ОГНЕТУШАЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к противопожарной технике, а более конкретно, к автоматическим устройствам для тушения пожаров в закрытых объемах посредством генерируемых при сгорании их пиротехнического снаряжения газообразных ингибиторов горения, организованно струйно направляемых в очаг возгорания.
Уровень данной области техники характеризует метательное огнетушащее устройство, описанное в патенте RU 2164809 C2, A62C 19/00, 2001 г., которое содержит корпус, составленный из двух встречно скрепленных емкостей тарельчатой формы с зазором между их отбортовками, образующими выходное щелевое сопло, и пиротехнические заряды, генерирующие газоаэрозольную тушащую смесь, закрепленные в обеих емкостях корпуса через теплозащитную прослойку из строительного гипса, а также узел инициирования.
Недостатком этого ручного метательного устройства является размещение узла инициирования снаружи корпуса, что определяет относительно большое время запуска при одностороннем через щель непрямом воспламенении пиротехнических зарядов, которые расположены ниже уровня отбортовок и оси воспламенительного факела.
Наличие ресивера, необходимого для организации динамичного истечения тушащей смеси, снижает массу функционального заряда и уменьшает защищаемый объем.
При этом устройство негерметично, что снижает надежность срабатывания и срок службы, ограничивает область использования в условиях повышенной влажности.
Отмеченные недостатки устранены в более совершенном огнетушащем устройстве по патенту RU 2237503 C1, A62C 13/22, A62C 3/00, 2004 г., которое по технической сущности и числу совпадающих признаков выбрано в качестве наиболее близкого аналога предложенному генератору.
Известное огнетушащее устройство содержит корпус, составленный из двух встречно скрепленных посредством распределенных по периферии болтов емкостей тарельчатой формы с зазором между их отбортовками, образующими выпускное дисковое сопло, генерирующие при торцевом горении газоаэрозольную тушащую смесь пиротехнические шашки, закрепленные в обеих емкостях корпуса через термоизолирующую прослойку из строительного гипса, который, отверждаясь, служит в качестве несущего элемента конструкции.
Особенностью известного устройства является то, что узел инициирования выполнен в виде залитого клеящим воспламенительным составом резистора, электрически связанного с внешним пускателем и помещенного осесимметрично между пиротехническими шашками, смонтированными заподлицо с торцами несущих термоизолирующих прослоек, которые заполняют отбортовки емкостей корпуса, где установлена пенопластовая прокладка, герметизированная по периметру сгорающей прослойкой.
Примыкание узла инициирования к поверхностям горения пиротехнических шашек обеспечивает практически мгновенное и одновременное их воспламенение.
Заполнение отбортовок емкостей корпуса строительным гипсом позволило сформировать заданный профиль футерованного дискового сопла, в котором газоаэрозольная смесь активно охлаждается и разбавляется выпариваемой структурной водой гипса.
Герметизация дискового сопла и зазора между шашками повысила функциональную надежность устройства, эффективность пожаротушения которого увеличилась за счет большего объема генерируемого аэрозоля и максимального снижения его температуры на выходе из генератора.
Однако, продолжением достоинств служат присущие недостатки. Так, заполнение гипсом отбортовок емкостей корпуса и футеровка профилированного дискового сопла занимает заметный объем устройства, снижая тем самым его функциональное снаряжение и, следовательно полезный выход тушащей смеси.
Жесткая связь емкостей корпуса не адаптирована к изменяющемуся газодинамическому процессу функционирования устройства из-за падения скорости потока тушащей смеси при выгорании шашек, когда камера сгорания между ними значительно увеличивается в объеме, в результате чего сокращается удельный выход ингибиторов горения в защищаемый объем, заметно увеличивая время достижения их тушащей концентрации.
Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение эффективности пожаротушения устройством, которое автоматически адаптируется к изменениям газодинамики генерирования и струйного выброса тушащей смеси, обеспечив минимальное время на достижение заданной концентрации ингибиторов горения в защищаемом объеме.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном огнетушащем устройстве, содержащем корпус, состыкованный из двух встречно соединенных болтами, распределенными по периметру отбортовок емкостей тарельчатой формы, в каждой из которых закреплена пиротехническая шашка через термоизолирующую прослойку из отверждающегося материала, при этом между открытыми торцами горения пиротехнических шашек сформирован гарантированный зазор, где размещен воспламенительный заряд, связанный с внешним пусковым устройством, по предложению авторов, отбортовки емкостей корпуса примыкают между собой беззазорно под действием тарированных пружин, установленных на соединительных болтах.
Отличительные признаки предложенного технического решения повышают функциональную надежность генератора огнетушащего аэрозоля и его эффективность пожаротушения за счет адаптации расхода функционального аэрозоля к изменениям газодинамики, который автоматически регулируется в работе при соответствующих изменений проходного сечения дискового сопла.
Беззазорное примыкание отбортовок встречно сопряженных емкостей корпуса изолирует объем генератора (пиротехнических шашек, их воспламенителя) от атмосферы, что повышает его функциональную надежность, воспламеняемость и стабильность горения аэрозолегенерирующего пиротехнического состава.
Упругое нагружение пружинами свободной от опоры отбортовки емкости корпуса обеспечило возможность перемещения относительно второй несущей емкости в зависимости от давления генерируемого аэрозоля в камере сгорания, открывая дисковое выпускное сопло и реверсивно уменьшая его проходное сечение, соответственно при росте и падении давления в камере сгорания.
Подбор тарированных пружин осуществляется в соответствии с расчетными газодинамическими характеристиками горения пиротехнических шашек генератора для автоматического регулирования степени дросселирования удельного расхода тушащей смеси через выпускное дисковое сопло изменяемого проходного сечения.
При этом расход генерируемой тушащей смеси остается практически неизменным при увеличении объема камеры сгорания от выгорания массы функциональных шашек.
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 решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы существенных признаков.
Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы.
На чертеже изображено:
на фиг. 1 - общий вид огнетушащего устройства;
на фиг. 2 - то же, вид сверху;
на фиг. 3 - вид А на фиг. 1 в статике;
на фиг. 4 - то же, в работе.
Огнетушащее устройство (генератор аэрозоля) содержит металлический корпус, выполненный из двух встречно смонтированных отбортовками 1 емкостей 2 тарельчатой формы, которые связаны распределенными по периметру болтами 3 (фиг. 2), нагруженными тарированными пружинами 4.
В каждой из емкостей 2 через термоизолирующую прослойку 5 из быстро схватывающегося отверждаемого материала (строительного гипса, газобетона, пенопласта и т.п.) установлена пиротехническая шашка 6, при горении генерирующей функциональный аэрозоль.
В сборе, когда отбортовки 1 емкостей 2 корпуса примыкают друг к другу под действием тарированных пружин 4 на соединительных болтах 3 (фиг. 3), между открытыми торцами горения шашек 6 образован гарантированный зазор 7, выполняющий функции общей камеры сгорания.
В зазоре 7 размещен воспламенительный заряд 8, который в частности, закреплен в осевом пазу открытого торца одной из шашек 6 (фиг. 1) и связан с внешним пусковым устройством инициирующего импульса (условно не показан).
Под головками соединительных болтов 3 устанавливаются опорные пластины для монтажа генератора в охраняемом помещении.
В рабочем положении между отбортовками 1 образуется дисковое выпускное сопло 9 (фиг. 4).
Особенностью данной конструкции генератора является то, что в служебном положении и хранении отбортовки 1 плотно примыкают между собой, изолируя пиротехнические шашки и воспламенительный заряд 8 от атмосферы, а в работе, когда в камере 7 сгорания растет давление от генерируемого аэрозоля, под действием которого емкости 2 корпуса относительно удаляются, образуя между отбортовками 1 зазор - выпускное дисковое сопло 9 (фиг. 4).
При этом верхняя по чертежу емкость 2 корпуса перемещается вдоль болтов 3, сжимая пружины 4, причем высота дискового сопла 9 (проходное его сечение) устанавливается адекватно развиваемому давлению в камере 7 сгорания.
При снижении давления в камере 7 сгорания от расхода огнетушащего аэрозоля автоматически, под действием пружин 4, верхняя емкость 2 корпуса опускается, уменьшая высоту дискового сопла 9 и объем камеры 7 сгорания, в результате соответственно снижается расход через сопло 9 аэрозоля и рост давления в камере 7 сгорания. Далее авторегулирование описанного дросселя повторяется.
В результате этого давление в камере 7 сгорания повышается и дисковое сопло 9 раскрывается.
Таким образом в колебательно происходит газодинамическое авторегулирование расхода огнетушащего аэрозоля в заданном расчетном режиме, что достигается подбором количества и жесткости пружин 4 в зависимости от скорости горения и газоприхода шашек 6 в каждом конкретном случае их пиротехнического состава, делая конструкцию генератора универсальной и технологичной.
Функционирует огнетушащее устройство следующим образом. При срабатывании системы противопожарной автоматики от превышения порога допустимой температуры воздуха в защищаемом помещении запускающий тепловой импульс с внешнего пускового устройства поступает на воспламенительный заряд 8, который практически мгновенно поджигает торцевые поверхности шашек 6.
Обе пиротехнические шашки 6 стабильно и равномерно горят, генерируя газоаэрозольную смесь в зазор 7, где динамично растет давление.
Под действием растущего давления в камере 7 сгорания верхняя по чертежу емкость 2 перемещается вдоль соединительных болтов 3, сжимая пружины 4, в результате чего между отбортовками 1 образуется дисковое сопло 8, выпускающее поток тушащей смеси в охраняемый объем, заполняя его. При достижении в объеме помещения предельной концентрации ингибиторов горения, составляющих структуру генерируемой газоаэрозольной смеси, пожар подавляется.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого предложенная полезная модель явным образом не следует для специалиста по пиротехнике, показал, что она не известна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления огнетушащего устройства, можно сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности.
Натурные испытания опытных образцов предложенного генератора огнетушащего аэрозоля подтвердили повышение эффективности основного действия, при автоматическом регулировании расхода тушащей смеси в течение цикла работы шашек из различных пиротехнических составов, что позволяет рекомендовать его для поставки заказчикам.