ГЕНЕРАТОР ОГНЕТУШАЩЕГО АЭРОЗОЛЯ ОПЕРАТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ
QUICK-ACTION FIRE EXTINGUISHING AEROSOL GENERATOR

Изобретение относится к противопожарной технике, а более конкретно к метательным вручную устройствам - генераторам огнетушащего аэрозоля оперативного действия, используемым для первичного подавления очагов возгорания посредством создания в замкнутом объеме огнетушащей концентрации ингибиторов горения, содержащихся в генерируемом аэрозоле.
Уровень данной области техники характеризует устройство для генерирования огнетушащей смеси по патенту RU №2071194, А62С 31/00, 1996 г., которое включает пиротехнический заряд, который при горении генерирует газоаэрозольную смесь, помещенный через теплозащитную прослойку в корпусные емкости тарельчатой формы, встречно отбортовками скрепленные между собой с гарантированным зазором, образующими выходное дисковое сопло.
Соосно дисковому соплу под скобой-рукоятью смонтирован узел инициирования.
Регулируемое крепление частей корпуса позволяет выбирать проходное сечение выходного дискового сопла для обеспечения адекватной скорости истечения генерируемого тушащего аэрозоля.
Узел инициирования имеет пиротехническое средство временной задержки воспламенения функционального заряда для подготовки ручного метания генератора в очаг возгорания.
Недостатком описанного устройства является нестабильность горения пиротехнического заряда из-за того, что теплозащитная прослойка представляет собой насыпной порошок абляционного материала, эндотермически разлагающегося под воздействием тепературы горения заряда, и которая просыпается в верхней части на заряд, где физически перекрывает зону горения и химически дестабилизирует горение ингибирующим действием продуктов реакции.
При этом нарушается теплозащита корпуса, которая разогревается до температуры, превышающей температуру воспламенения органических соединений материалов, на которых лежит вброшенный генератор. В этом случае возможен прорыв горячей газоаэрозольной смеси через прожоги корпуса, что является источником вторичных возгораний, проплавлений, короблений и иных негативных проявлений, усугубляющих действие пожара.
Кроме функциональной ненадежности описанного устройства его производительность по генерированию тушащей смеси при регрессивном горении заряда низкая, что увеличивает время достижения тушащей концентрации в защищаемом замкнутом объеме, то есть продлевается разрушающее действие огня развивающегося пожара.
Более совершенным генератором огнетушащего аэрозоля оперативного действия является описанный в патенте RU 2164809 С2, А62С 19/00, 1001 г., который по числу совпадающих признаков и технической сущности является наиболее близким аналогом предложенному.
Известный генератор содержит генерирующий газоаэрозольную смесь пиротехнический заряд с защитной оболочкой из строительного гипса, который размещен внутри теплозащитной прослойки корпуса, выполненного из двух встречно скрепленных емкостей тарельчатой формы с зазором между их отбортовками, образующими дисковое выходное сопло.
Пиротехнический заряд выполнен из двух частей, каждая из которых закреплена в несущей теплозащитной прослойке из строительного гипса, адгезивно связанной с корпусной емкостью, что кратно повысило производительность аэрозолеобразования, чем ускорило достижение требуемой концентрации ингибиторов горения в защищаемом объеме.
Выполнение несущих теплозащитных прослоек на корпусных емкостях из строительного гипса, который изменяет агрегатное состояние от раствора до твердого монолита, упрощает технологию сборки у конструкцию устройства, обеспечивает жесткое крепление пиротехнических шашек в корпусе, стабилизируя их горение.
Под скобой-рукоятью смонтирован узел инициирования воспламенения пиротехнических шашек по открытым торцевым поверхностям, расположенным ниже отбортовок корпусных емкостей.
Выпаривание в работе связанной с гипсом и присоединенной влаги обеспечивает снижение температуры тушащей смеси на выходе их генератора и разбавление их дополнительным экологически чистым ингибитором горения.
Размещение частей заряда с поперечным сквозным зазором, сопоставимым с размером выходного дискового сопла, обеспечивает их воспламенение от общего соосного узла инициирования и равномерное торцевое горение с повышенной скоростью генерирования тушащей смеси.
Однако продолжением отмеченных преимуществ известного генератора оперативного действия являются присущие недостатки.
Строительный гипс теплоизолирующих прослоек содержит структурную и присоединенную влагу, которая выпаривается от температуры горения примыкающего функционального заряда, что требует организации отвода пара, в частности перфорирования корпуса.
Наличие влаги в примыкающей к функциональному заряду прослойке является негативным фактором, снижающим стойкость пиротехнического состава, что определяет дополнительные операции сушки гипса и бронирования поверхности шашек лаковым покрытием.
Расположение торцевой поверхности пиротехнических шашек гарантированно ниже отбортовок их корпусных емкостей формообразует ресивер расширения и накопления горячих продуктов горения снаряжения узла инициирования, чтобы повысить надежность воспламенения пиротехнического состава шашек по всей поверхности горения.
Однако, как показала практика, проходное сечение зазора между торцевыми поверхностями горения пиротехнических шашек является конфузорным, где тормозится движение фронта горения, которое происходит в мерцающем режиме, вплоть до полного затухания, что неприемлемо в устройстве оперативного применения.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретения, является повышение функциональной надежности генератора более технологичной и простой конструкцией.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном генераторе огнетушащего аэрозоля оперативного действия, содержащем корпус, выполненный из двух встречно скрепленных емкостей тарельчатой формы с зазором между их отбортовками, формообразующими дисковое сопло, в каждой из которых через несущую теплоизолирующую прослойку закреплен функциональный пиротехнический заряд с открытой торцевой поверхностью, при этом размещенный под скобой-рукоятью узел инициирования направлен в дисковое сопло, согласно изобретению несущая теплоизолирующая прослойка, примыкающая к пиротехническому заряду непосредственно, выполнена из отверждающегося при вспучивании материала, например газобетона жаростойкого, торцевая поверхность горения пиротехнических зарядов расположена выше соответствующих отбортовок корпуса, формируя дросселирующий зазор воспламенения, а узел инициирования установлен в скобе-рукояти.
Отличительные признаки предложенного технического решения повысили функциональную надежность генератора огнетушащего аэрозоля, более простой и технологичной конструкции, пиротехнические заряды которого гарантированно и динамично воспламеняются с примыкающих торцевых поверхностей за счет ускоренного перемещения в дросселирующем зазоре между ними огневого фронта от узла инициирования. При этом на открытом торце зарядов, к которым примыкает узел инициирования, форсом огня формируется локальный очаг воспламенения прямым действием его факела, распространяющийся радиально в обоих направлениях по дисковому соплу, чем максимально сокращается время запуска.
Выполнение несущих теплоизолирующих прослоек из газобетона жаростойкого, отверждающегося при вспучивании от введения фосфатных или силикатных связующих, повышает технологичность изготовления генераторов, исключив трудоемкую операцию сушки прослоек из строительного гипса и бронирование лаком поверхности пиротехнических зарядов по прототипу.
При этом расчетный рост объема вспучивающегося материала в технологическом зазоре автоматически обеспечивает силовое крепление функциональных шашек посредством адгезионной связи с корпусом.
Расположение открытых торцов пиротехнических шашек выше отбортовок корпусных емкостей конструктивно образует между ними дросселирующий зазор, кратно меньший проходного сечения дискового сопла, что газодинамически форсирует прохождение огневого импульса от соосного узла инициирования, надежно воспламеняющего пиротехнический состав шашек по всей поверхности, стабилизируя процесс торцевого горения.
Установка узла инициирования в скобе-рукояти способствует быстродействию метательного генератора путем упрощения доступа к выступающему шплинту чеки ударного механизма запуска, при этом крепление узла в двух разнесенных опорах в принципе исключает механические повреждения, возможные при консольном креплении узла инициирования только в дисковом сопле, под скобой по прототипу.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого предложенное изобретение явным образом не следует для специалиста по противопожарной технике, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления метательных генераторов огнетушащего аэрозоля можно сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности.
Сущность предложенного изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы, где изображены:
на фиг. 1 - общий вид генератор, вид в плане;
на фиг. 2 - то же, вид сбоку, по стрелке А.
Генератор огнетушащего аэрозоля оперативного действия по настоящему изобретению, предназначенный для метания в очаг возгорания с целью первичного подавления огня, оснащен скобой-рукоятью 1, за которую генератор удерживается при запуске и при последующем замахе для метания.
Генератор содержит две корпусные емкости 2 тарельчатой формы (фиг. 2), которые встречно по периметру скреплены болтами 3 через пристыкованные пукли 4 в отбортовках 5.
При этом между отбортовками 5 корпусных емкостей 2 образуется кольцевой зазор, формирующий дисковое выходное сопло 6.
В корпусных емкостях 2 через теплоизолирующую прослойку 7 из газобетона жаропрочного, особо легкого на основе фосфатных связующих по ГОСТ 20910-90, отверждающегося при вспучивании материала, в адгезионной связи закреплены пиротехнические шашки 8 функционального заряда, причем открытые торцевые поверхности шашек 8 расположены выше соответствующих отбортовок 5, образуя между собой дросселирующий зазор 9, который кратно меньше проходного сечения дискового сопла 6.
В проеме 10 отбортовок 5 установлен в примыкании к пиротехническим шашкам 8, сооснно дросселирующему зазору 9, узел 11 инициирования, который вкручен в скобу-рукоять 1 (фиг. 1).
Узел 11 инициирования ударного действия включает нагруженное пружиной 12 жало 13, которое в служебном обращении зафиксировано шплинтом 14, оснащенным кольцом 15 выдергивания.
Жало 13 расположено над капсюлем-воспламенителем 16, установленным в пиротехнической таблетке 17 временного замедления, которая опирается на воспламенительный заряд 18.
Выступающие над торцами теплоизолирующих прослоек 7 части примыкающих через зазор 9 шашек 8 покрыты уплотнительной прокладкой 19, предотвращающей свободный доступ атмосферного воздуха, на которую упирается узел 11 инициирования воспламенения функционального заряда перед метанием генератора.
Функционирует предложенный генератор следующим образом.
Перед метанием вручную взводится узел 11: удерживая за скобу-рукоять 1 одной рукой гранату, другой рукой, разогнув концы шплинта 14, его выдергивают за кольцо 15.
Энергией сжатой пружины 12 жало 13 продольно метается и накалывает капсюль-воспламенитель 16, поджигающий таблетку 17, время горения которой достаточно для замаха и прицельного метания гранаты через окно, дверь, которые затем захлопывают, в горящий объем.
Тепловой энергией сгоревшей таблетки 17 инициируется усилительный заряд 18, при сгорании которого формируется форс пламени, прожигающий прокладку 19 и воспламеняющий выступающие части пиротехнических шашек 8.
При этом в дросселирующем зазоре 9 происходит ускоренное перемещение фронта горения, в результате чего практически мгновенно воспламеняются по всей торцевой поверхности обе шашки 8, разгар которых обеспечен горением шашек 8 снаружи по выступающим над отбортовками 5 их частям, чем интенсифицируется воспламенение и стабилизируется торцевое горение функционального заряда, который интенсивно сгорает в течение 20-23 с.
Генерируемый при горении пиротехнических шашек 8 аэрозоль, включающий активные ингибиторы горения, распространяется в защищаемом объеме через дисковое сопло 6 во всех направлениях при произвольной ориентации генератора после приземления.
Механическая прочность генератора допускает динамические перегрузки 3g, без механических повреждений структурных элементов.
Симметричная форма генератора не отражается на функционировании генератора в любом произвольном пространственном положении после падения.
Прослойки 7 из жаростойкого газобетона полностью предотвращают теплопередачу от горящих шашек 8 на корпусные емкости 2, исключая тем самым вторичное возгорание легковоспламеняющихся материалов, на которые опирается генератор.
Сравнение предложенного технического решения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.
Предложенные отличия генератора аэрозольного тушения пожара оперативного действия, которые прямо не следуют из постановки технической задачи, не являются очевидными для специалиста по противопожарной технике.
Изготовление генератора огнетушащего аэрозоля по изобретению возможно на действующем производстве серийно.
Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.
Испытания опытных образцов генераторов предложенной конструкции показали высокую механическую прочность, удобство запуска узла инициирования и большую скорость достижения тушащей концентрации ингибиторов горения в защищаемом объеме, что повышает эффективность оперативного тушения пожаров в закрытых объемах, что позволяет рекомендовать его для поставок заказчикам.