УНИВЕРСАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ЗАПУСКА МОДУЛЯ ПОРОШКОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Полезная модель относится к противопожарной технике, а именно к устройствам инициирования запуска модулей порошкового пожаротушения (МПП), и может быть использована для запуска противопожарных модулей в режиме электрического запуска (автономном режиме и ручном), а также в режиме самозапуска при превышении контролируемого уровня температуры в защищаемом объеме.
Известен ряд тепловых пускателей, которые в режиме самозапуска (самосрабатывания) осуществляют запуск средств пожаротушения в случае превышения температуры среды заданной регламентом значения, например:
патент РФ на полезную модель №35724 «Импульсный пускатель (варианты)» кл. А62С 35\00, публ. 2004 г., патент РФ на полезную модель «Тепловой пускатель генератора автоматического огнетушителя», кл. А62С 35\68, публ. 2004 г., патент РФ №2098157 на изобретение «Автономный тепловой пускатель» кл. А62С 35\00, публ. 1997 г.
Причина, препятствующая использованию известных устройств - это отсутствие универсальности режимов запуска.
Известна полезная модель «Автономное устройство запуска модуля порошкового пожаротушения» (патент РФ №43772, кл. А62С 35\00, публ. 2005 г.) Данное устройство содержит корпус с крышкой, выполненный с возможностью газоотвода, размещенный в корпусе газогенерирующий заряд, контактирующий с огнепроводным шнуром, часть которого выведена за пределы корпуса через крышку и узел герметизации (запорное устройство), выполненный в виде термовспучивающего материла или в виде
подпружиненного клапана, также предусмотрена возможность размещения в корпусе источника электрического импульса в виде электроактиватора. Данная конструкция по режиму запуска является универсальной, то есть обеспечивает запуск как в режиме самозапуска, так и от электрического импульса (принудительный запуск).
Однако есть причины, которые препятствуют использованию известной конструкции, а именно размещение запорного устройства в крышке корпуса и исполнение его в виде узла герметизации из термовспучивающего материала или в виде клапана с пружиной. Оба указанных варианта исполнения узла герметизации не обеспечивают безотказное срабатывание устройства из-за разгерметизации корпуса при срабатывании устройства:
- использование термовспучивающего материала ограничивает диапазон применения устройства по температуре и давлению;
- использование клапана с пружиной на штоке не обеспечивает надежность герметизации, так как в процессе эксплуатации могут проявляться механические повреждения штока с клапаном, оставаться продукты неполного сгорания шнура и т.п.;
- также не всегда тепловой импульс огнепроводного шнура бывает достаточным для запуска газогенерирующего заряда, что в известной конструкции обеспечивается только контактным путем.
Устройство по патенту №43772 является наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату, и выбрано в качестве прототипа.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение стабильности и надежности работы устройства за счет исключения несанкционированной разгерметизации корпуса устройства запуска модуля порошкового пожаротушения.
На решение этой задачи направлена предлагаемая полезная модель, в которой конструктивное выполнение запорного устройства (отверстие
конической формы втулки с клапаном соответствующей формы) обеспечивает герметизацию независимо от диапазона температур и давления, более того, чем выше давление газов при срабатывании, тем надежнее герметизация. Запорное устройство размещено внутри корпуса и не подвержено случайным механическим повреждением.
2
Варьируя угол между высотой и основанием осевого конического отверстия втулки и соответствующего клапана можно обеспечить герметизацию объекта с давлением от 5-5000 кгс\см
Передача теплового импульса газообразующему заряду осуществляется от пиротехнического теплочувствительного элемента через воспламенительный состав на мостике между электрическими контактами, где усиливается и через зазоры передается газообразующему заряду. Газообразующий заряд всегда «зажигается» от воспламенительного термостойкого состава на мостике с надежностью безотказного срабатывания 0,99 при доверительной вероятности срабатывания 0,8. При этом исключается контакт с пиротехническим теплочувствительным элементом, который не вводится в зону размещения газообразующего заряда.
Предлагаемое устройство может быть снабжено двумя парами электрических контактов, что обеспечивает работу двух электрических цепей пуска одновременно. При этом контактная часть может быть в виде электрического разъема или в виде электрических проводов с герметизацией компаундом.
Указанный технический результат достигается тем, что универсальное устройство запуска средства пожаротушения, включающее корпус, снабженный крышкой, и выполненный с возможностью газоотвода, газогенерирующий заряд, размещенный в корпусе, узел герметизации в виде запорного устройства с клапаном, размещенный в корпусе огнепроводный шнур, часть которого выведена за пределы корпуса, и источник электрического импульса, отличающееся тем, что газогенерирующий заряд плотно упакован в цилиндрическом кожухе жестко установленном в корпусе
с возможностью сообщения одного из открытых торцов кожуха с газовыпускным отверстием, а запорное устройство размещено внутри корпуса и выполнено в виде втулки с осевым отверстием конической формы, при этом основание конуса направлено к кожуху с генерирующим зарядом, а внутри конического отверстия свободно размещен запорный элемент в виде клапана, повторяющий форму отверстия запорного устройства, которое посредством зазоров сообщается с газогенерирующим зарядом и с источником электрического импульса, электрические контакты которого, попарно соединены мостиком с покрытием из воспламенительного состава, при этом источник электрического импульса выполняет функцию крышки, а пиротехнический теплочувствительный элемент проходит сквозь корпус перпендикулярно оси корпуса между запорным устройством и источником электрического импульса.
Возможность газоотвода обеспечивается накидной гайкой с защищенным отверстием, установленной на корпусе и закрывающей открытый торец кожуха с генерирующим зарядом.
Источник электрического импульса может быть выполнен в виде электрического разъема. Кроме того, источник электрического импульса может быть выполнен в виде электрических проводников, загерметизированных компаундом (на чертеже не указаны).
Мостик между электрическими контактами предпочтительно выполнять из металла, а в качестве покрытия мостика использовать стифнат бария. Источник электрического импульса может быть выполнен с одной или двумя парами электрических контактов.
Осевое отверстие в запорном устройстве может быть выполнено в виде усеченного конуса, что также обеспечивает надежность срабатывания. При этом, клапан запорного устройства может быть выполнен в форме усеченного конуса или конуса. Предпочтительно, чтобы угол между высотой
и образующей конуса составлял от 5 до 60°, кроме того. Кроме того, клапан может быть выполнен полым.
Часть пиротехнического теплочувствительного элемента в месте вывода за пределы корпуса может быть дополнительно герметично защищена металлической оболочкой.
Конструкция предлагаемого устройства поясняется чертежом. На фиг.1 представлено устройство, снабженное электрическим разъемом с одной парой контактов в разрезе:
Устройство запуска, установленное в корпусе (16) модуля порошкового пожаротушения, включает в себя корпус (1) с крышкой (2) и газовыпускным отверстием (3). В корпусе (1) жестко установлен цилиндрический кожух (5) с возможностью сообщения с газовыпускным отверстием (3), в кожухе (5) плотно упакован газогенерирующий заряд (4). Внутри корпуса (1) размещено запорное устройство в виде втулки (6), в котором выполнено осевое отверстие, например, конической формы (7). При этом основание конуса (7) направлено к кожуху (5) с газогенерирующим зарядом (4). Внутри конического отверстия (7) свободно, с зазором, размещен запорный элемент в виде клапана формой усеченного конуса (8) и повторяющего форму отверстия (7) запорного устройства (6).
В запорном устройстве (6) для свободного перемещения запорного клапана (8) относительно отверстия конической формы (7) угол наклона стенки отверстия (7) выполнен больше угла наклона стенки клапана (8) на величину от 30° до 1°, что обеспечивает необходимый зазор для свободного движения клапана (8).
Кроме того, в корпусе (1) размещен источник электрического импульса, который выполнен, например, в виде электрического разъема (9) и при этом выполняет функцию крышки (2). Электрические контакты (9) разъема попарно соединены мостиком (10) с покрытием из воспламенительного состава (11). Запорное устройство (6) посредством зазоров сообщается с газогенерирующим зарядом (4) и через мостик (10) с электрическими
контактами (9). Сквозь корпус (1) перпендикулярно его оси между запорным устройством (6) и электрическим разъемом (9) проходит пиротехнический теплочувствительный элемент, выполненный в виде огнепроводного шнура (12).
Для обеспечения газоотвода на корпусе (1) установлена накидная гайка (14) с отверстием (3) и защитной прокладкой (15) из бумаги, полимерной пленки и т.п., гайка (4) закрывает открытый торец кожуха (5) с газогенерирующим зарядом (4).
Мостик (10) выполнен из металла, а в качестве его покрытия (11) используют, например, стифнат бария.
Часть огнепроводного шнура (12) в месте вывода за пределы корпуса (1) (посадочное место) герметично защищена пластмассовой оболочкой (13), а при необходимости и металлической оболочкой (на чертеже не указана).
В качестве газогенерирующего заряда используют СЭПТ (ТУ 4854-002-52-459934-01). Огнепроводный шнур изготовлен по ТУ 7275-001-51953776-00. Стифнат бария соответствует ОСТ 1384-1453-77, а компаунд изготовлен на основе эпоксидной модифицированной смолы марки К-115 по ТУ 6-05-1251-75.
Устройство работает следующим образом:
При подаче электрического импульса на электрические контакты (9) разъема, выполняющего функцию крышки (2) для корпуса (1), происходит нагрев мостика (10) с покрытием из воспламенительного состава (11). Воспламенительный состав (11) загорается, создавая тепловой импульс. Тепловой импульс, проходя через имеющийся зазор в запорном устройстве (6), зажигает газогенерирующий заряд (4), при сгорании которого газы, разрушая защитную прокладку (15) газовыпускного отверстия (3), проходят и, в конечном итоге, зажигают пиротехнический заряд, находящийся в объекте (различные виды средств пожаротушения: огнетушители и газогенераторы, например, модуль порошкового пожаротушения).
Для предотвращения утечки газов через посадочное место огнепроводного шнура (12) в месте вывода его за пределы корпуса (1) и недопущения разгерметизации устройства предусмотрено запорное устройство (6), в котором выполнено осевое отверстие конической формы (7). При этом основание конуса (7) направлено к кожуху (5) с газогенерирующим зарядом (4). В запорном устройстве (6) в виде втулки для свободного перемещения запорного клапана (8) относительно отверстия конической формы (7) угол наклона стенки отверстия (7) выполнен больше угла наклона стенки клапана (8) на величину от 30° до 1°, что обеспечивает необходимый зазор, через который при срабатывании воспламенительного состава (11) проходят газы к газогенерирующему заряду (4) и воспламеняют его. При сгорании газогенерирующего заряда (4) давление газов, воздействуя на основание клапана (8), перемещает его в верхнее положение, тем самым перекрывая выход газами из кожуха (5) с пиротехническим зарядом (4) устройства запуска и объекта в целом.
Кроме того, устройство запуска может работать в автономном режиме, при достижении температуры окружающей среды выше 175°С. Работа происходит следующим образом:
Термопроводный шнур (12), проходящий сквозь корпус (1) перпендикулярно его оси между запорным устройством (6) и электрическим разъемом (9) при температуре выше 175°С самовоспламеняется и передает тепловой импульс воспламенительному составу (11) на мостике (10) и работа устройства происходит по описанному выше принципу.
Для проверки работоспособности устройства были проведены сравнительные испытания.
В серийные модули порошкового пожаротушения типа МПП(р)-2,5 (Примеры 1,3, 5, 7, 9) и МПП(р)-0,5 (Примеры 2, 4, 6, 8, 10) были вмонтированы универсальные устройства запуска (как встроенный самостоятельный узел), после чего проводились испытания предлагаемого устройства и прототипа на инерционность срабатывания и надежность
запуска различных типов MПП. Для сравнения проведены испытания на запуск МПП без предлагаемого устройства.
3
Испытания проводились в испытательной камере объемом 7 м. Испытания на самозапуск проводились по методике проведения испытаний огнетушителей типа ОСП-1. На дне камеры был установлен модельный очаг 13 В, заполненный смесью древесных опилок и бензина в количестве 2 л. Модули подвешивались над очагом на потолке камеры на расстоянии ~ 1900 мм. Для замера температуры на уровне модуля устанавливалась термопара. Время от момента поджога очага до момента срабатывания модуля (инерционность срабатывания) измерялось с помощью секундомера. Температура наружного воздуха 23°С.Для сравнения были проведены испытания в тех же условиях серийного модуля МПП(р)-2,5 со встроенным универсальным устройством, изготовленным по патенту №43772 (прототип).
Надежность безотказного срабатывания определялась по методике, изложенной в ОСТ В84-727.
Результаты испытаний представлены в таблице.
Анализ результатов испытаний предлагаемого устройства подтверждает высокую надежность безотказного срабатывания (0,99 при доверительной вероятности 0,8 согласно методике, изложенной в ОСТ В84-727). Такая надежность в сочетании с оптимальной инерционностью срабатывания обеспечивается совокупностью конструктивных признаков:
- пиротехнический теплочувствительный элемент не вводится в зону горения вышибного заряда и не участвует в процессе зажигания заряда;
- пиротехнический теплочувствительный элемент защищен от механических повреждений;
- электровоспламенительный узел имеет постоянную навеску воспламенительного состава
- пиротехнический теплочувствительный элемент всегда стабильно расположен по отношению к воспламенительному составу;
- герметизация осуществляется запорным устройством в виде конуса в коническом отверстии, причем чем выше давление, тем надежнее герметизация, а не наоборот как в прототипе;
- двойная электрическая цепь запуска может только повышать надежность запуска.
Таким образом, предлагаемое универсальное устройство запуска средств пожаротушения направлено на решение поставленной задачи и соответствует критериям охраноспособности по действующему законодательству.
Таблица
Результаты сравнительных испытаний
Показатели работоспособности
Запуск МПП по примерам №№ с помощью
электрического разъема
электрических проводников
огнепроводного шнура
устройства по прототипу
Без узла запуска
№1
№2
№3
№4
№5
№6
№7
№8
№9
№10
Инерционность, с
6
2
7
3
6
4
8
6
42
40
Надежность Безотказного срабатывания
0,99
0,99
0,99
0,99
0,99
0,99
0,5
0,6
0,8
0,8
Температура в камере, С°
80
80
90
90
120
120
105
105
130
130
Примечание: Примеры №№1, 3, 5, 7, 9 - МПП (р) - 2,5; Примеры №№2 ,4, 6, 8, 10 - МПП (р) - 0,5