АВТОНОМНОЕ УСТРОЙСТВО ГАЗОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности к стационарным устройствам для локализации и тушения пожаров и возгораний, в том числе при горении твердых и жидких веществ, а также пожаров и возгораний в электрооборудовании, находящемся под напряжением.
Следует также отметить, что заявляемое техническое решение относится к термоактивируемым автономным устройствам газового пожаротушения и для срабатывания такого устройства отсутствует необходимость в пусковых устройствах, таких, например, как индикатор давления, пробойник или ниппель и тому подобное.
Из уровня техники известны следующие автономные устройства газового пожаротушения:
Известно устройство пожаротушения (Заявка US 201113218739 A от 26.08.2011, № публикации US 2012048577 A1, МПК: А62С 2/00; А62С 3/00, Заявитель Ball Gregory Keaton (US), опубликован: 01.03.2012).
Изобретение представляет собой устройство для подавления или тушения пожаров. В некоторых вариантах осуществления устройство пожаротушения содержит огнетушащее вещество, корпус, выполненный из материала для удерживания огнетушащего вещества, и средства крепления для крепления огнетушителя к поверхности. Устройство пожаротушения приводится в действие, когда первый материал теряет целостность при воздействии заранее заданной высокой температуры или воздействия открытого пламени, что приводит к выбросу огнетушащего вещества на целевую область. Целевая область - это место, в котором может возникнуть пожар, например место рядом с любым устройством, выделяющим тепло или являющимся горючими поэтому считающимся пожароопасным. Устройство пожаротушения размещают так, чтобы огнетушащее вещество выбрасывалось на целевую площадь.
Недостатком известного устройства пожаротушения по отношению к заявляемому техническому решению является нестабильность срабатывания из-за отсутствия возможности разрушения корпуса по точно заданной температуре и времени срабатывания.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является автономная установка пожаротушения - прототип (Патент RU 210431 U1, МПК: A62C 3/00, Заявитель Общество с ограниченной ответственностью "ПироХимика" (RU), опубликован: 15.04.2022), представляющее собой корпус из полимерного материала в виде герметично закрытой с обоих торцов полимерной трубки, заполненной химическим реагентом, при этом трубка дополнительно покрыта снаружи тонкой полимерной защитной пленкой, торцы полимерной трубки плоско запаяны.
Недостатком прототипа по отношению к заявляемому техническому решению также является нестабильность срабатывания из-за отсутствия возможности разрушения корпуса по точно заданной температуре, времени и направлению срабатывания. В том числе по причине того, что в равностенной конструкции трубки при наполнении остается газовый пузырь, а место контакта пузыря со стенкой трубки не охлаждается химическим реагентом, что при локализации нагрева в этой области приведет к преждевременному срабатыванию и проблеме с выбросом огнетушащего вещества в нужном направлении.
Заявляемое техническое решение свободно от указанных недостатков.
Техническим результатом заявляемого автономного устройства газового пожаротушения является повышение стабильности срабатывания устройства.
Для этого, автономное устройство газового пожаротушения, представляющее собой корпус из полимерного материала, заполненный химическим реагентом, в соответствии с заявляемым техническим решением корпус выполнен в виде разностенного закрытого профиля и имеет как минимум одну канавку, образующую ослабленную зону.
Помимо этого, разностенный закрытый профиль в верхней своей части может иметь увеличенную толщину. Помимо этого, разностенный закрытый профиль в нижней своей части может быть снабжен ребрами жесткости. Помимо этого, канавка, образующая ослабленную зону, может быть выполнена переменной глубины. Помимо этого, химический реагент может находится в корпусе под избыточным давлением 0.1-8 бар. Помимо этого, корпус может быть заполнен химическим реагентом - фторкетоном. Помимо этого, разностенный закрытый профиль может быть снабжен торцевыми крышками. Помимо этого, корпус может быть снабжен элементами для крепления.
На фиг. 1 представлено заявляемое автономное устройство газового пожаротушения в продольном разрезе.
На фиг. 2 представлено заявляемое автономное устройство газового пожаротушения в поперечном разрезе.
На фиг. 3 представлен корпус автономного устройства газового пожаротушения в соответствии с заявляемым техническим решением.
На фиг. 4 представлен корпус автономного устройства газового пожаротушения в продольном разрезе.
На фиг. 5 представлено заявляемое автономное устройство газового пожаротушения в собранном виде и в соответствии с заявляемым техническим решением.
Техническим результатом заявляемого автономного устройства газового пожаротушения является повышение стабильности срабатывания устройства, который достигается за счет новой конструкции устройства, обеспечивающей возможность программирования места разрушения корпуса 1 по точно заданной температуре и времени срабатывания.
Для этого заявляемое автономное устройство газового пожаротушения (как показано на фиг. 1, 2), представляет собой корпус 1 из полимерного материала, заполненный химическим реагентом 2. При этом корпус может быть выполнен как в один слой, так и в несколько слоев.
С целью достижения технического результата, заключающегося в повышении стабильности срабатывания устройства, и в соответствии с заявляемым техническим решением:
Полимер может быть как термопластичным, так и термореактивным. Предлагаемые для примера термопластичные или термореактивные полимеры имеют одну температуру разрушения +100°С, таким образом задается пороговое значение - температура срабатывания устройства +100°С.
Химический реагент 2 или огнетушащее вещество (ОТВ) - вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения.
В качестве химического реагента может быть использован фторкетон. Фторкетон - это последнее поколение газовых огнетушащих составов для систем пожаротушения, основные преимущества которого в том, что он безвреден для человека и экологии.
Однако, для определения параметров, на основе которых можно было бы программировать места разрушения корпуса по точно заданной температуре и времени срабатывания, одного знания температуры разрушения корпуса 1 и свойств химического реагента 2 недостаточно, это говорит лишь о том, при какой пороговой температуре корпус 1 будет разрушен и начнется тушение. Для решения задачи полностью нужно запрограммировать устройство на источник огня (или повышенного нагрева), в том числе с учетом объёма защищаемого объекта для распространения огнетушащего вещества при срабатывании устройства.
Для этого корпус выполнен в виде разностенного закрытого профиля 3. Под разностенным профилем 3 может подразумеваться как переменная геометрия (стенки разной площади), так и стенки разной (переменной) толщины. Выполнение профиля 3 закрытым разностенным позволяет (в том числе и за счет утолщений стенок корпуса как показано на фиг. 2-4) изменяя геометрию стенок корпуса 1 отсекать газовый пузырь 4 от зоны выхода химического реагента 2, то есть замедлять разрушение корпуса 1 в одной его части и уменьшать время разрушения в другой, программируя температуру, время и направление распространения химического реагента 2 на источник огня.
В частном случае разностенный закрытый профиль 3 в верхней своей части может иметь увеличенную толщину (как показано на фиг. 2). Предотвращение преждевременного ослабления корпуса в местах контакта его стенок с газовым пузырем 4 (местом, не охлаждаемым химическим реагентом) может быть выполнено по-другому.
Для того чтобы задать зону разрушения, которая сработает первой и выпустит реагент в нужном направлении к источнику возгорания разностенный закрытый профиль 3 имеет как минимум одну канавку 5, образующую ослабленную зону для создания концентратора напряжений. При необходимости таких зон может быть несколько.
Концентратор напряжений, во-первых, служит зоной программируемого разрушения, происходящего при точно заданной температуре и времени срабатывания с минимальными отклонениями, а во-вторых, задает направление выброса химического реагента при срабатывании устройства.
Таким образом, указанная в формуле совокупность существенных признаков позволит новому устройству газового пожаротушения повысить стабильность его срабатывания за счет возможности программирования места разрушения корпуса по точно заданной температуре и времени срабатывания.
Под срабатыванием устройства следует понимать не время разрушения той или иной части корпуса, а именно выполнение основной функции - тушение пожара.
Новое устройство в соответствии с заявляемым техническим решением позволяет задавать и температуру, и время срабатывания устройства, и направление выброса химического реагента 2.
Разностенный закрытый профиль 3 в нижней своей части может быть снабжен ребрами жесткости 6 для придания общей жесткости конструкции устройства в местах с ослабленными зонами.
Канавка 5, образующая ослабленную зону и создающая концентратор напряжений, может быть выполнена переменной глубины. Так же как измененяемая геометрия корпуса 1, переменная глубина концентратора напряжения позволяет варьировать значения температуры и времени срабатывания, а также задавать направление выброса химического реагента 2.
Химический реагент 2 может находиться в корпусе под избыточным давлением от 0.1 до 8 бар и более, что, в свою очередь, также положительно влияет на программируемую скорость срабатывания устройства.
Корпус 1 может быть заполнен химическим реагентом - фторкетоном. Как уже было указано, фторкетон - это последнее поколение газовых огнетушащих составов для систем пожаротушения, основные преимущества которого в том, что он безвреден для человека и экологии. Помимо этого, за счет коэффициента заправки использование фторкетона позволяет увеличить зону защиты (объем объекта защиты) при тех же габаритах устройства.
Разностенный закрытый профиль 3 может быть снабжен торцевыми крышками 7 для обеспечения герметичности корпуса 1. Корпус 1 также может быть снабжен элементами для крепления устройства к поверхности в зоне защиты (на рисунках не указаны).
3
Автономное устройство газового пожаротушения предназначено для локализации и тушения пожаров и возгораний классов А, B, а также пожаров и возгораний в электрооборудовании, находящемся под напряжением (класс E). Устройство предназначено для защиты объектов объемом от 0,05 до 1 м. Диапазон рабочих температур окружающей среды от минус -40°С до плюс +60°С. Устройство рекомендуется к применению для защиты таких объектов, как электрические и распределительные шкафы, находящиеся под напряжением, малогабаритные хранилища ценностей, шкафы автоматики, распределительные шкафы и щиты с высоковольтным оборудованием с номинальным напряжением до 10 кВ. Устройство может применяться как в качестве автономного устройства, так и в качестве исполнительного устройства в составе системы пожарной сигнализации и пожаротушения (при использовании совместно с системой принудительного и автоматического запуска, не входящего в комплект поставки устройства).
Автономное устройство газового пожаротушения работает следующим образом:
Для начала исходя температуры разрушения полимера (берут как +100°С) закладывают значения для разрушения корпуса 1 по характеристикам защищаемого объекта, определяют точные размеры разностенного закрытого профиля 3:
3
1. При защищаемом объёме 0,05 м выбирают толщину корпуса 1, выполненного из полимера в виде разностенного закрытого профиля 3 размером 21 мм, при общей длине изделия 110 мм и массой химического реагента 2 не менее 14 г.
3
2. При защищаемом объёме 1,5 м выбирают толщину корпуса 1, выполненного из полимера в виде разностенного закрытого профиля 3 размером 20 мм, при общей длине изделия 510 мм и массой химического реагента не менее 1500.
В соответствии с типом объекта защиты выбирают положение канавок 5 на корпусе 1, их количество и направление по отношению к зоне защиты.
Посредством элементов для крепления автономное устройство газового пожаротушения размещают в защищаемом объекте, помещая его таким образом, чтобы концентраторы напряжения (канавки 5) были направлены на потенциально опасные места возгорания, а газовый пузырь 4, защищенный частью разностенного закрытого профиля 3, имеющей увеличенную толщину, максимально удален от потенциального источника возгорания.
Таким образом программируется температура, время и направление распространения газа на источник огня.
При воздействии пламени и подъеме температуры, выше номинальной температуры срабатывания, из-за избыточного давления стенки корпуса 1 начинают свое разрушение в местах расположения концентраторов напряжения (канавок 5) и происходит срабатывание устройства - направленный выброс огнетушащего вещества в защищаемую зону. Огнетушащее вещество (ОТВ) в газообразном состоянии распространяется по всему объему защищаемого объекта. Происходит замедление (ингибирование) реакции горения, охлаждение и тушение очага возгорания.
Проведенные заявителем испытания показали:
В испытательном ящике с негерметичностью 0.1 м-1 и объемом 99 литров, АУГП 100/100-60 тушит:
- модельный очаг класса Б емкость с бензином АИ-95 диаметром 100 мм и высотой 30 мм за 59 с.
- модельный очаг класса А2 лист полипропилена по ГОСТ 26996 размером 200×200×10 за 62 с.
Параметры АУГП 100/100-60:
Толщина корпуса изделия, мм
21
Общая длина изделия, мм
210
Масса ОТВ, г не менее
22
Масса изделия, не более, г
55