ГЕНЕРАТОР ОГНЕТУШАЩЕГО АЭРОЗОЛЯ

Предложенная полезная модель относится к противопожарной технике, в частности, к устройствам, генерирующим газоаэрозольную смесь ингибиторов горения, предназначенную для объемного тушения пожара в замкнутых непроветриваемых помещениях, при автоматическом запуске от инициирующего сигнала с датчиков противопожарной охранной сигнализации.
Уровень данной области техники характеризует огнетушащее устройство по патенту RU 2237503 C1, А62С 13/22, 3/00, 2003г., которое содержит корпус, составленный из двух встречно скрепленных емкостей тарельчатой формы с зазором между их отбортовками, образующими дисковое выходное сопло, закрепленные в обеих емкостях корпуса через теплоизолирующие прослойки из строительного гипса пиротехнические заряды шашки торцевого горения, генерирующие газоаэрозольную тушащую смесь, и узел инициирования, электрически связанный с внешним пусковым устройством.
Особенностью описанного огнетушащего устройства является выполнение узла инициирования в виде резистора, залитого клеящим воспламенительным составом непосредственно между торцами пиротехнических шашек, воспламенение которых происходит практически мгновенно и одновременно.
Во-вторых, оптимизировано геометрическое соотношение габаритного размера устройства и диаметра пиротехнических зарядов шашки, то есть протяженность выходного дискового сопла, обеспечивающего необходимое газодинамическое истечение тушащей смеси.
При этом увеличилась масса пиротехнического заряда и объем генерируемого аэрозоля для эффективного пожаротушения.
Недостатком этого огнетушащего устройства является частичное пламенное горение на выходе генератора, потому что в газоаэрозольном потоке находятся крупные несгоревшие частицы термического разрушения функциональной шашки и высокотемпературная жидкая фаза аэрозоля.
Высокая температура динамичной струи аэрозоля, который внутри практически не охлаждается, что ограничивает условия применения только в открытых объемах охраняемых помещений, чтобы избежать повреждения интерьера, оборудования и возможных при этом вторичных возгораний.
Отмеченные недостатки устранены в более совершенном автоматическом генераторе огнетушащего аэрозоля по патенту RU 115673 U1, А52С 35/00, 13/22, 2011г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному устройству.
Известный генератор огнетушащего аэрозоля содержит осесимметричный узел запуска, установленный над открытым торцом пиротехнической шашки, смонтированной через теплоизолирующую прослойку в одной из двух тарельчатой формы емкостей корпуса, встречно состыкованных отбортовками, образующими дисковое выходное сопло, и реверсивный отводящий канал между расположенными во второй емкости корпуса коаксиальными кожухом и обечайкой, смонтированными с частичным перекрытием.
Особенностью конструкции является то, что центральный кожух закреплен на смонтированной в зазоре мембране, расположенной над пиротехнической шашкой, формируя камеру сгорания с центральным выходом для генерируемого аэрозоля в лабиринтный канал, сообщающийся с выходным дисковым соплом.
В лабиринтном канале происходит торможение и разворот потока аэрозоля, сопровождающиеся теплоотдачей в рекуператоре, образованном металлическими кожухом с мембраной и обечайкой, на которых осаждается жидкая высокотемпературная конденсированная фаза, обладающая высокой адгезионной способностью, где она догорает и не выносится в охраняемый объем.
На выходе дисковой щели генератора температура газоаэрозольной смеси не превышает 200°С, что значительно ниже температуры воспламенения большинства материалов, а на удалении 0,7 м от генератора температура составляет 40-50°С.
Поворотный кронштейн, закрепленный между отбортовками емкостей, служит для установки генератора на несущих поверхностях и позволяет его ориентировать относительно вероятного очага возгорания.
Недостатком известного генератора является неудовлетворительное охлаждение внутри корпуса газоаэрозольного потока, свободное истечение которого происходит через центральный кожух большого проходного сечения, попадая на выход, практически минуя тупиковый ресивер, причем емкость корпуса, свободная от пиротехнической шашки, при этом слабо отбирает тепловую энергию тушащей смеси.
Кроме того, жесткое на герметике крепление узла запуска на дне второй емкости корпуса исключает возможность профилактического его осмотра в служебном обращении и замены, что снижает функциональную надежность генератора.
Удаленное расположение узла запуска над габаритным центральным кожухом, который не фокусирует термических продуктов от узла запуска, снижает динамику и стабильность воспламенения пиротехнической шашки и, следовательно, подачи тушащей смеси в защищаемый объем при пожаре.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является улучшение показателей назначения огнетушащего устройства и повышение его функциональной надежности.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном генераторе огнетушащего аэрозоля, содержащем пиротехническую шашку, смонтированную через теплоизолирующую прослойку в перекрытой кольцевой мембраной одной из двух встречно состыкованных тарельчатой формы емкостей корпуса, и камеру сгорания, сообщающуюся с выходными отверстиями посредством реверсивного канала, сформированного с частичным перекрытием центральным кожухом, закрепленным в кольцевой мембране, и коаксиальной обечайкой, установленной на дне второй емкости, на котором смонтирован осесимметричный узел запуска, электрически связанный с внешним инициирующим устройством, по предложению авторов, емкости корпуса состыкованы беззазорно, выходные отверстия распределены по периферии дна емкости, свободной от пиротехнической шашки, при этом осесимметричный узел запуска размещен внутри центрального кожуха в качестве центрального тела сопла и смонтирован с возможностью продольных перемещений.
Другим отличием является то, что инициирующее устройство узла запуска размещено в герметичной коммутационной коробке.
Отличительные признаки предложенного технического решения позволили повысить функциональную надежность генератора огнетушащего аэрозоля за счет стабильного воспламенения и горения пиротехнической шашки с регулированием газодинамического режима подачи тушащей смеси, при улучшении ее охлаждения внутри корпуса.
Выполнение корпуса генератора из двух емкостей тарельчатой формы, которые между собой состыкованы отбортовками беззазорно, образует замкнутый для генерируемого аэрозоля объем, где происходит его дополнительная обработка (чистка и охлаждение) перед подачей в охраняемый объем.
Размещение узла запуска внутри центрального кожуха, который выполняет функции сопла камеры сгорания, необходимо для формирования концентрированного факела продуктов его горения, концентрированно направленного на торец пиротехнической шашки, что повышает надежность ее воспламенения и стабилизирует горение.
Оснащение ресивера в емкости корпуса, свободной от пиротехнической шашки, выходными отверстиями на торце генератора позволяет организовывать продольный выход тушащей смеси в защищаемый объем с ориентированием на удаленный очаг возгорания, что обеспечивает разбавление и дополнительное охлаждение тонких струй аэрозоля инжектируемым воздухом защищаемого помещения.
Размещение узла запуска внутри примыкающего кожуха формирует сопловое истечение генерируемого аэрозоля из камеры сгорания - кольцевой струей, обтекающей центральное тело, газодинамическое воздействие которого регулируется изменением их взаиморасположения, за счет продольно подвижного соединения с коммуникационной коробкой.
При этом сработавший узел запуска выполняет дополнительные функции эффективного конвектора, отбирающего и отводящего на корпус тепловую энергию.
Выполнение инициирующего устройства в виде герметичной пусковой коробки локализует объем генератора от внешних воздействий и позволяет легко извлекать узел запуска для профилактического осмотра и мобильной замены, что расширяет технологические и функциональные возможности предложенной конструкции.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы.
На чертеже схематично изображены: на фиг. 1 - предложенный генератор огнетушащего аэрозоля; на фиг. 2 - то же, вид сверху.
Корпус устройства выполнен из двух встречно состыкованных отбортовками емкостей 1 и 2 тарельчатой формы без зазора между ними.
Емкости 1 и 2 изнутри оснащены теплозащитными прослойками 3, преимущественно из технологичного отверждающегося материала: строительного гипса, пенобетона и т.п., который дополнительно выполняет несущие конструкционные функции.
В емкости 1 закреплена пиротехническая шашка 4 торцевого горения, в результате которого образуется газоаэрозольная тушащая смесь, содержащая ингибиторы горения и твердые конденсированные частицы, обладающие высокой энергией.
В беззазорном стыке отбортовок емкостей 1, 2 посредством соединительных болтов 5 закреплены монтажные кронштейны 6 и кольцевая мембрана (поперечина) 7 над торцом шашки 4, формообразуя камеру 8 ее сгорания.
В поперечине 7 установлен центральный кожух 9, выполненный в форме сопла камеры 8 сгорания, в котором размещено центральное тело (см., например, Ракетные двигатели под ред. Мелькумова Т.М., Машиностроение, М., 1968, с. 480-481) - узел 10 запуска, закрепленное с возможностью относительных продольных перемещений в герметичной коммуникационной коробке 11, установленной на дне емкости 2 корпуса генератора.
На дне емкости 2 закреплена коаксиальная кожуху 9 обечайка 12 с частичным перекрытием, что формирует лабиринтный канал сообщения с внешним ресивером 13 - свободным объемом емкости 2.
По периферии дна емкости 2 корпуса распределены выходные отверстия 14, которые сообщаются с ресивером 13.
Функционирует предложенный генератор следующим образом.
Импульс от сигнальной противопожарной сигнализации при превышении температуры и/ил и задымленное™ в охраняемом помещении поступает в пусковую коробку 11, где идентифицируется, после чего происходит коммутация на инициирование узла 10 запуска.
При срабатывании узла 10 запуска образуется факел высокотемпературных продуктов сгорания его снаряжения, который примыкающим кожухом 9 направляется к торцу пиротехнической шашки 4, воспламеняя ее.
При торцевой горении шашки 4 щелевая камера 8 сгорания заполняется газоаэрозольными продуктами, которые истекают через сопловое отверстие кожуха 9, площадь критического сечения которого регулируется продольным перемещением центрального тела сопла, в роли которого выступает узел 10 запуска, ввинчиваемый до метки в пусковую коробку 11 в соответствии с создаваемым при этом газодинамическим сопротивлением на выходе сопла.
Тонкий кольцевой поток генерируемого аэрозоля, формируемый в зазоре между кожухом 9 и центральным телом сопла - сработавшим узлом 10 запуска, эффективно охлаждается за счет конвективного теплоотвода на корпус и коробку 11 посредством разогреваемой оболочки узла 10.
Далее поток газоаэрозольных продуктов неоднократно тормозится и разворачивается в обечайке 12 и ресивере 13, расширяясь и перемешиваясь, что сопровождается дополнительной теплоотдачей и, соответственно, заметным снижением их температуры.
В ресивере 13 генерируемые газоаэрозольные продукты накапливаются при повышении давления, в результате чего происходит их динамический струйный выброс через выходные отверстия 14 в защищаемый объем, где инжектируется его воздух внутрь потока, что сопровождается разбавлением и резким снижением температуры в тонких струях тушащей смеси, направляемой на очаг возгорания.
Температура продуктов тушащей смеси не превышает 150°С, которая оказывает менее агрессивное действие, так как шлаки и несгоревшая жидкая фаза аэрозоля не выносятся в защищаемый объем.
Газоаэрозольная смесь заполняет защищаемый объем и при достижении необходимой концентрации ингибиторов горения происходит подавление пожара.
Предложенная конструкция генератора огнетушащего аэрозоля, в котором возможно регулировать термодинамический режим и аэродинамическое сопротивление потока тушащей смеси, является более продуктивной и эффективной действующих аналогов и должна пользоваться спросом потребителей.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по противопожарной технике, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления генераторов огнетушащего аэрозоля на действующем производстве, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.