Устройство газопорошкового пожаротушения для грузового и специального транспорта

Полезная модель относится к области пожаротушения и касается конструкции модуля газопорошкового пожаротушения, используемого в качестве средства тушения пожара в закрытом объеме или в объеме, ограниченном стенами, методом обволакивания очага пожара газопорошковой смесью, исключающей доступ кислорода к этому очагу.
В частности, в рамках настоящей заявки рассматривается конструкция модуля, выполненного с функцией либо автоматического инициирования либо с функцией удаленной подачи управляющего сигнала для инициирования процесса химической реакции с целью образования газопорошкового тушащего облака, направляемого в область возгорания или охватывающего область возгорания. В частности рассматривается модуль, используемый для размещения на транспортных средствах, в частности на грузовых транспортных и специальных средствах, перевозящих грузы и работающие в обстановках, которые могут быть удалены от систем централизованного пожаротушения.
Модули газопорошкового пожаротушения, несмотря на общность с огнетушителями ручного инициирования путем перемещения рычага в применении вытесняющего газа и пламя гасящего порошка, имеют отличия в том, что инициирование начала химической реакции происходит либо полностью автоматически, либо при нажатии на кнопку в кабине водителя. При этом водитель не снимает модуль и не вынимает его из бокса. Выброс пламягасящего облака происходит практически мгновенно и из-за этого в объеме, покрывающем практически все транспортное средство. Это приводит к быстрому и надежному тушению возгорания. Другой особенностью является то, что создание масштабного пламягасящего облака не зависит от объема химических реагентов, а зависит от скорости выхода газа, приравненной к скорости реакции этих химических реагентов. Это позволяет существенно уменьшить вес пожаротушащего модуля, а также и вес его корпуса.
Примером может служить устройство газопорошкового пожаротушения для грузового транспорта, выпускаемое компанией ООО «Каланча». Это устройство включает в себя вертикально ориентированный корпус параллелепипедной формы, выполненный из двух частей, и размещенный внутри бокса модуль газопорошкового пожаротушения, имеющий баллон высокого давления, на одном конце которого смонтировано запорно-пусковой узел с функцией открытия канала выпускного сопла при подаче внешнего управляющего сигнала. Это сопло выведено из бокса наружу через нижнюю стенку (см. приложение ПРОТОТИП, «Модуль порошкового пожаротушения МПП(Н) - 7,5-КД-1-3-У2 в составе установки пожаротушения на транспорте «BIZON-TRUCK», выложенный на сайте «КАЛАНЧА. Системные решения противопожарнйо защиты» компании ООО «Каланча» в сети Интернет по адресу, https://kalancha.ru/catalog/, обнаружено в 2021 г.). Это решение принято в качестве прототипа.
Одна часть бокса, которая крепится к стенке кабины грузовика, выполнена в виде лотка из тонкостенного металла, а другая часть в виде лотка из тонкостенного металла, одеваемого на первую часть (по типу обувной коробки). Сам баллон крепится внутри первой части металлическими скобами на болтовых крепежах и сидит на опорной скобе, предотвращающей его перемещение вниз.
При возникновении возгорания по сигналу датчика или при нажатии кнопки внутри кабины пиропатрон в запорно-пусковом узле перемещает ударный элемент, который пробивает запорную мембрану и сообщает химические элементы с атмосферой. Происходит реакция и выделение газопорошковой смеси, поступающей через сопло наружу.
Конструктивно устройство газопорошкового пожаротушения для грузового транспорта по прототипу содержит закрепляемый на кузове грузового транспорта вертикально ориентированный корпус параллелепипедной формы, в котором размещен модуль газопорошкового пожаротушения, включающий в себя баллон высокого давления с реагентами для получения пламятущащей среды, сообщенный через запорно-пусковой узел с выведенным наружу корпуса через нижнюю торцевую стенку патрубком выхода газопорошковой тушащей среды, при этом в корпусе смонтирована опора для удержания баллона от смещения в сторону нижней торцевой стенки корпуса, запорно-пусковой узел выполнен с подвижным элементом, используемым для пробивания мембраны, изолирующей полость баллона от внешней среды, и с пиротехническим элементом для формирования газового давления для смещения подвижного элемента в сторону мембраны, а пиротехнический элемент имеет провода для его связи с источником электропитания.
Особенностью используемого в прототипе модуля является то, что он выполнен только в виде баллона с запорно-пусковым узлом, выстроенных по вертикали в ряд. Это позволило выполнить корпус из металлического тонколистового материала, в котором боковые стенки короба опираются на сам баллон. Крышка в виде одеваемого на короб лотка не несет на себе несущую нагрузку, а является элементом отделения баллона от внешней среды. А короб при таком исполнении подвержен изгибным нагрузкам, которые ему передаются при движении грузового транспорта. Таким образом, модуль остается без силового каркаса, который мог бы удерживать баллон без воздействия на него динамических нагрузок. При введении в систему модуля элементов разводки, труб и манометра, как обязательного средства контроля состояния вытесняющего газа, такой корпус вырастает в габаритах и перестает держать пространственную форму, что скажется на эксплуатационной надежности и долговечности.
Так как крышка в форме лотка просто одевается на короб, то ее удержание на коробе осуществляется за счет локальных контактов стенок короба и крышки. При движении транспортного средства ударные нагрузки и вибрация передаются на крышку, и она постепенно начинает сползать с короба. Вопрос надежности так же состоит в том, что тонколистовой короб и тонколистовая крышка длинномерной конструкции не держат форму и подвержены изгибам. Чтобы одеть крышку на короб, надо, чтобы размеры крышки были несколько больше размеров короба, а это приводит к тому, что соединение деталей перестает быть надежным.
Наличие манометра требуется как. обязательный контроль состояния давления в баллоне с тем, чтобы своевременно заменить баллон с нормализованным давлением вытесняющего газа.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационной надежности устройства, в корпусе которого размещен модуль газопорошкового пожаротушения с автоматическим инициированием или инициированием в удаленном режиме за счет исключения передачи на баллон и связанные с ним компоненты динамических нагрузок.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве газопорошкового пожаротушения для грузового транспорта, содержащем закрепляемый на кузове грузового транспорта вертикально ориентированный корпус параллелепипедной формы, в котором размещен модуль газопорошкового пожаротушения, включающий в себя баллон высокого давления с реагентами для получения газотущащей среды, сообщенный через запорно-пусковой узел с выведенным наружу корпуса через нижнюю торцевую стенку патрубком выхода газопорошковой тушащей среды, при этом в корпусе смонтирована опора для удержания баллона от смещения в сторону нижней торцевой стенки корпуса, запорно-пусковой узел выполнен с подвижным элементом, используемым для пробивания мембраны, изолирующей полость баллона от внешней среды, и с пиротехническим элементом для формирования газового давления для смещения подвижного элемента в. сторону мембраны, а пиротехнический элемент имеет провода для его связи с источником электропитания, внутри корпуса в верхней его части с одной стороны баллона размещен манометр, а с другой стороны баллона -связанный с источником питания через включатель коммутационный блок, к которому подключены провода пиротехнического элемента, опора для удержания баллона выполнена в виде плоского кронштейна, направленного поперечно дну корпуса и имеющего открытый вырез с поперечным размером меньше поперечного размера баллона, баллон размещен между двумя дистантно расположенными по высоте над опорой для удержания баллона двумя парами закрепленных на дне корпуса пластин, к которым прикреплены элементы лент типа велкро для прижатия баллона к дну корпуса, а корпус выполнен в виде бокса, имеющего короб, в котором размещены компоненты модуля порошкового пожаротушения, и шарнирно связанную с коробом дверцу с узлом соединения с коробом, при этом короб выполнен из полимерного тонкостенного материала и имеет по всем боковым и торцевым стенкам углубления, направленные поперек этих боковых стенок и которые расположены ниже уровня открытых кромок этих стенок, а дверца краям выполнена с бортами, в которых по периметру дверцы выполнен паз шириной равной толщине открытых кромок стенок короба для размещения этих кромок в этом пазу при закрытой дверце.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
Фиг. 1 - общий вид модуля порошкового пожаротушения с открытой дверцей в ракурсе 3/4;
фиг. 2 - продольное сечение запорно-пускового узла.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция устройства порошкового пожаротущения, выполненного в форме бокса с размещенным внутри него модулем порошкового пожаротушения с автоматическим инициированием химической реакции или с инициированием в режиме удаленной посылки управляющего сигнала на начало химического процесса. Устройство предназначено для размещения на грузовом транспорте или специализированном транспорте. Как правило, такой бокс прикрепляют снаружи на заднюю стенку кабины. Это указывает на то, что процесс пожаротушения начинается либо без участия водителя грузового транспорта или с его участием на удалении от очага возгорания. Например, кнопка удаленного инициирования может быть выведена на панель кабины водителя для ручного нажатия или выполнена с функцией срабатывания от дистанционного пульта.
В общем случае, конструктивный алгоритм заявленной полезной модели -устройства газопорошкового пожаротушения для грузового транспорта, сформулирован в следующем виде:
- корпус бокса закрепляется на грузовом транспортном средстве снаружи кабины водителя на кузове или на кабине;
- в положении закрепления на транспортном средстве корпус параллелепипедной формы выполнен вертикально ориентированным;
- внутри корпуса размещен представляющий собой автономный узел модуль газопорошкового пожаротушения;
- этот модуль состоит из баллона высокого давления с реагентами для получения газопорошковой тушащей среды, сообщенного через запорно-пусковой узел с выведенным наружу корпуса через нижнюю торцевую стенку патрубком выхода газопорошковой тушащей среды, запорно-пусковой узел выполнен с подвижным элементом, используемым для пробивания мембраны, изолирующей полость баллона от внешней среды, и с пиротехническим элементом для формирования газового давления для смещения подвижного элемента в сторону мембраны, а пиротехнический элемент имеет провода для его связи с источником электропитания, внутри корпуса в верхней его части с одной- стороны баллона размещен манометр, а с другой стороны баллона - связанный с источником питания через включатель коммутационный блок, к которому подключены провода пиротехнического элемента;
- в корпусе смонтирована опора для удержания баллона от смещения в сторону нижней торцевой стенки корпуса, которая выполнена в виде двух разнесенных по высоте плоских кронштейнов, направленных поперечно дну корпуса и имеющих открытые вырезы с поперечным размером меньше поперечного размера баллона для размещения между ними баллона, который также размещен между дистантно расположенными по высоте между;
- в корпусе баллон размещен в зоне между кронштейнами двумя парами закрепленных на дне корпуса пластин, плоскими поверхностями ориентированных вдоль длинных сторон корпуса и к которым прикреплены элементы лент типа велкро для прижатия баллона к дну корпуса;
- корпус выполнен в виде бокса, имеющего короб, в котором размещены компоненты модуля порошкового пожаротушения, и шарнирно связанную с коробом дверцу с узлом соединения с коробом;
- короб выполнен из коррозионностойкого тонкостенного материала (предпочтительно полимерного материала) и имеет по всем боковым и торцевым стенкам углубления, направленные поперек этих боковых стенок и расположенные ниже уровня открытых кромок этих стенок;
- дверца по краям выполнена с бортами, в которых по периметру дверцы выполнен паз шириной равной толщине открытых кромок стенок короба для размещения этих кромок в этом пазу при закрытой дверце.
Ниже приводится пример конкретного исполнения полезной модели со ссылками на фиг. 1 и 2.
Навешиваемый на кузов грузового транспортного средства или специального транспортного средства корпус (фиг. 1) используется как силовой компонент закрепления располагаемых внутри него компонентов модуля газопорошкового пожаротушения: баллона 1 высокого давления с совместным хранением вытесняющего газа и порошкового вещества, запорно-пускового устройства 2, сообщенного с баллоном 1 и имеющего выходную трубку 3 подачи газового облака в область транспортного средства, манометр 4 для контроля давления внутри баллона и коммутационный электронный блок 5 (или имеет датчики включения инициирования в автоматическом режиме или узлы связи с удаленно расположенной кнопкой инициирования процесса химической реакции в баллоне), а также трубки 6 для сообщения компонентов между собой и для электропроводки. Компоненты модуля расположены разнесено по отношению к баллону и связаны с корпусом, который фиксирует их взаимоотношение друг к другу. По сути, корпус как базовое основание, формирует точность взаимного расположения компонентов. Точность взаимного расположения компонентов модуля обеспечивается неизменяемостью положения стенок корпуса и исключения его деформации, в том числе и от кручения.
Для решения задачи надежного обеспечения сохранности неизменной формы корпус выполнен из двух частей. Первая часть - это короб 7. Вторая часть - это крышка или дверца 8 короба, шарнирно связанная с коробом и выполненная со скрытым средством скрепления дверцы с коробом. Короб выполнен из коррозионностойкого материала, например, полимерного материала методом формования в матрице, имеет тонкостенную конструкцию. При этом для повышения прочности и сохранности пространственной формы на всех боковых стенках короба выполнены идущие поперек боковых стенок углубления 9 прямоугольной формы в сечении. Эти углубления выполнены как на боковых длинных стенках (корпус вертикально ориентирован и выполнен удлиненным), так и на и на коротких торцевых стенках. Особенность заключается в том, что размеры углублений на торцевых боковых стенках и на длинных боковых стенках в верхней и в нижней их зонах выполнены одинаковыми по ширине углублений, по их длине и по их глубине. Это позволяет обеспечить равнопрочность короба по стенкам. А в зоне размещения скрытого средства скрепления дверцы с коробом ширина углубления, расположенного в центральной части длинных боковых стенок, выполнена больше ширины любого другого углубления. Такая комбинаторика расположения углублений обеспечивает равномерное расположение выступающих частей боковых стенок, которые выполняют функцию ребер жесткости. Этим и обеспечивается равнопрочность короба. Кроме того, от дна короба отходят перегородки (кронштейны 10 и пластины 11), используемые для крепления компонентов модуля и которые также являются ребрами жесткости для донной части короба. В торцевой нижней стенке короба выполнено отверстие, через которое наружу выведена выходная трубка 3 подачи огнетушащего облака в зону транспортного средства.
Внутри корпуса организована опорная система позиционирования баллона 1. Она состоит из:
- опоры для удержания баллона, которая выполнена в виде двух разнесенных по высоте плоских кронштейнов 10, направленных поперечно дну корпуса и имеющих открытые вырезы с поперечным размером меньше поперечного размера баллона. Баллон укладывается между кронштейнами в их вырезы с опиранием плечиков тулова баллона на эти кронштейны;
- двумя парами закрепленных на дне корпуса пластин 11, плоскими поверхностями ориентированных вдоль длинных сторон корпуса, к которым прикреплены элементы лент 12 типа велкро для прижатия баллона к дну корпуса. Пластины размещены дистантно между кронштейнами 10.
При использовании такой системы крепления баллон надежно фиксирован в корпусе в элементах, которые так же являются усилительными для донной части короба и повышают его прочность и способность сопротивляться изгибным нагрузкам. Наличие в нижней торцевой стенке короба отверстия для вывода наружу трубки 3 не снижает прочностные показатели короба, так как это отверстие выполнено в дне углубления 9, которое является усилительным элементом.
Крышка выполнена с плоской поверхностью, от которой плавно закругленно отходят небольшие по высоте борта, сопрягающиеся с боковыми стенками короба без выступающих частей. В центральной части крышки выполнено смотровое окно в виде вытянутого вдоль длинных боковых стенок короба проема прямоугольной формы с закругленными углами (используется для визуального осмотра модуля).
Кроме того, для исключения выступающих частей при соединении дверцы с коробом углубления 9 на стенках короба выполнены не от края стенок, на некотором расстоянии от края, образуя у короба свободный периметр, используемый в качестве опоры для дверцы. А дверца 8 по краям выполнена с бортами 13, в которых по периметру дверцы выполнен паз шириной равной толщине открытых кромок стенок короба для размещения этих кромок в этом пазу при закрытой дверце. Это позволяет при закрытой дверце сформировать силовой замкнутый контур, не позволяющий стенкам короба «гулять».
Необходимость исключения или сведения к минимуму деформаций на стенках корпуса обусловлена тем, что компоненты модуля газопорошкового пожаротушения жестко связаны между собой посредством жестких промежуточных элементов. Например, запорно-пусковое устройство 2, которое одним концом 14 ввернуто или вставлено в баллон 1 позиционируется баллоном 1 как его продолжение. Но конструктивно запорно-пусковое устройство 2 состоит из корпуса, внутри которого размещена полая втулка 15, пружиной поджатая в сторону от мембраны 16, которая герметизирует полость баллона от внешней среды. В корпусе выполнен поперечный канал, в котором размещен пиротехнический элемент 17, и выходная часть этого канала сообщена с управляющей полостью полой втулки 15. Пиротехнический элемент 17 выполнен с контактными проводами, которые пропущены через ввернутую в корпус запорно-пускового устройств трубку 6 соединены с контактными группами в коммуникационном блоке 5, сидящем на этой трубке и опирающемся на короб корпуса. Входная контактная группа коммуникационного блока через втулку 18 на верхней торцевой стенке короба предназначена для подключения либо к датчику температуры или газоанализирующему датчику, которые могут функционировать как инициаторы выдачи управляющего сигнала пиротехническому элементу для его подрыва либо к проводной системе связи с удаленно расположенной кнопкой, нажатием которой обеспечивают выдачу управляющего сигнала пиротехническому элементу для его подрыва. При получении сигнала происходит подрыв пиротехнического элемента, газовое давление, от которого поступает в управляющую полость полой втулки 15 и, преодолевая усилия поджатия пружины, смещает втулку в сторону мембраны и прорывает ее, обеспечивая прохождение потока среагировавших компонентов баллона через полость втулки к выходу из корпуса, к которому подсоединена выходная трубка 3 подачи газопорошкового облака в область транспортного средства. Учитывая данное компоновочное построение модуля, становится ясным необходимость сохранения механических связей и исключения действия на них динамических нагрузок от колебательных процессов движения грузового транспортного средства.
Размещение баллона в кронштейнах 10 с опиранием на пластины по его бокам обеспечивает разгрузку баллона от динамических нагрузок, которые исходят от короба корпуса, но гасятся пластинами кронштейна и боковыми пластинами. Таким образом, баллон не находится под действием вибрации и ударных нагрузок слабоамплитудного типа, что повышает эксплуатационную сохранность баллона в течение его срока эксплуатации. Применение лент типа велкро позволяет гасить увеличенные амплитудные нагрузки при движении на подъем транспортного средства или при его спуске или крутом повороте за счет упругой деформации самих лент.
Полезная модель промышленно применима и может быть изготовлена по современным технологиям. Новизна заявленной полезной модели определена конструктивом корпуса и компоновкой модуля пожаротушения. Полезная модель позволяет повысить эксплуатационную надежность устройства, в корпусе которого размещен модуль газопорошкового пожаротушения с автоматическим инициированием или инициированием в удаленном режиме, за счет исключения передачи на баллон и его компоненты динамических нагрузок.