ИМПУЛЬСНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ ПОРОШКОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к порошковым средствам пожаротушения, предназначенным для тушения пожаров на промышленных объектах, складах, транспорте и в быту.
Известно устройство порошкового пожаротушения (пат. РФ №2085235 кл. А 62 С 13/22, опубликованное в 1997 г.) импульсного действия. Устройство содержит наполненный огнетушащим порошком цилиндрический корпус с днищем, узел с пиротехническим зарядом и воспламенителем, отделенный от порошка поршнем с перфорацией, и герметизирующую корпус крышку.
К причинам препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании данного изобретения относится то, что при выбросе порошок не распыляется, а выбрасывается в виде компактной струи, а также поршень может застревать в промежуточном положении в результате трения поршня о стенки корпуса, что будет увеличивать остаток порошка в корпусе. Кроме того, это устройство не имеет режима самосрабатывания.
Известно устройство «Порошковый огнетушитель» (пат. РФ №2082472 кл. А 62 С 13/22, опубл. 1997 г), который состоит из корпуса, крышки, с определенным соотношением их толщин. Внутри корпуса размещены огнетушащий порошок и инициирующее вещество при заполнении корпуса от 90% до 99%. Устройство является самосрабатывающим.
К недостаткам, препятствующим использованию данного огнетушителя является отсутствие срабатывания от электрозапуска.
Известен автоматический порошковый огнетушитель (пат. РФ 2147902, Кл. А 62 С 13/22, опубл. 1992 г.), который обеспечивает срабатывание в автоматическом режиме, как при условии электрического запуска, так и при условии самосрабатывания. Данное устройство содержит герметичный корпус с крышкой, заполненные огнетушащим порошком, в крышку вмонтирована камера с газогенерирующим зарядом и электроактиватором, определены соотношения объемов корпуса и камеры, а также соотношения площади газоотводных отверстий камеры и площади поверхности газогенерирующего заряда.
Дополнительно в корпусе может быть размещен инициирующий порошок соединенный огнепроводным шнуром с газогенерирующим зарядом.
К недостаткам, препятствующим использование известного устройства, относится небольшая вероятность безотказной работы.
Таким образом, актуальной является задача создания импульсного модуля порошкового пожаротушения, обеспечивающего надежность срабатывания, равномерное распределение огнетушащего порошка на максимально возможной площади защищаемого помещения.
На решение этой задачи направлено изобретение, объектом которого является импульсный автоматический модуль порошкового пожаротушения.
Наиболее близким устройством к заявленному техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату, является автоматический порошковый огнетушитель (пат. РФ №2147902 кл. А 62 С 13/22), который и выбран в качестве прототипа.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что при использовании предлагаемого импульсного автоматического модуля пожаротушения создается импульсно (в течение времени менее 0,1 с) равномерное распределение огнетушащего порошка на максимально возможной площади и в объеме защищаемого помещения, что приводит к тушению очага загорания на самой ранней стадии развития пожара.
При этом данный технический результат обеспечивается в режиме самосрабатывания на один из факторов сопровождающих пожар, например, на температуру. Полный выброс огнетушащего порошка и надежность срабатывания модуля обеспечивается определенным соотношением геометрических параметров корпуса и крышки, что было определено расчетно-экспериментальным путем.
Наличие насечек на корпусе модуля в виде радиальных или спиралевидных канавок, их количество, глубина и ширина канавок позволяют регулировать направление факела распыла, его равномерность, а также интенсивность подачи порошкового состава на защищаемую площадь или в объеме помещения. Совокупность всех существенных признаков обеспечивает высокую надежность срабатывания.
Указанный технический результат достигается тем, что импульсный автоматический модуль порошкового пожаротушения, содержащий герметичный корпус с крышкой, огнетушащий порошок, закрепленную в крышке камеру с газогенерирующим зарядом и электроактиватором, корпус выполнен в виде полусферы или шарового сегмента, или цилиндра, переходящего в полусферу или шаровой сегмент, с участками ослабленного сечения, отличающийся тем, что отношение диаметра корпуса и диаметра крышки составляет от 0,1 до 1,0, а отношение высоты корпуса и высоты крышки составляет от 0,01 до 100, а участки ослабленного сечения выполнены в виде профилирующих насечек, глубина которых составляет от 0,01 до 0,5 толщины корпуса, а ширина насечек от 1,0 до 2,0 толщины корпуса.
Корпус с крышкой жестко соединены, например завальцовочным кольцом.
Завальцовочное кольцо может быть снабжено вертикальным буртиком, общая длина которого составляет от 0,4 до 1,0 длины завальцовочного кольца.
Отношение толщины стенки корпуса к толщине крышки составляет от 1:1 до 1:15, что является предпочтительным.
Профилированные насечки выполнены с наружной или внутренней стороны корпуса в виде радиальных канавок или по крайней мере, одной спиралеобразной канавки.
Крышка может быть выполнена плоской или выпуклой.
При этом внутри или снаружи корпуса дополнительно может быть размещено инициирующее средство, соединенное огнепроводным шнуром с газогенерирующим зарядом.
Корпус и крышка могут быть выполнены из одинакового материала или из разных материалов, а модуль выполнен с возможностью подвесной установки и крепления.
Завальцовочное кольцо, соединяющее корпус и крышку, с целью увеличения угла раскрытия факела распыла, снабжено вертикальным буртиком, в котором на всю его высоту могут быть выполнены вырезы, общая длина которых не превышает 0,4 длины периметра вертикального буртика.
Предложенная полезная модель неизвестна из доступных источников информации, явным образом не следует из уровня техники и промышленно применима в качестве автоматического средства защиты от пожара, то есть соответствует всем критериям патентоспособности согласно действующему законодательству.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен в разрезе общий вид импульсного автоматического порошкового модуля порошкового пожаротушения, где:
1 - корпус;
2 - крышка;
3 - огнетушащий порошок;
4 - камера;
5 - газоотводные отверстия;
6 - газогенерирующий заряд;
7 - электроактиватор.
1
1
Приняты обозначения: диаметр корпуса -D; высота корпуса - H;
2
2
1
2
1
2
диаметр крышки - D; высота крышки -Н; при этом D/D=0,1-1,0; H/H=0,01-100.
1
2
1
Толщина корпуса - Z; толщина крышки - Z; глубина насечки - h; ширина насечки - а; длина завальцовачного кольца - L; длина буртика - L.
На фиг.2 представлен вид корпуса снизу с выполненными профилирующими насечками - 8, в виде радиальных или спиралеобразующих канавок.
На фиг, 3 представлен в разрезе общий вид импульсного порошкового модуля с частным случаем размещения инициирующего средства в виде порошка внутри корпуса, где:
9 - инициирующее средство;
10 - огнепроводный шнур.
На фиг.4 представлен общий вид модуля, где 11 - завальцовочное кольцо, а 12 - буртик с вырезами.
В качестве огнетушащего порошка используют вещества, разлагающиеся при нагревании с выделением газов, например «Пирант-А» (ТУ 301-00-10-90) или ПСБ-3 (ТУ 6-18-139-83).
В качестве газогенерирующего заряда используется, например, состав СЭПТ ТУ 4854-002-17191106-96.
В качестве инициирующего порошка используют любой известный газообразователь (например, азодикарбонамид ТУ 6-03-408-80, известный под торговой маркой ЧХЗ-21). Огнепроводный шнур по ТУ ХО PC 01 001-91. Импульсный автоматический модуль имеет два режима пуска: электрический и термохимический (самосрабатывание). В электрическом пуске модуль работает следующим образом. При поступлении электрического сигнала на газогенерирующий заряд (6) и электроактиватор (7) (например, от пожарных извещателей) он начинает работать и выделять газы, поступающие во внутренний объем корпуса (1), которые взрыхляют огнетушащий порошок (3). В результате выделения газов давление внутри модуля возрастает. При достижении расчетного уровня давления происходит раскрытие корпуса (1) по насечкам (8) и под действием избыточного давления огнетушащий порошок (3) импульсно с высокой скоростью выбрасывается в защищаемое помещение.
1
2
1
2
Для обеспечения равномерности распыления порошка в пространстве и раскрытия корпуса по насечкам корпус выполнен в виде полусферы, или шарового сегмента или цилиндра переходящего в полусферу или шаровой сегмент, с участками ослабленного сечения, с учетом того, что отношения диаметра корпуса (D) и диаметра крышки (D) составляют от 0,1 до 1,0, а отношение высоты корпуса (H) и высоты крышки (Н) составляют от 0,01 до 100, а участки ослабленного сечения выполнены в виде профилирующих насечек, глубина (h) которых составляет от 0,01 до 0,5 толщины корпуса, а ширина (а) насечек от 1,0 до 2,0 толщины корпуса.
При нарушении этих соотношении наблюдается неполное вскрытие корпуса (1), неравномерное распределение огнетушащего порошка на защищаемой площади и, как следствие, снижение надежности тушения пожаров на защищаемом объекте.
Для подтверждения достигаемого технического результата проводились испытания в соответствии с методиками представленными в нормах пожарной безопасности НПБ 67-98 «Автоматические установки порошкового пожаротушения. Модули. Общие технические требования. Методы испытаний». Фиксировался характер вскрытия крышки по насечкам и результат тушения модельных очагов пожара (бензин) на максимальному примеру было проведено не менее 3-х испытаний. Плюс в таблице (+) означает положительный результат (достигнуто тушение, обеспечивается полное вскрытие крышки), (-) отрицательный результат (тушение не достигнуто, частичное вскрытие крышки). В таблице 1 представлены параметры модулей и результаты, полученные на экспериментальных образцах при выявлении оптимальных характеристик, при этом
1
варьировались размеры диаметра корпуса (D1) и крышки (D2) высоты корпуса корпуса (H1) и крышки (Н2) при соблюдении определенных соотношений между ними, при этом толщина корпуса была фиксирована и равнялась Z=1,2 (мм).
1
1
2
2
Результаты испытаний, приведенные в таблице 1, свидетельствуют о достижении заявленного технического результата (пример 1-4), а контрольные примеры (5-14) подтверждают обоснованность выбора соотношения геометрических параметров корпуса (D и H) и крышки (D и Н), и глубины (h) и ширины (а)насечек.
Эффективность работы модуля в отдельных случаях зависит от соотношения толщины стенок корпуса и крышки, которое должно находиться в диапазоне от 1:1 до 1:15.
При результате отношения более чем 1:1 модуль будет срабатывать только из-за разрушения крышки (2), а при результате отношения менее 1:15 невозможно обеспечить в тонком материале корпуса требуемую глубину насечек, что влияет на эффективность выброса порошка.
Для эффективного выброса порошка на дне корпуса с наружной или внутренней стороны выполнены радиальные или спиралеобразные насечки в виде канавок, разделяющие корпус на несколько лепестков с глубиной канавок от 0,01 до 0,5 от толщины корпуса и шириной от 1,0 до 2,0 от толщины корпуса.
При глубине канавок менее 0,01 толщины корпуса модуль работает ненадежно из-за неравномерности раскрытия лепестков, а при глубине более 0,5 снижается интенсивность выброса порошка из корпуса, а следовательно и эффективность тушения. При ширине канавок менее 1,0 толщины корпуса модуль работает ненадежно, также как при ширине более 2,0 толщин корпуса: из-за невозможности проконтролировать глубину канавки по всей ее ширине.
Для обеспечения максимального угла раскрытия порошкового облака без отрыва лепестков корпуса при срабатывании модуля корпус (1) и крышка (2) могут быть соединены, например, завальцовочным кольцом (11) с вертикальным буртиком (12), в котором могут быть выполнены вырезы по количеству кратному количеству лепестков с суммарной длиной вырезов, не превышающей 0,4 длины периметра завальцовочного кольца (вертикального буртика). Если общая длина буртика будет меньше 0,4 длины завальцовочного кольца, то наблюдается отрыв лепестков, а следовательно не достигается необходимый угол раскрытия для выброса порошка.
Запуск модуля в работу в режиме самосрабатывания осуществляется следующим образом. При достижении на корпусе (1) модуля определенного уровня температуры (например, 80-90°С), за счет теплопередачи через стенку корпуса (1) температура передается в массу инициирующего вещества (9) и начинается химическая реакция с резким повышением температуры, что приводит к воспламенению огнепроводного шнура (10), который передает тепловой импульс на запуск в работу газогенератора (6). В дальнейшем работа модуля также как и в режиме электрического пуска.
Для уменьшения инерционности срабатывания модуля в режиме самосрабатывания корпус модуля выполняется из металла с высоким коэффициентом теплопроводности, например, медь, алюминий. Надежность срабатывания модуля в режиме самосрабатывания обеспечивается тем, что инициирующее вещество (9) размещено в герметичной оболочке, исключающей контакт инициирующего вещества (9) с огнетушащим порошком (3), а огнепроводный шнур (10) также проложен через герметичный канал.
Проведенные огневые испытания модулей порошкового пожаротушения, установленные в помещении на высоте 2,5-3,0 м и расположенного под ними очага пожара класса «13В» в режиме автоматического пуска показали 100% огнетушащею способность 50-ти опытных образцов. Самосрабатывание при описанных выше условиях происходит через 100-120 с. после поджога очага пожара. Испытания подтвердили необходимость соблюдения указанных соотношений геометрических параметров корпуса и крышки для обеспечения полного выброса огнетушащего порошка и высокой надежности срабатывания модуля.
Следовательно, предлагаемая полезная модель направлена на достижение указанного технического результата.