Ручной генератор огнетушащего аэрозоля
MANUAL FIRE EXTINGUISHING AEROSOL GENERATOR

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к ручным устройствам, генерирующим газоаэрозольную смесь ингибиторов горения, предназначенную для первичного подавления очагов пожара направленным потоком тушащей смеси.
Ручной генератор предложенной конструкции предназначен для объемного аэрозольного тушения пожаров твердых и жидких горючих веществ, а также электрооборудования, в том числе находящегося под напряжением.
Уровень данной области техники характеризует ручной генератор огнетушащего аэрозоля описанный в патенте RU 2597580 С2, А62С 13/22, 2006 г., который содержит функциональный заряд из пиротехнических шашек, последовательно установленных в полимерном или картонном корпусе трубчатой формы.
Между шашками и корпусом размещена термоизолирующая асбестовая трубка, опирающаяся через обтюратор на инертную массивную перемычку.
Корпус изнутри сопряжен с несущим хвостовиком, на который внатяг установлена рифленая рукоятка, до упора в корпус, диаметром под кисть руки человека.
С противной стороны на корпусе закреплен кожух, формирующий остро направленный поток генерируемого аэрозоля при горении функционального заряда пиротехнических шашек.
Внутри кожуха расположена свободно перемещаемая цилиндрическая полая пробка, на торце которой закреплена терка.
Центральная пробка с кожухом жестко связаны посредством шплинта с кольцом выдергивания.
В диафрагме размещена примыкающая к верхнему торцу пиротехнической шашки функционального заряда огнепередаточная втулка, наполненная чувствительным к трению пиротехническим составом, избыток которого формообразует воспламенительную головку для взаимодействия с теркой.
Функционирует известный ручной генератор аэрозоля следующим образом.
Для приведения генератора в рабочее состояние его удерживают одной рукой за рукоятку, а другой - за кольцо выдергивают шплинт (чеку), освобождая пробку, снимая ступень предохранения в служебном обращении.
Затем свободную пробку с теркой на ее торце подают вдоль кожуха до упора в головку воспламенительного состава, после чего производят вращательное движение пробки, осуществляя чиркание терки касательно головки, после чего пробку извлекают из кожуха, а генератор направляют на очаг возгорания.
При этом чувствительный к трению состав головки воспламеняется и горит в огнепередаточной втулке, в конце которой локализована передача импульса тепловой энергии на пиротехнический состав шашки, который воспламеняется, обеспечивая тем самым устойчивое ее торцевое горение.
Газообразные продукты горения пиротехнической шашки струйно истекают через свободное сопловое отверстие втулки вовнутрь кожуха, где расширяются и перемешиваются, формируя направленный поток огнетушащего аэрозоля на очаг возгорания, в узины и иные труднодоступные места для активного воздействия на прерывание цепных окислительных реакций горения, исключающего образование активных радикалов, в результате чего при достижении тушащей концентрации ингибиторов горения очаг пожара подавляется.
Струя тушащей смеси вручную направляется непосредственно на очаг возгорания для эффективного локального воздействия и подавления очагов возгорания.
Недостатком данного генератора является наличие высокотемпературной струи аэрозоля и пламени, что может привести к сопутствующему ущербу материального имущества.
Отмеченный недостаток устранен в генераторе огнетушащего аэрозоля, описанном в патенте RU 74813 U1, А62С 13/00; А62С 3/00, 2008 г., который по числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному генератору и выбрано в качестве прототипа.
Известный генератор содержит пиротехническую шашку, смонтированную в корпусе, выполненном из двух тарельчатой формы емкостей, встречно состыкованных отбортовками, формообразующимими щелевое выходное сопло, и охлаждающее устройство из коаксиально смонтированных перфорированных центрального кожуха, несущего шашку, и периферийную обечайку, отстоящую с кольцевым зазором образуя ресивер, совмещенный с ресиверным каналом.
Центральный кожух и периферийная обечайка, которые конвективно отбирают тепловую энергию от газообразных продуктов горения шашки, покрыты прослойками из строительного гипса. При их разогреве кожуха и обечайки из гипса выпаривается структурная влага, которая поперечными распределенными струями через их перфорации поступает к генерируемому аэрозолю, дополнительно охлаждая и разбавляя его.
При торможении и развороте газо-аэрозольной тушащей смеси в реверсивном канале происходит активная теплопередача и охлаждение функциональной смеси.
Особенностью этого генератора является размещение осесимметричного воспламенителя непосредственно на открытом торце пиротехнической шашки, под наружным инициирующим устройством, электрически связанным с датчиками противопожарной охранной системы.
На корпусе генератора закреплен кронштейн, посредством которого он монтируется на несущих поверхностях защищаемого помещения.
Недостатком известного генератора является неудовлетворительное охлаждение отходящего аэрозоля, который частично выходит через кольцевое сопло, минуя тупик реверсивного канала, вынося при этом раскаленные конденсированные частицы в защищаемый объем, где они могут образовывать вторичные очаги возгорания.
Кроме того, в реверсивном тупиковом канале, сформированном между обечайкой и кожухом, покрытыми теплоизолирующими прослойками, отбор тепловой энергии неэффективен, так как осуществляется только за счет конвекции.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание ручного генератора огнетушащего аэрозоля, обеспечивающего низкую температуру продуктов сгорания на выходе из генератора за счет применения химического охладителя, при использовании которого, достигается значительное повышение отбора тепловой энергии генерируемого аэрозоля, не имеющего пламени на выходе при сохранении высокой пожаротушащей эффективности.
Требуемый технический результат достигается тем, что ручной генератор огнетушащего аэрозоля, содержит трубчатый корпус-рукоятку с крышкой, шашку из пиротехнического состава огнетушащего аэрозоля, терочный капсюль-воспламенитель с теркой и перфорированную диафрагму, расположенные внутри корпуса-рукоятки.
Особенностью предложенного технического решения является то, что терочный капсюль-воспламенитель установлен в направляющей трубке, закрепленной на перфорированной диафрагме, окна перфорации которой перекрыты металлической сеткой, а кольцевое пространство между трубкой и диафрагмой заполнено таблетками из легкогазифицирующегося вещества, оксалата аммония, продукты разложения которого обладают огнетушащим действием, при этом зазор между срезом трубки и шашкой составляет не менее  внутренней полости корпуса-рукоятки, а расстояние от диафрагмы до среза корпуса - не менее  внутреннего диаметра этого корпуса.
Отличительные признаки обеспечили эффективный отбор тепловой энергии газообразных продуктов горения шашки из пиротехнического состава.
Легкогазифицирующееся вещество оксалат аммония выполняет несколько функций, с одной стороны охлаждает огнетушащий аэрозоль, образующийся при горении пиротехнического состава, и обеспечивает внутреннее пламягашение, а с другой, продукты разложения в частности, вода и углекислый газ, усиливают огнетушащий эффект аэрозоля.
Направляющая трубка обеспечивает надежное воспламенение пиротехнического состава при срабатывании капсюля-воспламенителя, а указанное ограничение на размер зазора между срезом трубки и шашкой исключает возникновение повышенного давления в трубке, что увеличивает время воздействия продуктов горения состава капсюля, создавая возможность «мягкого» зажигания.
Наличие металлической сетки усиливает эффект пламягашения в корпусе и исключает вылет вместе с высокодисперсным аэрозолем крупных фрагментов.
Зазор между срезом трубки и шашкой, составляющий не менее  внутренней полости корпуса-рукоятки, образует свободный внутренний объем, выполняющий роль камеры смешения огнетушащего аэрозоля, где также завершаются процессы пламягашения.
Внутренний объем корпуса-рукоятки между диафрагмой и его срезом составляющий не менее  внутреннего диаметра этого корпуса помимо того, что в нем в транспортном положении (с установленной крышкой) располагается кольцо и шнур терки, формирует струю огнетушащего аэрозоля.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня данной области техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста противопожарной техники, показал, что она неизвестна, а с учетом возможности практического серийного изготовления ручного генератора огнетушащего аэрозоля на действующем производстве, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом (фиг. 1), который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы изобретения. На чертеже изображен предложенный ручной генератор огнетушащего аэрозоля.
В полости корпуса-рукоятки (1) размещена шашка (2) из пиротехнического состава.
Над шашкой (2) из пиротехнического состава при помощи стопорных колец (3) закреплена перфориванная диафрагма (4), окна перфорации которой перекрыты металлической сеткой (5), и в которую внатяг установлены направляющая трубка (6) и ограничительная трубка (7).
Кольцевое пространство между направляющей трубкой и ограничительной трубкой заполнено таблетками (8) из легкогазифицирующегося вещества, оксалата аммония.
Для предотвращения перемещения таблеток (8) относительной друг друга, они поджаты металлической сеткой (5), поджатие которой обеспечивается закаткой ограничительной трубки (7).
В направляющей трубке (6) расположен колпачок с терочным составом (9) выполненным, например, из бертолетовой соли, трехсернистой сурьмы и карбида циркония, и проходящая через него металлическая пружина (10) с хвостовиком, соединенным с отрезком вытяжного шнура (11) с кольцом (12).
На верхнюю часть корпуса-рукоятки навинчена крышка (13).
Функционирует ручной генератор огнетушащего аэрозоля следующим образом.
Для приведения ручного генератора огнетушащего аэрозоля в действие, удерживая его за нижнюю часть корпуса-рукоятки (1) одной рукой, другой отвинчивают крышку (13), освобождая вытяжной шнур (11) с кольцом (12). Резким движением руки кольцо (12) выдергивается.
При этом за счет силы натяжения шнура (11), кинематически связывающего кольцо с пружиной (10), пружина выдергивается и резким движением чиркает по терочному составу (9), вызывая инициирование воспламенения.
Огневым импульсом от терочного состава, проходящим через направляющую трубку (6), воспламенятся шашка (2) из пиротехнического состава, образуя аэрозольную струю, проходящую через таблетки (8), которые отбирая тепло на разложение снижают температуру аэрозоля.
Продукты аэрозолеобразования проходящие через отверстия перфорированной диафрагмы (4) содержат частицы-ингибиторы, воздействующие на реакционную зону пламени и создающие химические связи препятствующие горению.
При работе генератора отсутствует искрение и пламя, температура аэрозольной струи не приводит к воспламенению материалов и не причиняет материальный ущерб.
Крышка (13) генератора свободно свинчивается, освобождая кольцо (12) со шнуром (11), что облегчает действие в экстремальных ситуациях.
В результате испытаний опытных образцов предложенной конструкции генератора установлено, что на протяжении всей работы генератора отсутствует пламя на расстоянии 15 см от среза сопла температура аэрозольной струи не превышает 200°С, а на удалении 40 см от генератора температура составляет 50-60°С, что принципиально отличается от аналогов.
Сравнение предложенного технического решения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.
Предложенные отличия ручного генератора тушащего аэрозоля не являются очевидными для специалиста по противопожарной технике, которые прямо не следуют из постановки технической задачи.
Изготовление совокупности структурных элементов предложенного ручного генератора в их взаимосвязи в едином устройстве возможно осуществлять на действующем производстве пиротехнических изделий, что было подтверждено при изготовлении опытной партии ручного генератора огнетушащего аэрозоля.
Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.