольного тушения пожаров твердых и жидких горючих веществ, включая электрооборудование, в том числе находящегося под напряжением, в замкнутых малогабаритных объемах.
Требуемый технический результат достигается тем, что:
В известном автономном генераторе огнетушащего аэрозоля, содержащий полимерный корпус в форме стакана, шашку из пиротехнического состава огнетушащего аэрозоля, размещенную в донной части корпуса, средство инициирования, функциональное снаряжение для охлаждение аэрозоля и перфорированную диафрагму, на которую через уплотнительное кольцо завальцован корпус, согласно изобретению, полимерный корпус над шашкой из пиротехнического состава огнетушащего аэрозоля, включает камеру смешения аэрозоля, в которой размещено средство инициирования в виде огнепроводного шнура, одна часть которого выполнена в форме спирали и жестко зафиксирована, посредством демпферной прокладки на торцевой поверхности шашки через упорную трубку, а другая часть выведена наружу через центральное отверстие перфорированной диафрагмы, окна перфорации которой перекрыты металлической сеткой.
Кольцевое пространство между внутренним диаметром корпуса и направляющей трубкой, внатяг зафиксированной в углублении диафрагмы, посредством уплотнительного кольца, заполнено гранулами из вещества, на основе щавелевокислого аммония.
Шашка из пиротехнического состава огнетушащего аэрозоля покрыта термостойкой кремнийорганической эмалью.
Отличительные признаки предложенного решения обеспечили достижение поставленных целей, а именно, расширение функциональных возможностей эксплуатации генератора за счет использования в качестве средства инициирования огнепроводного шнура, что позволило оперативно и эффективно использовать автономный генератор без дополнительного противопожарного оборудования и надежно предотвратить распространение источника огня до полного его прекращения.
Конструкция генератора компактна, что позволяет использовать его для тушения очагов пожара в малогабаритных герметичных и условно герметичных объемах, таких как распределительные шкафы, щиты с электрооборудованием, сейфы и т.п.
Шашка из пиротехнического состава огнетушащего аэрозоля покрыта термостойкой кремнийорганической эмалью, что обеспечивает равномерное горение без проскоков пламени по боковой поверхности шашки, а также существенно упрощает технологический процесс изготовления изделий, так как покрытие наносится распылением, не требуя при этом изготовления специальных бронирующих композиций.
Использования в качестве химического охладителя гранул из вещества на основе щавелевокислого аммония обеспечивает эффективный отбор тепловой энергии газообразных продуктов горения шашки из пиротехнического состава.
Наличие металлической сетки усиливает эффект пламягашения в корпусе и исключает вылет вместе с высокодисперсным аэрозолем крупных фрагментов.
Зазор между блоком с охладительными гранулами и пиротехнической шашкой образует камеру смешения огнетушащего аэрозоля, где также завершаются процессы пламягашения.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня данной области техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста противопожарной техники показал, что она неизвестна, а с учетом возможности практического серийного изготовления генератора огнетушащего аэрозоля на действующем производстве пиротехнических изделий предприятия, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом (фиг.1), который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы изобретения. На чертеже изображен предложенный автономный генератор огнетушащего аэрозоля.
В донной части полимерного корпуса (1) размещена шашка (2) из пиротехнического состава огнетушащего аэрозоля, покрытая термостойкой кремнийорганической эмалью.
К торцевой поверхности шашки (2) из пиротехнического состава через демпфирующую прокладку (3) из картона поджата металлическая обечайка (4), которая обеспечивает гарантированную фиксацию части огнепроводного шнура (5) выполненную в форме спирали. Другая часть огнепроводного шнура (5) выведена наружу по каналу направляющей трубки (6) через центральное отверстие перфорированной диафрагмы (7), окна перфорации которой перекрыты металлической сеткой (8). При сборке изделия к перфорированной диафрагме (7) внатяг установлены направляющая трубка (6) и ограничительная трубка (9).
Кольцевое пространство между направляющей трубкой (6) и ограничительной трубкой (9) заполнено гранулами (10) из вещества на основе щавелевокислого аммония.
Шашка (2) из пиротехнического состава, металлическая обечайка (4) и ограничительная трубка (9) коаксиально поджаты за счет завальцовки полимерного корпуса (1) через уплотнительное кольцо (11).
Содержимое полимерного корпуса (1) гидроизолировано за счет герметизирующей прокладки (12) приклеенной к наружной поверхности перфорированной диафрагмы (7).
Функционирует автономный генератор огнетушащего аэрозоля следующим образом.
При достижении в защищаемом объеме критической температуры воспламеняется огнепроводный шнур (5).
Огневым импульсом от огнепроводного шнура (5), воспламенятся шашка (2) из пиротехнического состава, образуя аэрозольную струю, проходящую через гранулы из вещества (10) на основе щавелевокислого аммония, которые отбирая тепло на разложение снижают температуру аэрозоля.
Образовавшийся аэрозоль имеет сравнительно низкую температуру и при заполнении объема создает необходимую пожаротушащую концентрацию ингибиторов горения.
Сравнение предложенного технического решения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.
Предложенные отличия автономного генератора огнетушащего аэрозоля не являются очевидными для специалиста по противопожарной технике, которые прямо не следуют из постановки технической задачи.
На основании протокола проведенных испытаний авторами предполагаемого изобретения подтверждена возможность изготовления предложенного автономного генератора на действующем производстве пиротехнических изделий предприятия.
Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.