ГЕНЕРАТОР ОГНЕТУШАЩЕГО АЭРОЗОЛЯ

Предложенная полезная модель относится к противопожарной технике, а более конкретно, к устройствам для тушения пожаров посредством генерируемых при сгорании пиротехнического состава шашки газоаэрозольных ингибиторов горения, организованно направляемых в защищаемое помещение, и может быть широко использовано для установки внутри стесненных объемов.
Уровень данной области техники характеризует метательное огнетушащее устройство, описанное в патенте RU 2164809, А62С 19/00, 2001 г., содержащее генерирующий газоаэрозольную смесь пиротехнический заряд с защитной оболочкой, который размещен внутри теплозащитной прослойки корпуса, выполненного из двух встречно скрепленных емкостей тарельчатой формы с зазором между их отбортовками, образующими кольцевое выходное сопло, соосно которому под скобой-рукояткой смонтирован узел ручного воспламенения.
Особенностью этой конструкции является то, что пиротехнический заряд выполнен из двух частей, каждая из которых закреплена в несущей теплозащитной прослойке емкостей корпуса из строительного гипса так, что свободный торец функционального заряда расположен ниже отбортовки.
Описанный генератор огнетушащего аэрозоля характеризуется повышенной эффективностью пожаротушения за счет снижения температуры генерируемых газообразных продуктов горения в ресивере, образованном отстоящими друг от друга заниженными торцами двух частей пиротехнического заряда, и водой, выпариваемой из строительного гипса теплозащитных прослоек корпуса.
Однако, продолжением достоинств метательного устройства являются присущие недостатки из-за вынужденного размещения узла ручного инициирования снаружи корпуса, что определяет относительно большое, с учетом временной задержки для метания, время запуска при одностороннем через щель непрямом воспламенении зарядов, которые расположены ниже оси воспламенительного факела.
Наличие ресивера, необходимого для организации динамичного истечения тушащей смеси, снижает полезную массу функционального заряда и, следовательно, эффективность действия по назначению.
Термическая незащищенность отбортовок корпуса (щелевого сопла) ограничивает время работы и объем генерируемого аэрозоля, так как корпус быстро прогорает, что нарушает функционирование по назначению и при этом сам генератор может служить источником вторичного возгорания.
Отмеченные недостатки устранены в генераторе огнетушащего аэрозоля по патенту RU 2237503, А62С 13/22, 3/00, 2004 г., который содержит корпус,
составленный из двух емкостей тарельчатой формы с зазором между их отбортовками, образующими выходное сопло, генерирующие газоаэрозольную смесь пиротехнические заряды, закрепленные в обеих емкостях корпуса через теплозащитную прослойку из строительного гипса, и узел инициирования.
Особенностью является то, что узел инициирования, выполненный в виде залитого клеящим воспламенительным составом резистора, помещен осесимметрично между пиротехническими зарядами, смонтированными заподлицо с торцами теплозащитных прослоек, заполняющих отбортовки емкостей корпуса.
В футерованном гипсом дисковом сопле обеспечивается дополнительное активное охлаждение выпариваемой водой непосредственно горячей тушащей газообразной смеси, выбрасываемой через сопло.
Футерованный гипсом корпус полностью защищен от прогаров, масса пиротехнических зарядов увеличена за счет сокращения зазора между их торцами, что заметно повышает эффективность пожаротушения и функциональную надежность генератора.
Однако, недостатком этого генератора является то, что наряду с высокой интенсивностью генерирования газоаэрозольной смеси, оперативно подавляющей пожар, он не создает в защищаемом объеме требуемой повышенной концентрации ингибиторов горения, которая необходима для предотвращения вторичного возгорания тлеющих очагов течение заданного времени последействия.
Эту задачу невозможно решить простым увеличением массы зарядов шашки по причине конструктивных и аэродинамических ограничений механической прочности корпуса при повышении давления внутри генератора.
Более функционально совершенным и технологически универсальным является выбранный по числу совпадающих признаков в качестве наиболее близкого аналога генератор огнетушащего аэрозоля по патенту RU 2256475, А62С 3/00, 2005 г.
Известный генератор содержит два пиротехнических заряда с соотношением масс 3:7, помещенных через прослойку из строительного гипса во встречно скрепленных с зазором емкостях, одна из которых имеет тарельчатую форму, формируя выходное дисковое сопло, причем электровоспламенитель установлен в зазоре между зарядами функциональной шашки, аксиально.
Отбортовка емкости корпуса тарельчатой формы заполнена строительным гипсом заподлицо с пиротехническим зарядом меньшей массы, а вторая емкость выполнена цилиндрической по диаметру отбортовки тарельчатой емкости, которые скреплены посредством болтовых стяжек в конструктивное единство.
Проходное сечение кольцевого сопла формируется посредством мерных втулок, коаксиально смонтированных на болтовых стяжках в распор между обеими емкостями.
В известном генераторе обеспечено автоматическое функционирование в двух режимах: интенсивного генерирования тушащей газоаэрозольной смеси при одновременном торцевом горении обоих зарядов, что создает в защищаемом объеме огнетушащую концентрацию ингибиторов горения, и последующего горения только заряда большей массы в цилиндрической емкости корпуса, которое замедленно создает повышенную концентрацию ингибиторов горения.
Первый режим интенсивного генерирования тушащей смеси обеспечивает подавление пожара, а последующий, с пониженным газоприходом, предотвращает вторичное возгорание в защищаемом объеме.
К недостаткам известного генератора можно отнести следующее.
Формируемая в кольцевом сопле высокоскоростная струя горячего аэрозоля распространяется непосредственно на охраняемые приборы, устройства, механизмы, коммуникации и т.д., размещенные в защищаемом объеме, что может послужить причиной повреждений, сбоев в работе и иных негативных явлений, связанных с термодинамическим воздействием.
Известное конструктивное решение затруднительно выполнить универсальным из-за нелинейного характера зависимости площади критического и выходного сечений кольцевого сопла от изменения массогабаритных соотношений обоих пиротехнических зарядов функциональной шашки. Расчетные параметры аэродинамики струи газоаэрозольной тушащей смеси, формируемой в результате взаимодействия двух встречных фронтов торцевого горения, являются уникальными и не тиражируются при масштабировании.
Болтовые стяжки крепления двух частей корпуса являются массивными, а мерные трубки для косвенного формирования критического сечения выходного сопла - не универсальны для генераторов различных типоразмеров, что увеличивает потребительскую стоимость каждого изделия.
Кроме того, известный генератор оснащен специальным устройством для его монтажа на несущих поверхностях в помещении, которое имеет различную компоновку и комплектацию в зависимости от условий крепления.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение функциональной надежности и упрощение конструкции генератора огнетушащего аэрозоля.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном генераторе огнетушащего аэрозоля, содержащем корпус, выполненный из двух частей, скрепленных с зазором, образуя выходное кольцевое сопло, причем одна из частей корпуса имеет тарельчатую форму, где через прослойку строительного гипса закреплена функциональная шашка пиротехнического состава с аксиально расположенным электровоспламенителем, согласно предложению авторов, вторая часть корпуса выполнена в форме опорного диска, диаметр которого в 1,5-1,7 раза превышает диаметр тарельчатой части корпуса и оснащенного распределенными по периферии опорными выштамповками, сквозными прорезями под монтажные пластины, монолитно смонтированные с открытого торца тарельчатой части корпуса, и под крепеж, при
этом между частями корпуса, соосно прорезям диска, на поверхности примыкания последнего к открытому торцу тарельчатой части корпуса, установлены сменные шайбы, толщина которых формирует проходное сечение кольцевого сопла, а отверстия под крепеж и прорези под монтажные пластины выполнены симметрично вдоль радиуса опорного диска.
Отличительные признаки обеспечили повышение функциональной надежности и эффективности основного действия генератора огнетушащего аэрозоля простой конструктивной взаимосвязи структурных частей, совмещенных с унифицированным креплением на несущих поверхностях в охраняемом помещении.
Предложенная конструкция позволяет масштабировать структурные элементы для генераторов разных габаритов, обеспечив стабильный газодинамический режим расхода генерируемого аэрозоля через пропорциональное кольцевое выходное сопло в течение всего рабочего цикла.
Выполнение опорной части корпуса в форме диска обеспечивает экранирование несущей поверхности в помещении от направленного действия горячих продуктов горения пиротехнического состава функциональной шашки, которые принудительно разворачиваются и направляются вдоль этой поверхности, что обеспечивает дополнительный отбор тепловой энергии аэрозоля, поступающего в охраняемое помещение.
При соотношении диаметров опорного диска и тарельчатой части корпуса менее полутора вырождается экранирующее действие горячих газообразных продуктов на опорную поверхность помещения, что может привести к ее оплавлению, прогару и т.п. негативным последствиям.
Соотношение диаметров опорного диска и тарельчатой части корпуса более 1,7 нерационально из-за громоздкости генератора, повышенный габарит которого ограничивает установку в стесненных объемах двигательных отсеков, электрошкафов (силовых, управления, приборных) и т.п.
Выштамповки дисковой части корпуса предназначены для базирования генератора на несущей поверхности охраняемого помещения и при этом они формируют изолирующий воздушный зазор между экранирующим диском и опорной поверхностью, исключая теплоотдачу энергии аэрозоля непосредственно на нее, что расширяет технологические возможности монтажа в доступных малых объемах.
В сквозных прорезях диска устанавливаются монтажные пластины, монолитно смонтированные с открытого торца тарельчатой части корпуса, завальцовка которых обеспечивает геометрическое замыкание соединяемых элементов корпуса в монолитную несущую конструкцию.
Размещение сменных шайб разной толщины между обеими частями корпуса, в фиксированном положении на монтажных пластинах, позволяет автоматически, при завальцовке последних на диск корпуса, формировать кольцевое выходное сопло необходимого проходного сечения.
Монтажные пластины выполняются технологично, совмещенными с вырубкой дисковой заготовки под вытяжку тарельчатой части корпуса, и
имеют форму распределенных радиальных выступов, которые при сборке устанавливаются в соответствующие прорези опорного диска, где загибаются, геометрически замыкая сборку в несущую конструкцию.
Распределенные по периферии дисковой части корпуса сквозные отверстия предназначены для размещения крепежных винтов, болтов и проч. при установке генератора на различных несущих поверхностях охраняемого объема.
При этом, из условий минимизиции аэродинамических потерь генерируемого огнетушащего аэрозоля и максимальной жесткости крепления частей корпуса, сквозные отверстия под крепежные элементы целесообразно располагать соосно шайбам на монтажных пластинах, вдоль радиусов опорного диска.
Свободный подбор толщины шайб, формирующих проходное сечение кольцевого сопла, и простота универсального монолитного соединения частей корпуса посредством завальцовки единых монтажных пластин обеспечивают унификацию конструкции генератора огнетушащего аэрозоля различных типоразмеров, что расширяет технологические возможности и область использования.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решена не суммой эффектов, а новым эффектом суммы признаков.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображены:
на фиг.1 - предложенный генератор, вид сверху;
на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.
Генератор огнетушащего аэрозоля содержит функциональную шашку 1 (фиг.2) пиротехнического состава, при горении которого образуются газообразные ингибиторы горения, включающие активные конденсированные частички.
Соосно в шашке 1 закреплен электровоспламенитель 2, оснащенный клеммами 3.
Шашка 1 смонтирована в тарельчатой части 4 корпуса через прослойку 5 из строительного гипса заподлицо, при этом вдоль образующей цилиндрической формы части 4 корпуса закреплены монтажные пластины 6, служащие фиксаторами от проворота шашки 1.
На монтажных пластинах 6 (фиг.1 и 2) установлены шайбы 7, толщина которых соответствует выбранному проходному сечению кольцевого выходного сопла 8 между открытым торцом тарельчетой части 4 корпуса и опорным диском 9, которые между собой связаны геометрическим и силовым замыканием посредством завальцовки монтажных пластин 6 на наружную поверхность диска 9.
Таким образом формируется монолитная несущая конструкция генератора.
Диаметр диска 9 превышает диаметр тарельчатой части 4 корпуса в
1,5-1,7 раза.
По периферии опорного диска распределены выштамповки 10, выступающие наружу, и сквозные отверстия 11 для размещения крепежных винтов, болтов и т.п. к несущей поверхности внутри охраняемого помещения.
При установке генератора между поверхностью опоры и диском 9 гарантированно за счет выступающих выштамповок 10 образуется воздушный зазор, который служит тепловым буфером, предотвращающим прямое воздействие энергии продуктов горения шашки 1 на несущую поверхность, где закреплен генератор.
Функционирует генератор следующим образом.
При возникновении очага возгорания или от превышения установленного порога температуры внутри охраняемого объема срабатывает соответствующий датчик, сигнал с которого поступает на пусковое устройство (условно не показано).
Далее запускающий импульс инициирует электровоспламенитель 2, форсом пламени воспламенительного состава которого воспламеняется пиротехнический состав шашки 1, генерирующей огнетушащий аэрозоль при горении состава.
Газоаэрозольный поток тормозится на диске 9 и разворачивается вдоль него, при этом поглощается часть энергии.
В зазоре между торцом шашки 1 и диском 9, выполняющим функции ресивера, продукты горения перемешиваются и струйно равномерно выбрасываются через кольцевое сопло 8 в охраняемый объем.
При этом из гипса прослойки 5 выпаривается структурная и присоединенная вода, пары которой разбавляют и охлаждают газообразные продукты горения шашки 1.
Огнетушащая смесь, направленная из сопла 8, распространяется вдоль диска 9 и далее по несущей поверхности, расширяясь, заполняет охраняемый объем, где подавляет очаг возгорания.
Предложенная простая конструкция генератора технологична в изготовлении и сборке, универсальна по газодинамике для различных типоразмеров изделий, в которых при сборке формируется выходное сопло 8 расчетного проходного сечения за счет подбора шайб 7 необходимой толщины.
Генератор легко монтируется на любых несущих поверхностях внутри охраняемого объема.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по пожаротушению, показал, что она не известна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления генераторов огнетушащего аэрозоля в действующем производстве, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.