УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР АЭРОЗОЛЯ
UNIVERSAL AEROSOL GENERATOR

Изобретение относится к пиротехнике, а более конкретно - к средствам для постановки маскирующих завес из генерируемого дыма (аэрозоля), образующегося при горении функциональной пиротехнической шашки, и может быть использовано в качестве средства огнетушения для первичного подавления очагов возгорания.
Уровень данной области техники характеризует генератор аэрозоля, описанный в патенте RU 2365855 С2, F41H 9/06, 2009 г., который содержит термоизолированный корпус с функциональной пиротехнической шашкой, размещенной в корпусе, электро- и механический воспламенители, смонтированные в диафрагме, имеющей распределенные по периферии выходные отверстия, которая расположена над кольцевой термозащитной обечайкой и образует с ней ресивер.
Особенностью этого генератора является то, что диафрагма смонтирована на винтовом цоколе, сопряженном с патроном, который закреплен на корпусе.
На выступающий торец цоколя навинчена предохранительная крышка, размещенная в направляющей трубе, по которой генерируемый при горении функциональной пиротехнической шашки дым выводится в атмосферу, где формируется маскирующее облако. В дымовой завесе значительная часть электромагнитного излучения в видимом диапазоне поглощается или рассеивается дисперсной фазой, снижая ее оптическую проницаемость, скрывая от прямой видимости технику и личный состав.
Предохранительная крышка перед эксплуатацией генератора снимается для ручного инициирования механического воспламенителя и функционирования генератора по назначению.
Недостатком описанного генератора маскирующего аэрозоля (дыма) является то, что предохранительная крышка, предотвращая механический доступ к воспламенителям, является проницаемой для электрического сигнала от наводок в цепи управления, случайного электрического импульса инициирования, а также не исключает возможности несанкционированного воздействия на механический воспламенитель установленного в грунт генератора после снятия крышки, что недопустимо по условиям эксплуатации.
Отмеченный недостаток исключен в более совершенном генераторе дыма по патенту RU 138981 U1, F41H 9/06, 2013 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному универсальному генератору.
Известный генератор для создания искусственных дымовых завес включает центральный узел инициирования, в диафрагме которого распределены выходные отверстия и закреплены электрический и механический воспламенители, расположенные в ресивере цоколя, сопряженного с винтовым патроном, установленным на корпусе, где через картонную прослойку запрессована функциональная многослойная пиротехническая шашка.
На выступающем торце винтового цоколя установлена предохранительная крышка.
Особенностью известного генератора является то, что узел инициирования оснащен дополнительной ступенью предохранения, выполненной в виде шиберной заслонки, размещенной поперек воспламенителей, перекрывая их энергонасыщенное снаряжение.
В известном универсальном генераторе полностью исключено случайное срабатывание как электрического, так и механического воспламенителей от несанкционированных импульсов инициирования, которые экранируются шиберной заслонкой. Запуск генератора возможен только после удаления шиберной заслонки из огнепередаточного канала воспламенителей.
При этом стало возможным использовать надежный ударный механизм инициирования механического воспламенителя с подпружиненным накольником капсюля, вырабатывающего тарированный огневой импульс запуска при ручном взведении, что стабилизирует работу саперов.
Однако недостатком известного универсального генератора является узко целевое использование только в качестве средства постановки искусственных дымовых завес, так как в случае его применения в качестве генератора огнетушащего аэрозоля, образующегося при горении функциональной пиротехнической шашки, эффективность подавления очага возгорания невысока.
Это объясняется тем, что автономно истекающий через распределенные выходные отверстия аэрозоль не формируется в длиннофокусный струйный поток тушащей смеси ингибиторов горения в виде газообразных продуктов и конденсированных высокоэнергетических частиц, который возможно направлять непосредственно в очаг возгорания, чем повысить эффективность подавления пожара.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение технологических возможностей универсального генератора, пригодного как для формирования объемной дымовой завесы, так и для эффективного струйного пожаротушения.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном универсальном генераторе аэрозоля, включающем центральный узел инициирования, содержащий механический и электрический воспламенители, оснащенные экранирующей заслонкой и установленные в снабженной распределенными выходными отверстиями диафрагме на цоколе, совмещенном с винтовым патроном, коаксиальным выходной трубе, снабженной съемной крышкой и закрепленной на корпусе, несущем функциональную шашку из пиротехнического состава, согласно изобретению в выходной трубке выполнены радиальные дымовыводящие окна, совмещенные со сквозными щелями в примыкающей поворотной обечайке, а диафрагма опирается на регулятор расхода, выполненный в форме диска с соосными перфорациями, рукоятка которого размещена между воспламенителями.
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили универсальность конструкции за счет расширения технологических возможностей ее эффективного применения для генерирования огнетушащего аэрозоля и маскирующего дыма, выход которых осуществляется различными газодинамическими потоками в разных каналах, формируемых посредством поворота встроенного цилиндрического шибера (примыкающей к выходной трубке оболочки), каждый из которых оптимизирован для целевого применения.
При этом в генераторе стало возможным регулировать расходные параметры функционального аэрозоля/дыма.
Выполнение в выходной трубке радиальных дымовыводящих окон, совмещенных со сквозными щелями в примыкающей поворотной обечайке, направлено на ламинарное истечение генерируемого дыма во всех направлениях, распределено для образования объемной и протяженной маскирующей завесы, оптически непрозрачной.
Эффективность формирования дымовой завесы увеличивается, когда съемная крышка не удаляется или после ручного инициирования механического воспламенителя устанавливается обратно на выходную трубку корпуса.
В случае использования генератора в качестве огнетушащего средства шиберная обечайка поворачиваются вокруг оси, перекрывая дымовыводящие окна, чтобы генерируемый тушащий аэрозоль, выбрасываемый сквозь распределенные выходные отверстия диафрагмы корпуса, турбулентно перемешивался в ней и струйно истекал через открытый торец выходной трубки, в которой происходит активное перемешивание и охлаждение огнетушащей смеси с инжектируемым извне воздухом.
Поворот цилиндрической обечайки - шиберной заслонки осуществляется (при снятой крышке с выходной трубки) до перекрытия ее дымовыводящих окон.
Оснащение диафрагмы примыкающим поворотным диском с соосными перфорациями обеспечило возможность регулирования проходного сечения выпускных отверстий диафрагмы, то есть мерным поворотом диска за центральную рукоятку точно устанавливать удельный объем выдачи генерируемого аэрозоля/дыма.
Рукоятка расходного диска размещена на диафрагме между воспламенителями.
Таким образом, в одной универсальной конструкции генератора осуществляются различные по назначению аэрозольные или дымовые образования, что позволяет унифицировать производство, упростив технологию изготовления корпусов и структурных комплектующих.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивом единстве являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по пиротехнике, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления универсального генератора на действующем производстве можно сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности.
Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний формулы.
На чертеже изображено:
на фиг. 1 - общий вид универсального генератора;
на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1 (без крышки);
на фиг. 3 - фрагмент диафрагмы переменного расхода.
Генератор по настоящему изобретению содержит металлический корпус 1, в котором через картонную термоизолирующую прослойку 2 запрессована функциональная шашка 3 из пиротехнического состава, дымооразующего или огнетушащего.
В корпусе 1 закреплен центральный винтовой патрон 4, в котором до упора завинчен сопрягаемый цоколь 5, закрытый сверху диафрагмой 6, оснащенной распределенными по периметру выходными отверстиями 7 (фиг. 2), соосными сквозным перфорациям 8 в примыкающем снизу диске 9 (фиг. 3), который служит для регулирования расхода.
Диск 9 установлен с возможностью регламентированных осевых поворотов за центральную рукоятку 10.
Объем цоколя 5 под диафрагмой 6 образует ресивер 11.
В диафрагме 6 закреплены сообщающиеся с пиротехнической шашкой 3 электровоспламенитель 12 и механический воспламенитель 13 ударного действия.
При этом торец цоколя 5 гарантированно выступает над патроном 4, смонтированным заподлицо с корпусом 1.
Коаксиально цоколю 5 на корпусе 1 закреплена выводящая трубка 14, внутри которой в примыкании установлена с возможностью относительного поворота обечайка 15. В трубке 14 выполнены дымовыводящие окна 16, соосные щелям 17 в цилиндрической обечайке 15.
Центральная рукоятка 10 размещена между воспламенителями 12, 13 (фиг. 2).
В служебном обращении и при хранении генератора воспламенители 12 и 13 жестко геометрически замкнуты экранирующей их огневые цепи заслонкой 18, предотвращая несанкционированное срабатывание электрического капсюля-воспламенителя и подпружиненного накольника соответственно.
Сверху выводящая трубка 14 закрыта легко съемной предохранительной крышкой 19, перекрывающей свободный доступ к воспламенителям 12, 13.
Функционирует универсальный генератор следующим образом.
Для взведения узла инициирования крышку 19 снимают с торца трубки 14, а затем извлекают экранирующую заслонку 18, освобождая огневые цепи воспламенителей 12 и 13.
Для дистанционного запуска в работу генератора от управляющего электрического сигнала воспламенитель 12 подсоединяют к линии автоматического управления.
После ручного запуска механического воспламенителя 13 крышку 19 устанавливают на торец трубки 14.
В случае использования генератора для постановки дымовой завесы окна 16 трубки 14 совмещены со щелями 17 в цилиндрической обечайке 15.
Когда генератор в комплектации с пиротехнической шашкой 3, генерирующей огнетушащий аэрозоль, используется для подавления очагов возгорания, цилиндрическую обечайку 15 поворачивают вокруг оси таким образом, чтобы окна 16 трубки 14 были перекрыты, и крышку 19 удаляют.
При срабатывании воспламенителей 12 или 13 формируется остро направленный огневой форс, поджигающий пиротехнический состав функциональной шашки 3, при горении которого генерируется маскирующий дым или огнетушащий аэрозоль в зависимости от комплектации шашки 3.
Генерируемый аэрозоль (дым) накапливается в ресивере 11, где повышается давление, и через совмещенные перфорации 8 диска 9 и распределенные отверстия 7 в диафрагме 6 выбрасывается в выводящую трубку 14.
При этом турбулентные струи аэрозоля в трубке 14 под действием инжектируемого через открытый торец трубки 14 воздух перемешиваются и охлаждаются, образуя плотный длиннофокусный осевой поток тушащей смеси, направляемый в очаг возгорания, где ингибиторы горения прерывают цепные реакции и пожар подавляется.
В случае использования дымообразующей шашки 3 крышку 19 устанавливают на трубку 14, перекрывая осевой выход. В закрытом объеме трубки 14 дымовые потоки перемешиваются и накапливаются, в результате чего давление выравнивается, а на крышке 19 оседают частицы конденсированной фазы, которые догорают.
При этом дым через совмещенные щели 17 обечайки 15 и окна 16 трубки 14 выводится в окружающую среду горизонтальными потоками, образующими, расширяясь, объемную маскирующую завесу в атмосфере, которая продолжительное время служит оптически непрозрачным экраном, скрывающим технику и личный состав от средств визуального наблюдения.
Особенностью предложенной конструкции генератора является возможность регулировать степень диафрагмирования газообразных продуктов горения шашки 3 на выходе из корпуса 1 за счет тарированного смещения диска 9, в результате чего изменяется проходное сечение его перфораций 8, сообщающихся с выходными отверстиями 7 диафрагмы 6, где устанавливается расход и скорость истечения дымового или аэрозольного потоков соответственно.
Испытания опытных образцов предложенного генератора подтвердили широкие технологические возможности по настройке и регулированию параметров в заданных пределах как по автоматическому дистанционному и ручному инициированию воспламенения дымо- или аэрозолеобразующей пиротехнической шашки, так и по соответствующему функциям установленному диафрагмированию различных потоков, что обеспечило универсальность конструкции, которую возможно серийно изготавливать на действующем производстве для поставки заказчикам.