Стационарный генератор огнетушащего аэрозоля (ГОАП)

Полезная модель относится к области пожаротушения, к устройствам, генерирующим аэрозольные ингибиторы горения, образующиеся при сгорании пиротехнического состава и распылении огнетушащего вещества, которые направляются в защищаемый объем. Предназначен для тушения пожаров полимерной оплетки проводов, пластмассовых изделий, а также электрооборудования с напряжением до 35 кВ и т.д. в помещениях с температурой эксплуатации от минус 60°С до плюс 95°С.
Известно изобретение по патенту RU 2201774, МПК А62С3/00, 25.10.2000г. (Патентообладатель Самарский государственный технический университет), в котором описан аэрозолеобразующий состав и генератор огнетушащего аэрозоля. Изобретение относится к технике тушения пожаров химическими веществами, а именно к тушению пожаров аэрозолем, генерируемым при сгорании аэрозолеобразующего состава. Повышение огнетушащей способности состава, происходит за счет использования в качестве горючих аэрозоль образующих реагентов азидов натрия или калия. Использование в качестве окислителя перхлоратов натрия или калия, а в качестве связующего хлорированной поливинилхлоридной смолы (ХПВХС), содержащих в своем составе повышенное содержание хлора, позволило получить аэрозоль, дисперсная фаза которого состоит исключительно из хлоридов натрия и калия.
Генератор огнетушащего аэрозоля состоит из корпуса, узла инициирования, заряда из аэрозолеобразующего состава, заряд выполнен в виде цилиндрической шашки с внутренним каналом с перфорацией, а на верхнюю часть корпуса установлен тарельчатый рассеиватель аэрозоля.
Недостатком изобретения является высокое содержание высокотоксичных химических веществ в огнетушащей смеси, которое ограничивает практическое применение этих генераторов.
Известно гибридное устройство аэрозольно-порошкового пожаротушения - полезная модель RU 91872, МПК А62С2/00, 15.06.2009 г., содержащая генератор огнетушащего аэрозоля с размещенным в его корпусе зарядом аэрозолеобразующего огнетушащего состава с узлом воспламенения и емкость с огнетушащим порошком, жестко присоединенную к корпусу генератора, средство для выхода аэрозоля и огнетушащего порошка, с дополнительно введенным средством для охлаждения аэрозоля, выполненное в виде слоя из теплопоглощающего материала, с одной стороны отделенное от заряда свободной полостью, с другой стороны ограниченное средством для выхода аэрозоля, а емкость с огнетушащим порошком присоединена к корпусу генератора таким образом, что между ними образована внутренняя дополнительная полость, снабженная диафрагмой в нижней части емкости, одновременно, в конструкцию введен источник холодного газа, который расположен вокруг заряда аэрозолеобразующего огнетушащего состава.
Недостатком устройства является то, что аэрозоль, проходя через слой теплопоглощающего материала теряет скорость. В результате выход аэрозоля происходит на небольшое расстояние от генератора, что затрудняет применение таких генераторов для больших объемов.
Известно устройство пожаротушения по патенту на изобретение RU2114657, А62С3/00, 23.10.1996 г., аэрозольный генератор для тушения пожаров, предназначенный для объемного аэрозольного тушения пожаров, функционирующих в качестве генераторов ингибиторов горения в виде газоаэрозольных продуктов. Генератор содержит коаксиально установленные в корпусе пиротехнический заряд и блок охлаждения. На цилиндрической поверхности корпуса распределены выходные отверстия. В перфорированной оболочке блока охлаждения помещен слой таблеток или гранул из охлаждающего материала. Корпус термозащищен, заряд связан с устройством запуска. Новым является размещение блока охлаждения с кольцевым зазором относительно пиротехнического заряда, объем которого выполняет дополнительные функции камеры сгорания, а геометрия оптимизирована для полного дожигания пиротехнической композиции заряда в газовой фазе.
Недостатком устройства является то, что аэрозоль, проходя через слой теплопоглощающего материала теряет скорость. В результате выход аэрозоля происходит на небольшое расстояние от генератора, что затрудняет применение таких генераторов для больших объемов.
В качестве наиболее близкого прототипа заявленной полезной модели принято изобретение для объемного аэрозольного тушения пожара по патенту RU2498829, МПК А62С3/00, 14.06.2012 г. - генератор огнетушащего аэрозоля, который содержит коаксиально установленные в цилиндрическом корпусе центральную шашку, воспламенитель, блок охлаждения. На боковой поверхности корпуса распределены выходные отверстия. Центральная шашка из функционального пиротехнического состава сообщается с воспламенителем. Воспламенитель смонтирован в крышке. Сетчатая обечайка удерживает блок охлаждения с насыпным теплоемким материалом. Обечайка размещена с гарантированным зазором относительно шашки, формируя камеру сгорания. Выходные отверстия распределены в секторе, противоположном монтажному кронштейну. Между воспламенителем и торцом шашки сформирована форкамера, которая сообщается с кольцевым зазором. Предложенное техническое решение монтируется в охраняемом помещении. К устройству прилагается специальная монтажная оснастка для его крепления в охраняемых помещениях.
Недостатком устройства можно считать изготовление специальной крепежной оснастки, что ограничивает свободный выход аэрозоля опорными поверхностями охраняемых помещений.
Задачей полезной модели является - повышение надежности тушения пожара за счет кругового ориентирования генерируемого аэрозоля плотным потоком на очаг вероятного возгорания.
Технический результат полезной модели обеспечивается конструктивным решением генератора огнетушащего аэрозоля (ГОАП), который содержит коаксиально установленные в цилиндрическом корпусе камеры сгорания аэрозольобразующий заряд, сообщающийся с воспламенителем, смонтированным в крышке генератора, выходные отверстия и узел охлаждения, крепежные элементы. Согласно полезной модели смонтированный в крышке воспламенитель выполнен в виде транслятора огневого импульса для инициирования термохимической реакции в аэрозольобразующем заряде, при этом сама крышка с выходными отверстиями, равномерно расположенными по окружности, размещена между охлаждающими фланцами.
Охлаждающие фланцы выполнены в виде дисков из листового железа. Транслятор огневого импульса выполнен в виде проводящего шнура с огнетушащим составом, заключенным в защитную полимерную трубку. Охлаждающие фланцы выполнены в виде дисков из листового металла, толщиной 0.8 мм. Проходя между дисков блока охлаждения, аэрозоль охлаждается, при этом не теряет своей скорости. Стационарный генератор огнетушащего аэрозоля (ГОАП) предназначен для использования, как в автономных, так и в автоматических системах пожаротушения легковоспламеняющихся и горючих веществ, твердых материалов и электрооборудования, находящегося под напряжением. Устройство может быть различные модификации в зависимости от вида запуска оборудования (электрического или механического).
Генератор огнетушащего аэрозоля рекомендуется монтировать над предполагаемым очагом пожара (предохранители, контактные группы, скопления проводов и т.д.) в вертикальной или горизонтальной плоскости в верхней части внутри защищаемого объекта. Предусмотрена возможность фиксации генератора путем применения крепежа через отверстия в нижнем фланце генератора, либо двусторонним скотчем с клеевым или магнитным слоем.
На рисунке представлена конструктивная схема стационарного генератора огнетушащего аэрозоля (ГОАП), состоящего из алюминиевой цилиндрической гильзы корпуса генератора 1, выполняющую функцию камеры сгорания, внутренней гильзы 2, выполненной из пиротехнического картона, при сгорании заряда обеспечивающей термоизоляцию зоны горения и корпуса генератора, заряда аэрозолеобразующего состава (АОС) 3 с термовоспламенителем, крышки 4 с отверстиями выхода АОС, расположенной между верхним 5 и нижним 6 фланцами, выполненными в виде дисков охладителей из толстого листового железа, также генератор снабжен транслятором огневого импульса 7, который смонтирован в крышке 4, и представляющий собой шнур с огнетушащим составом, заключенным в защитную полимерную трубку.
Состав огнетушащего вещества, используемый в генераторе, с одной стороны должен обеспечивать диффузионное горение без доступа кислорода в герметичном защищаемом помещения, поэтому он содержит окислитель, горючее и флегматизатор горения. С другой стороны, среди продуктов сгорания этого состава огнетушащего вещества должно быть как можно больше ингибиторов горения. В связи с этим в качестве окислителя может быть использован перхлорат калия в количестве 6-25%. Образующиеся при сгорании соединения калия и хлора являются хорошими ингибиторами горения. В качестве горючего может быть использован полиоксибензилметиленгликольангидрид (карболит) в количестве 45-65%. Использование данного горючего обуславливает образование большого количества соединений карбона - хороших ингибиторов горения. В качестве флегматизатора может быть использован - дициандиамид (ДЦДА) в количестве 8-30%. Это органическое вещество также образует много карбоновых соединений.
Функционирует стационарный генератор огнетушащего аэрозоля следующим образом.
Стационарный генератор огнетушащего аэрозоля (ГОАП) срабатывает автоматически при повышении температуры внутри защищаемого помещения выше критического уровня (170°С), огнетушащий состав внутри транслятора огневого импульса 7 самопроизвольно возгорается, образуя при этом дополнительное огнетушащее вещество (ОТВ). Огневой импульс по транслятору 7 попадает внутрь гильзы 1 генератора (камера сгорания), и поджигает заряд аэрозолеобразующего состава (АОС) 3, который воспламеняется и горит.
Газообразные продукты горения АОС заполняют камеру сгорания, повышая давление, что стабилизирует горение газовой фазы продуктов горения в камере.
В результате термохимической реакции освобождающееся огнетушащее вещество, расширяясь, выходит из гильзы корпуса генератора 1 через отверстия в крышке 4 генератора, охлаждается между верхним 5 и нижним 6 фланцами и ингибирует процесс горения внутри защищаемого герметичного объема. Ингибиторы горения в виде смеси газов-носителей и высокодисперсных ингибирующих частиц под давлением выбрасываются через выходные отверстия в крышке 4 равномерным потоком, направленным по окружности в объем защищаемого помещения.
В камере сгорания аэрозолеобразующий состав 3 дожигается практически полностью, образуя максимально возможное количество газообразного огнетушащего вещества, при этом в камере сгорания полностью завершаются окислительно-восстановительные реакции.
Струя огнетушащего аэрозоля, выходящего из стационарного генератора огнетушащего аэрозоля, представляет собой белый дым. Тушение источника загорания осуществляется за счет динамического воздействия аэрозольной струи на пламя (сбивание), охлаждения горящего объекта и ингибирования процесса горения.
3
В качестве дополнительных материалов приводим пример осуществления заявленной полезной модели (Таблица 1). В результате проведения экспериментальных испытаний, проведенных на базе «МТС Снабжения» были созданы и испытаны рабочие изделия стационарного генератора огнетушащего аэрозоля (ГОАП) под торговой маркой «Пиростраж», которые классифицируют на типы по защищаемому ими объему в дм. В Таблице 1 приведены характеристики некоторых из них: 01-01; 01-02; 01-03.
Положительный эффект стационарного генератора огнетушащего аэрозоля (ГОАП), характеризуется повышением надежности тушения пожара за счет кругового ориентирования генерируемого аэрозоля плотным потоком на очаг вероятного возгорания.
Полезная модель характеризуется повышенной эффективностью пожаротушения за счет увеличения скорости генерации огнетушащей смеси с минимальным содержанием вредных химических веществ.