ГЕНЕРАТОР ОГНЕТУШАЩЕГО АЭРОЗОЛЯ ОПЕРАТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ
FIRE-EXTINGUISHING AEROSOL GENERATOR OF OPERATIONAL APPLICATION

Изобретение относится к ручным переносным устройствам для оперативного тушения пожаров посредством генерирования аэрозоля, содержащего активные ингибиторы горения, и может быть использовано в качестве метательного средства в очаг возгорания для первичного подавления пожара в закрытых объемах, особенно в условиях повышенной влажности, на судах, в портовых сооружениях, пакгаузах и т.п.
Уровень данной области техники характеризует метательное огнетушащее устройство, описанное в патенте по RU 2483771 C1, А62С 19/00, 2012 г., которое содержит два пиротехнических заряда, установленных через картонные прослойки в корпусных емкостях тарельчатой формы, соединенных отбортовками встречно, образуя выходное дисковое сопло, соосное щелевой камере горения, где помещена предохранительная сгорающая прокладка, и воспламенитель, сообщающийся с посредством замедлителя с узлом инициирования терочного типа, помещенным в быстроразъемном пенале, смонтированном в скобе-рукоятке, которая закреплена на отбортовках корпуса.
Особенностью описанного устройства является то, что камера горения перекрыта огнепреградителем, выполненным в форме упругого кольца, установленного в выходном сопле внатяг с торцом отбортовок емкостей, между которыми направлена дюза наклоненного пенала.
Размещенный в пенале воспламенитель примыкает непосредственно к пиротехническому временному замедлителю.
Скоба с рукояткой установлена на крепежных болтах отбортовок корпусных емкостей, выше их диаметра и наклонена к выходному соплу, чтобы обеспечить удобство инициирования устройства, удерживаемого одной рукой, и облегчить доступ к крышке пенала свободной рукой для манипуляций со шнуром терочного узла запуска.
Недостатком этого устройства является неудовлетворительная мобильность запуска генератора огнетушащего аэрозоля из-за необходимости перед использованием удалить укрепленное внатяг и утопленное в сопле упругое кольцо с применением шанцевого инструмента, которым необходимо комплектовать каждое автономное устройство.
При этом негативно сказывается человеческий фактор в экстремальных условиях, в результате чего огнепреградительное кольцо может быть не удалено, что не допустит (по назначению) прохождения инициирующего огневого импульса от воспламенителя вовнутрь устройства, к функциональным пиротехническим шашкам, то есть метаемый генератор в очаге возгорания не сработает.
Термозащитные прослойки из картона не обеспечивают монолитности соединения с пиротехническими шашками и при падении устройства не гасят ударных нагрузок на шашки, которые могут разрушаться, в результате чего торцевой режим горения дестабилизируется, изменяется газодинамика выхода генерируемого огнетушащего аэрозоля - требуемая эффективность пожаротушения не достигается.
Кроме того, расположение рукоятки со смещением от центра масс генератора, чтобы обеспечить доступ к терочному механизму, а также инициирование последнего посредством терки по воспламенительному заряду, размещенному внутри пенала, крайне неудобны для неподготовленного человека.
Отмеченные недостатки устранены в более совершенном метательном генераторе огнетушащего аэрозоля оперативного применения для первичного подавления пожара путем его метания в очаг возгорания, описанный в патенте RU 2591000 C1, А62С 19/00, 2015 г., который по технической сущности и числу совпадающих существенных признаков выбран в качестве ближайшего аналога предложенному генератору.
Известный генератор включает два пиротехнических заряда (шашки), установленных через термозащитные прослойки, выполненные из магнезита, в корпусных емкостях тарельчатой формы, соединенных с зазором между их отбортовками (фланцами), образуя выходное дисковое сопло, соосное камере горения, которая в положении охранения перекрыта предохранительной сгорающей прокладкой, предотвращая прямой доступ атмосферной влаги внутрь генератора.
На скобе с рукояткой, разновысокие стойки которой установлены на болтах крепления отбортовок, закреплен пенал с узлом инициирования, который содержит последовательно воспламенитель, пиротехнический временной (5-10 с) замедлитель, усилительный заряд и дюзу, направленную в сопло.
Пенал узла инициирования вкручен в резьбовое отверстие скобы до упора в пиротехнические заряды, примыкая к предохранительной прокладке.
Стойки скобы закреплены по диаметру корпусных емкостей таким образом, что перегиб рукоятки располагается в плоскости центра масс генератора, что обеспечивает удобство его прицельного метания.
Воспламенитель узла инициирования выполнен в виде подпружиненного накольника, установленного соосно капсюлю-воспламенителю и застопоренного чекой выдергивания (дополнительная ступень предохранения).
При извлечении чеки подпружиненный накольник функционирует в качестве автоматического ударного механизма по инициированию соосного капсюля-воспламенителя.
Установка съемного пенала с узлом инициирования в посадочном резьбовом отверстии скобы позволяет хранить его раздельно от генератора и вкручивать до упора в посадочное отверстие скобы непосредственно перед использованием по назначению, что в принципе исключает несанкционированное воспламенение пиротехнических зарядов при хранении и в служебном обращении с генератором.
Примыкание пенала непосредственно к предохранительной прокладке, выполненной по диаметру пиротехнических шашек, обеспечивает ее сгорание при подаче через дюзу огневого форса, причем бегущий фронт горения прокладки способствует воспламенению торцевых поверхностей примыкающих пиротехнических шашек, которые при горении генерируют огнетушащий аэрозоль в зазор между ними.
Магнезит термоизолирующих прокладок между корпусными емкостями и функциональными зарядами, отверждающийся при спекании, представляет собой сотовую структуру, демпфирующую деформации от внешних механических нагрузок, которые не передаются на пиротехнические шашки, сохраняющие работоспособность при динамических нагрузках до 5g.
Продолжением отмеченных достоинств известного генератора огнетушащего аэрозоля являются присущие следующие недостатки.
Неудовлетворительная функциональная надежность при эксплуатации в условиях повышенной влажности, особенно на морских судах, когда высокопористая прокладка впитывает влагу и не горит, при этом воспламеняемость функциональных шашек, поверхность которых не изолирована от негативного действия атмосферной влаги, ухудшается до полного отказа из-за физической непроходимости инициирующего форса вдоль камеры горения.
Предохранительная пористая прокладка, пропитанная влагой, превращается в огнепреградитель, делая генератор нефункциональным.
Изготовление термоизолирующих прослоек из магнезита, модернизированного вермикулитом или пиритом, из-за его отверждения спеканием в корпусных емкостях, которые снаряжены функциональным пиротехническим зарядом, представляет собой технологическую сложность и небезопасно.
Кроме того, формирование выходного дискового сопла посредством примыкающих пуклей на фланцах сопрягаемых корпусных емкостей не позволяет регулировать его проходное сечение, изменяя скорость выхода тушащей смеси при использовании разных пиротехнических составов функционального снаряжения, что ограничивает технологические возможности генератора.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности универсального метательного генератора огнетушащего аэрозоля и расширение его технологических возможностей по использованию в условиях повышенной влажности, в частности на морских судах.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном метательном генераторе огнетушащего аэрозоля оперативного применения, выполненном из двух встречно скрепленных резьбовым крепежом по фланцам корпусных емкостей тарельчатой формы, где через теплоизолирующую прослойку из отверждающегося материала размещены функциональные шашки пиротехнического состава с зазором между торцовыми поверхностями горения, образованным пуклями их фланцев, формируя дисковое выходное сопло, и к которому радиально примыкает пенал воспламенительного устройства, закрепленный на профильной рукоятке, смонтированной между фланцами корпусных емкостей, при этом подпружиненный накольник капсюля-воспламенителя застопорен чекой, согласно изобретению, поверхность горения пиротехнических шашек покрыта лаком или силиконом, проходное сечение дискового сопла регулируется посредством набора мерных шайб крепежа, помещенных между пуклями фланцев, при этом теплоизолирующая прослойка выполнена из пенобетона или строительного гипса, а накольник подпружинен к торцу пенала, противному капсюлю-воспламенителю.
Отличительные признаки предложенного технического решения повысили функциональную надежность метательного генератора более простой и технологичной конструкции с регулируемым выходом тушащей смеси, используемого для оперативного первичного подавления очагов возгорания в закрытом объеме, преимущественно в условиях повышенной влажности.
Покрытие поверхности горения функциональных шашек слоем лака или силикона изолирует их пиротехнический состав от взаимодействия с атмосферной влагой, что сохраняет воспламеняемость при длительном хранении и стабильность горения, обеспечивая заданные показатели назначения.
Формирование заданного зазора между фланцами совмещаемых корпусных емкостей в структурированном генераторе посредством мерных шайб крепежа, помещаемых между их пуклями, позволяет устанавливать при сборке генератора требуемое проходное сечение выходного дискового сопла и необходимый удельный выход генерируемого огнетушащего аэрозоля, обеспечивая его расход из камеры горения с расчетной скоростью, интенсифицируя процесс подавления пожара.
Поджатие накольника пружиной сжатия к торцу пенала фиксирует его удаленное от капсюля-воспламенителя положение после извлечения чеки, чем предотвращается самопроизвольное автоматическое инициирование последнего. Предложенная конструктивная связь структурных элементов узла инициирования предполагает активное механическое воздействие пользователя генератором для принудительного ударного перемещения накольника, при сопутствующем сжатии его пружины, до взаимодействия с капсюлем-воспламенителем.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Сущность изобретения поясняется чертежом, который служит чисто для иллюстрации и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы.
На чертеже изображены:
на фиг. 1 - предложенный генератор, вид сверху;
на фиг. 2 - то же, вид сбоку;
на фиг. 3 - вид А на фиг. 2;
на фиг. 4 - снаряженная корпусная емкость.
Предложенный генератор огнетушащего аэрозоля оперативного применения представляет собой переносное метательное устройство для ликвидации пламенного горения и локализации пожара в замкнутых помещениях объемным способом, за счет воздействия на очаг горения газообразными и мелкодисперсными ингибиторами, содержащимися в генерируемом огнетушащем аэрозоле, который получается из пиротехнического заряда при его горении, согласно НТВ 73-98, ГОСТ Р 53285-2009 Генераторы огнетушащего аэрозоля переносные.
Несущая оболочка генератора (фиг. 1 и 2) выполнена из двух встречно смонтированных симметричных корпусных емкостей 1 тарельчатой формы, которые по фланцам 2 (отбортовкам) скреплены болтами 3 с гарантированным зазором, формообразующим выходное дисковое сопло 4.
Зазор между фланцами 2 образован примыкающими пуклями 5 (фиг. 3), между которыми на крепежных болтах 3 размещены мерные шайбы 6, посредством набора которых регулируется проходное сечение сопла 4.
В корпусных емкостях 1 через самоотверждающиеся прослойки 7 (фиг. 4) из строительного гипса или пенобетона заподлицо с фланцами 2 закреплены функциональные шашки 8 из пиротехнического состава, при горении которого генерируется огнетушащий аэрозоль, включающий ингибиторы горения в виде дисперсионной фазы газообразных веществ и твердые высокоэнергетические частицы.
Между свободными поверхностями шашек 8 сформирована щелевая камера 9 горения, соосная дисковому соплу 4 (фиг. 2).
Торцовая поверхность шашек 8 покрыта адгезионно прилегающей защитной пленкой лака или силикона (условно не показано), которая изолирует в служебном обращении их пиротехнический состав от взаимодействия с атмосферной влагой, предотвращая структурные разрушения. При этом камера 7 горения остается открытой для свободного сообщения с выходным дисковым соплом 4.
На диаметрально расположенных крепежных болтах 3 (фиг. 1) установлены разновысокие стойки 10 скобы 11, совмещенной с рукояткой 12, перегиб которой размещен в плоскости центра масс генератора.
В резьбовом отверстии 13 скобы 11 ввинчен до упора в шашки 8 расположенный в пазу 14 фланцев 2 и в посадочном канале 15, выполненном в прослойках 7, пенал 16 узла инициирования.
В съемном пенале 16 узла инициирования последовательно установлены: накольник 17, прижатый пружиной 18 сжатия к верхнему по чертежу торцу, соосный капсюлю-воспламенителю 19, размещенному на замедлительном пороховом заряде 20, который через усилительный заряд 21 сообщается с дюзой 22 на нижнем торце пенала 16, направленной в щелевую камеру 9 горения функциональных шашек 7.
Накольник 17 посредством чеки 23, оснащенной кольцом 24 выдергивания, геометрически замкнут в пенале 16, образуя ступень предохранения от несанкционированного запуска генератора в работу.
Медленно горящий заряд 20 обеспечивает временную задержку 5-10 с в передаче теплового импульса от капсюля-воспламенителя 19 на усилительный заряд 21, выбранную из условия достаточности для прицеливания, замаха и метания генератора в очаг возгорания.
Функционирует предложенный генератор огнегасящего аэрозоля следующим образом.
Для применения по назначению в резьбовое отверстие 13 скобы 11 вворачивают до упора пенал 16 узла инициирования.
Затем, удерживая одной рукой за рукоятку 12 скобы 11, второй свободной рукой, расшплинтовав чеку 23, за кольцо 24 ее выдергивают из пенала 16, освобождая накольник 17 от геометрического замыкания, который остается в исходном положении под действием сил упругости пружины 18 сжатия.
После снятия ступени предохранения, когда узел инициирования готов к срабатыванию, удерживая генератор за рукоятку 12 и с противной стороны за корпусные емкости 1, с размаху ударяют накольником 17 о любую твердую поверхность, когда создается усилие 30-100Н; или возможно ударить предметом непосредственно по школьнику 17, который, сжимая пружину 18, перемещается до взаимодействия с капсюлем-воспламенителем 19.
Форсом пламени, образующимся при срабатывании капсюля-воспламенителя 19, поджигается медленно горящий заряд 20, формируя временную задержку, достаточную для прицельного броска генератора в очаг возгорания.
Тепловой энергией от сгоревшего заряда 20 воспламеняется усилительный заряд 21, который образует вспышку, при этом форс огня через дюзу 22 передается в камеру 9 торцевого горения функциональных шашек 8. При этом пленочное лаковое или силиконовое покрытие торцевых поверхностей шашек 8 сгорает практически мгновенно.
Форс огня, формируемый дюзой 22, одновременно поджигает с открытых поверхностей пиротехнические шашки 8, а расширяющийся линейный фронт горения, ускоряемый тягой в щелевой камере 9 горения, воспламеняя их по всей площади.
При горении пиротехнических шашек 8 генерируется газоаэрозольное образование, включающее ингибиторы горения, заполняющее камеру 9, где возрастает давление, в результате чего тушащая смесь скоростным расширяющимся потоком через дисковое сопло 4 распространяется во все стороны защищаемого объема помещения, в котором, при достижении необходимой концентрации ингибиторов горения, подавляет пожар.
Ингибиторы горения, содержащиеся в генерируемом аэрозоле, прерывают цепную реакцию окисления, в результате чего горение прекращается.
В закрытых объемах рубки, приборного отсека, каюты, салона и прочего очаг и возгорания подавляются полностью, а в относительно больших помещениях (трюма, моторного отсека) после первичного подавления очага возгорания проводят последующую проливку из гидрантов.
Натурные испытания опытных образцов предложенного метательного генератора подтвердили его функциональность в условиях длительного хранения в условиях повышенной влажности и несущую прочность при динамическом импульсном нагружении.
Лаковое или силиконовое покрытие торцевых поверхностей горения пиротехнических шашек надежно их изолирует в течение длительного времени хранения в условиях повышенной влажности, что подтвердили ускоренные климатические испытания, после которых воспламенение надежное и горение стабильное.
Термоизолирующие прослойки из гипса или пенобетона предотвращают разогрев корпусных емкостей при работе генератора выше 80°С, что исключает возникновение вторичных очагов возгорания на опорной поверхности в защищаемом помещении.
Инициирующий механизм ударного действия в съемном пенале обеспечивает оперативность и удобство применения в экстремальных условиях, формируя огневой импульс в камере горения в заданном узком временном диапазоне.
Сравнение предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.
Предложенные отличия генератора огнетушащего аэрозоля оперативного применения, которые прямо не следуют из постановки технической задачи, не являются очевидными для специалистов по переносным средствам тушения пожаров.
Изготовление усовершенствованного по изобретению модернизированного генератора возможно осуществлять на действующем в серийном производстве автоматическом оборудовании.
Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.