АВТОНОМНОЕ УСТРОЙСТВО ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Полезная модель относится к автономным средствам пожаротушения, а именно к устройствам тушения пожара в ограниченном объеме для подавления возгорания на ранних этапах его развития в защищаемом объекте, не требующих применения автоматизации и участия человека.
Автономное утройство пожаротушения (УПТА) предназначено для защиты щитов распределительных малого объема (до 50 литров) и имеет малые габариты, позволяющие размещение в ограниченных объемах.
Существует несколько способов классификации автоматических систем пожаротушения: по объектам применения, по классификации применяемого оборудования для пожаротушения, по средствам инициирования огнетушащего вещества. Чаще всего применяется классификация по виду огнетушащего вещества, такие как: вода, пенная смесь, порошки, газы, аэрозоли. Эти вещества весьма разнообразны, но далеко не все из них безопасны для человека. Поэтому выбирать УПТА следует, исходя из того, какие именно помещения будет защищать система - необслуживаемые человеком или обслуживаемые.
Известны устройства, в которых огнетушащее вещество выбрасывается из защитной оболочки с помощью взрыва.
Такого принципа действия автономное самосрабатывающее устройство пожаротушения, защищенное патентом на полезную модель RU 184841 (патентообладатель ООО "ИНТЕР ГРУПП" (RU)).
Самосрабатывающее устройство пожаротушения содержит круглый корпус в виде шара, внутри которого размещено взрывное устройство, соединенное с выходящим наружу через отверстие в корпусе огнепроводным шнуром, и огнетушащее вещество. Корпус выполнен из пенопласта, а указанное отверстие для огнепроводного шнура проходит через замкнутую вокруг корпуса выемку, выполненную с его внешней стороны, ширина которой превышает ширину огнепроводного шнура, наружная часть которого уложена в нее. С внутренней стороны корпуса выполнены канавки, облегчающие его разрушение при срабатывании взрывного устройства для выброса огнетушащего вещества.
Также известно устройство порошкового пожаротушения по патенту на полезную модель RU 194181 (патентообладатель ООО "Орион" (RU)).
Устройство порошкового пожаротушения относится к области противопожарной техники одноразового использования, в котором огнетушащее вещество выбрасывается с помощью взрыва. Корпус устройства выполнен из вспененного пенополистирола с плотностью не ниже 30-35 кг/м и имеет вид цилиндра со скошенными гранями, при этом грани имеют закругление по углам, внутри корпуса находится огнетушащее вещество и инициирующий элемент, выполненный в виде пиротехнического заряда, оснащенного группой огнепроводных шнуров, концы которых равномерно закреплены на внешней поверхности корпуса устройства, под термоусадочной поливинилхлоридной пленкой, изолирующей корпус в несколько слоев для защиты от повреждений и воздействия окружающей среды.
Из недостатков известного устройства можно отметить его низкие характеристики надежности при хранении, перевозке и эксплуатации, поскольку внешняя контактная с окружающей средой оболочка содержит легковоспламеняющиеся компоненты, что может приводить к непредвиденному срабатыванию с непредсказуемыми последствиями.
Известна автономная установка пожаротушения по патенту на полезную модель RU 210431 (ООО "ПироХимика" (RU)), которая относится к противопожарной технике, в частности к автономным устройствам газового объемного тушения, и может быть использована для тушения возгораний и пожаров в замкнутых объемах. Установка содержит герметично закрытую с обоих торцов полимерную трубку, заполненную газовым огнетушащим веществом в жидкой фазе, при этом трубка дополнительно покрыта снаружи тонкой полимерной защитной пленкой, торцы полимерной трубки плоско запаяны.
Также известно устройство по заявке на патент RU 2016136363, содержащее герметично закрытую с одного торца основную полимерную трубку, заполненную под давлением огнетушащим веществом и снабжено герметично закрытой с одного торца дополнительной полимерной трубкой меньшего диаметра, другой торец которой посредством соединительного элемента соединен с основной полимерной трубкой, величина давления огнетушащего вещества в которой составляет 0,2÷2,0 МПа, внутри соединительного элемента установлено предохранительное устройство, обеспечивающее разделение и герметичность внутренних объемов обеих трубок дополнительная полимерная трубка выполнена из материала, температура размягчения которого составляет 80÷300°C. В качестве материала основной полимерной трубки использован полиэтилен, или полипропилен, или полиамид, или др. Основная полимерная трубка является многослойной, один из слоев которой выполнен из алюминия. В качестве материала дополнительной полимерной трубки использован полиэтилен, или полипропилен, или полиамид, или полиуретан. В качестве огнетушащего вещества используются галогенуглероды или их смеси или перфторциклобутан, или 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропан, или 1,1,1,3,3,3-гексафторпропан. Диаметр основной полимерной трубки выбран в пределах 20÷50 мм, а диаметр дополнительной полимерной трубки выбран в пределах 5÷10 мм. Дополнительная полимерная трубка заполнена гелем на водной или органической основе.
К недостаткам такого материала относится то, что выделение огнегасящего вещества происходит по мере прогрева изделия, что значительно увеличивает время подавления возгорания в защищаемом объеме и существенно снижает эффективность пожаротушения.
За прототип выбрано устройство по патенту RU 2748845 (ООО "СИНТЕЗ ГРУПП" (RU)), в котором термоактивируемый микрокапсулированный огнегасящий агент содержит микрокапсулы с ядром из огнегасящего вещества, расположенным внутри оболочки, выполненной из отвержденного пространственно сшитого полимерного материала. Микрокапсула снабжена защитно-активирующим слоем-оболочкой при следующем соотношении компонентов, мас.%: ядро из огнегасящего вещества 50-90, армирующая оболочка из отвержденного пространственно сшитого полимерного материала 5-35, защитно-активирующий слой-оболочка 5-15. Микрокапсулы обладают способностью взрывоподобного разрушения в диапазоне температур 120-350°С, а внешний диаметр микрокапсулы выбран из диапазона от 50 до 1000 мкм. Огнегасящее изделие выполнено в виде пластины, состоящей из подложки с клеевым слоем, полимерной матрицы и термоактивируемого микрокапсулированного огнегасящего агента, или в виде шнура, оплетка которого содержит армирующий корд, полимерное связующее и термоактивируемый микрокапсулированный огнегасящим агент, или в виде накидки, состоящей из термостойкого полотняного материала, эластичной полимерной матрицы и термоактивируемого микрокапсулированного огнегасящего агента.
Недостатком прототипа является то, что ОТВ в устройстве находится под давлением. Происходит утечка ОТВ и требуется постоянная проверка давления.
Задачей изобретения является высокоэффективный процесс тушения очагов возгорания в различных объемах за счет единовременного одномоментного импульсного выделения в защищаемом объеме избыточного количества комбинированного огнетушащего агента, состоящего из огнегасящего вещества и аэрозоля, выделяющегося в результате термического разложения оболочки макрокапсулы.
Технический результат полезной модели достигается за счет увеличения массы пожаротушащего вещества и надежности, без утечек хранения огнетушащего вещества
благодаря конструктивному решению автономного устройства пожаротушения, содержащего герметично закрытую полимерную оболочку с клеевым или магнитным слоем для закрепления по месту, заполненную термоактивируемым огнетушащим веществом. Согласно полезной модели, полимерная оболочка выполнена в виде полусферы с плоским основанием, состоящей из термоактивируемого огнетушащего композита, распределенного в матрице из силиконового эластомера, внутри которой размещена дополнительная герметичная оболочка меньшего размера в виде макрокапсулы, заполненной без избыточного давления термоактивируемым огнетушащим сжиженным веществом. В качестве термоактивируемого огнетушащего композита оболочки полусферы используют специально подобранный состав солей калия и аммония: гидрокарбонат аммония, сульфат аммония, сульфат калия, при следующем соотношении компонентов, мас.% 50:30:20, равномерно распределенных в полимерном связующем из силиконового эластомера - синтетического низкомолекулярного фенилметилсилоксанового каучука.
В качестве материала оболочки макрокапсулы используют легкоплавкий полимер полипропилен или полиэтилентерефталат.
В качестве термоактивируемого огнетушащего сжиженного вещества макрокапсулы используют: Novec 1230, или фторкетон, или R114b2.
Автономное устройство пожаротушения, содержит герметично закрытую полимерную оболочку, выполненную в виде полусферы на плоском основании, где предусмотрено магнитное крепление или наклейка с клеевым слоем, в зависимости от назначения его установки в металлических распределительных щитах, или для пластиковых щитов.
Полимерная оболочка полусферы выполнена из термоактивируемого огнетушащего композита, распределенного в матрице из силиконового эластомера, образующего при сгорании огнетушащий аэрозоль.
Огнетушащий композит, содержит термоактивируемое огнетушащее вещество, выполненное из специально подобранного состава солей, выбранных из ряда солей калия и солей аммония: гидрокарбонат аммония, сульфат аммония, сульфат калия, при следующем соотношении компонентов, мас.% 50:30:20, равномерно распределенных в полимерном связующем - в матрице из силиконового эластомера. При нагревании такой состав солей выделяет пожаротушащие вещества в форме аэрозолей. В таком составе солей, помещенный в матрицу из силиконового эластомера, при достижении критической температуры 120°С±5°С начинается экзотермическая реакция с образованием огнетушащего вещества в двух агрегатных состояниях: газообразного и мелкодисперсных твердых частиц в виде огнетушащего аэрозоля, который выделяет огнетушащее вещество, без возникновения процесса горения аэрозолеобразующего заряда.
Внутри полусферы расположена дополнительная герметичная оболочка - макрокапсула, заполненная без избыточного давления термоактивируемым огнетушащим веществом в сжиженном состоянии.
Герметично закрытая оболочка макрокапсулы выполнена из легкоплавкого полимера - полипропилен или полиэтилентерефталат.
Макрокапсула заполнена термоактивируемым огнетушащим веществом из ряда известных на основе фторорганических веществ, и имеющих температуру кипения от 50°С до 60°С, состоящей из перфторкетона, или циклофторпентана, или фрионов R114b2, или 3M Novec 1230, или фторкетона, которые соответствуют высоким экологическим стандартам и обеспечивают безопасность людей при тушении пожара. За счет своей эффективности тушат огонь быстрее, чем инертные газы, минимизируя ущерб от пожара. При этом огнетушащее вещество 3M Novec 1230, или фторкетон, или R114b2 безопасно для электронного оборудования, не оставляет налета после пожаротушения.
Автономное устройство пожаротушения работает следующим образом.
При обычной температуре окружающей среды вокруг автономного устройства пожаротушения, термоактивируемое огнетушащее вещество внутри макрокапсулы находится в сжиженном состоянии и давление внутри макрокапсулы практически отсутствует.При возникновении пожара и увеличении температуры окружающей среды до +70°С±5°С, огнетушащее вещество внутри макрокапсулы, расположенной внутри оболочки полусферы, начинает газифицировать, давление внутри герметичной макрокапсулы резко возрастает происходит постепенный процесс термического перехода огнетушащего вещества в макрокапсуле из жидкого в газообразное состояние, а при достижении критической температуры срабатывания 120°С±5°С - происходит активное разрушение макрокапсулы, и огнетушащее вещество из жидкого состояния переходит в газообразное. После термического перехода огнетушащего вещества из жидкого состояния в газообразное, тушение производится уже не жидкостью, а газом, что резко увеличивает эффективность огнетушащего вещества за счет увеличения его объема.
При достижении критической температуры 120°С±5°С, одновременно с разрушением макрокапсулы, в оболочке полусферы начинается экзотермическая реакция с образованием огнетушащего вещества из материала оболочки полусферы, при этом благодаря огнетушащему композиту из специально подобранного состава солей экзотермическая реакция идет с образованием огнетушащего вещества в двух агрегатных состояниях: газообразного и мелкодисперсных твердых частиц в виде огнетушащего аэрозоля, который выделяет огнетушащий агент, без возникновения процесса горения аэрозолеобразующего заряда. При разрушении обеих оболочек значительно увеличивается количество огнетушащего вещества.
При этом происходит не только тушение очага возгорания, но и заполнение защищаемого объема газовым огнетушащим веществом, что позволяет прекратить процесс тления и исключить возможность повторного возгорания.
Положительный результат заключается в повышении эффективности работы устройства за счет увеличения массы выделяемого пожаротушащего вещества в разном агрегатном состоянии и надежности без утечек хранения огнетушащего вещества внутри герметичных оболочек.
Обеспечивается высокоэффективный процесс тушения очагов возгорания в различных объемах за счет единовременного одномоментного импульсного выделения в защищаемом объеме избыточного количества комбинированного огнетушащего агента, состоящего из огнегасящего вещества и аэрозоля, выделяющегося в результате термического разложения оболочки полусферы и огнегасящего вещества макрокапсулы.