УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРОЗОЛЬНОГО ТУШЕНИЯ ПОЖАРА

Устройство для аэрозольного тушения пожара относится к области объемного аэрозольного пожаротушения, взрывопредупреждения в условно закрытых объемах и предназначено для огнетушителей, действие которых основано на подаче в объем защищаемого помещения газообразного аэрозоля, генерируемого путем сжигания твердотопливного заряда. Устройство может эффективно использоваться в мобильных, индивидуальных и стационарных установках пожаротушения для тушения загораний и пожаров в различных типах сооружений (производственных, складских, офисных помещениях, оборудования, транспорта и др.).
Известно значительное число устройств, реализующих подобный способ объемного аэрозольного тушения пожара, основными конструктивными элементами которых являются металлический корпус многократного использования с выходным отверстием, камера сгорания, заряд аэрозольобразующего состава, узел инициирования и узел температуропонижения - система охлаждения (Патенты РФ №2046614 от 27.10.1995 г., №2115450 от 20.07.1998 г., №2097079 от 27.11.1997 г., №2142834 от 20.12.1999 г., №220573 от 10.06.2003 г., №2008045 от 28.02.1994 г., №1433 от 12.10.93 г. и другие).
Основной недостаток известных устройств для объемного аэрозольного тушения огня - это высокая температура (более 1200°C) выходящего из устройства пожаротушащего аэрозоля (так называемые «горячие» генераторы), что связано в первую очередь с низкой эффективностью при использовании пассивных охладителей, охлаждающих насадок или устройств и резким ограничением их применения в условиях огне- и взрывоопасных помещений.
Кроме того, выше перечисленные устройства обладают такими существенными недостатками, как применение сложных и дорогостоящих основных узлов конструкции, например, системы охлаждения, включающей все известные способы темперотуропонижения: абляционное покрытие корпуса и сопла, воздушно-эжекционная насадка; сообщающийся с корпусом и соплом жидкий охладитель и т.п.
Наиболее близким по сущности к предлагаемому техническому решению является конструкция устройства по патенту РФ №2142836 C1 от 20.12.1999 г., МПК A62C 35/00, A62C 13/22 «Генератор аэрозоля», содержащего пиротехнические шашки, воспламенитель и выполненный в виде жестко связанных, коаксиально смонтированных с кольцевым зазором цилиндров блок охлаждения и корпус с абляционным теплозащитным слоем в оболочке (так называемой абляционной облицовкой), снабженного крышкой с выходным отверстием, между которыми сформирован ресивер. Пиротехнические шашки, при сгорании которых выделяется огнетушащий аэрозоль, установлены по центру внутри блока охлаждения, цилиндр которого и оболочка абляционного теплозащитного слоя из гипса выполнены металлическими перфорированными, а крышка связана с диафрагмой с соплами и имеет эжекционные окна и непосредственно закреплена на корпусе аксиально.
Известное техническое решение, принятое за прототип, функционально надежно, однако имеет сложную пассивную конструкцию системы (блок охлаждения с дополнительными цилиндрами, металлическая перфорированная оболочка абляции, эжекционные окна, сопла и т.д.), а также выполнено с использованием прослоек из насыпного абляционного материала. Это приводит к повышенной материалоемкости на единицу массы пожаротушащего состава и определяет сложность и громоздкость устройства, технологические трудности его изготовления и сборки.
3
Кроме того, несмотря на обеспечение невысокой температуры газоаэрозольной смеси на выходе устройства пожаротушения огнетушащая способность подобных систем составляет не менее 50-55 г/м, что свидетельствует о низкой эффективности процесса тушения пожара.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства, обеспечение высокой пожаротушащей эффективности и повышения уровня безопасности и долговечности при его эксплуатации при сохранении низкого уровня температуры аэрозоля на выходе из устройства и температуры корпуса без увеличения габаритно-массовых характеристик устройства.
3
Задача решается за счет того, что устройство для аэрозольного тушения пожара, включающее корпус, абляционную облицовку, заряд аэрозоль-образующего состава, воспламенитель, сопло, диафрагму, содержит абляционную облицовку из 7-10%-ного геля полиакриламида, находящегося в высокопористом ячеистом материале из корунда с размером ячеек в виде пентагондодекаэдра 1-4 мм, толщиной перемычек 0,2-1,0 мм и кажущейся плотности материала 0,10-0,70 г/см, при этом абляционная облицовка расположена вдоль корпуса и выходного сопла устройства.
На фиг. 1 представлена конструкция предлагаемого технического решения.
В корпусе 1 через абляционную облицовку 5, 6 расположен заряд аэрозольобразующего состава 3, к которому прикреплен воспламенитель 4. На торце корпуса установлено выходное сопло 2 с диафрагмой 7. Толщина облицовки определяется исходя из времени работы генератора.
На фиг. 2 представлена структура используемого в конструкции высокопористого ячеистого материала (ВПЯМ).
3
Экспериментальными работами установлено, что металлический ВПЯМ в силу его высокой теплопроводности не подходит для активного аблирующего покрытия, поэтому за базовый материал принят высокопористый корунд с размером ячеек в виде пентагондодекаэдра 1-4 мм, толщиной перемычек 0,2-1,0 мм и кажущейся плотности материала 0,10-0,70 г/см, получаемый на основе открытопористого пенополиуретана методами порошковой металлургии.
Именно использование в качестве абляционного материала прочного и теплоемкого ВПЯМ, заполненного 7-10% гелем акриламида, обеспечивает при работе предложенной конструкции устройства требуемое снижение температуры газоаэрозольного потока и его высокую дисперсность.
Устройство работает следующим образом. Запуск генератора осуществляется воспламенением заряда, при горении которого генерируется газоаэрозольная смесь, включающая эффективные ингибиторы горения.
При повышении температуры образующего аэрозоля и элементов конструкции начинается возгонка геля-акриламида, на 90% состоящего из воды, через структуру ВПЯМ. Высокодисперсные пары воды, разбавляют и охлаждают поток газоаэрозольных продуктов горения заряда, что приводит к более активному снижению температуры продуктов тушащей смеси на выходе устройства.
3
3
Высокая эффективность снижения температуры высокодисперсной аэрозольно-водной смеси, подаваемой генератором, способствует повышению ее огнетушащей способности до уровня 40-45 г/м (необходимо 40 г топлива для тушения аэрозолем 1 м помещения), а значит более эффективному и безопасному подавлению очага пожара.
Таким образом, использование заявленного устройства для аэрозольного тушения пожара позволяет упростить конструкцию устройства, обеспечить высокую огнетушащую эффективность и пожаробезопасность, сохранив низкий уровень температуры аэрозоля на выходе из устройства и температуры корпуса без увеличения габаритно-массовых характеристик генератора.