Микроогнетушитель

Полезная модель относится к средствам контроля за предпожарными ситуациями, возникающими в результате локальных перегревов и неисправности электрооборудования, и предназначено для предупреждения пожаров, возникающих в результате подобных неисправностей в замкнутых пространствах, и может быть использована в подрозеточном пространстве, электрощитах, шкафах управления, и распределительных коробках, трансформаторных и серверных станций, других электрокоммутационных и силовых агрегатах.
Предотвращение пожара подразумевает под собой создание условий, при которых дальнейшее распространение огня невозможно. В настоящее время проявляется большой интерес к микрокапсулированной форме жидких огнегасящих агентов. Чаще всего возгорание возникает в области электрических контактов. При плохом контакте в розетках или распределительных щитах возникает повышенное сопротивление, а, следовательно, это источник повышенной температуры. Провод под действием теплового расширения деформируется, а множественные циклы нагрева и остывания делают его деформацию критичной. В месте подключения провода нарушается качество контакта. Следствием этого является дальнейшее увеличение сопротивления в месте соединения, а значит, еще большее увеличение нагрева, что, как правило, приводит к возникновению возгорания, а при не своевременном принятии мер и к пожару.
Известно автономное средство пожаротушения (RU 109668, кл. A62D 1/08, опубл. 27.10.2011), выполненное из материала с огнегасящими свойствами, содержащего микрокапсулы с огнегасящим составом и связующее. Микрокапсулы с огнегасящим составом представляют собой галогенуглерод, заключенный в полимерную оболочку из полимочевины и/или полиуретана на основе преполимера полиизоцианата, и имеют размеры от 2 до 100 мкм. Связующее представляет собой композиционный материал, включающий полимерную составляющую и минеральные волокна и/или частицы. В качестве галогенуглерода может быть использован 1,1,2,2-тетрафтордибромэтан и/или 1,1,2-трифтортрихлорэтан и/или 2-иод-1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропан и/или их смесь с другими галогенуглеродами.
Данное устройство затруднительно использовать для тушения возгораний в небольших объемах до 300 мл, в так называемых «розеточного типа. Существующие «стаканы»/подрозетники, в которых по рекомендациям и ТУ производителей автоматических установках пожаротушения должны крепится огнетушащие пластины, имеют специфическую форму с выступающими на внутренней поверхности цилиндра/стакана наплывами высотой до 5 мм, под фиксирующие их саморезы. Данное конструктивное решение является типовым и имеет массовый выпуск всеми производителями. Крепление пластин осуществляют посредством двустороннего скотча, фиксирующего её к внутренней верхней поверхности подрозетника/«стакана». Однако в случае плоской и жесткой формы пластины, крепление будет осуществлено только крайними частями/полосками прямоугольного устройства и его центральной частью. Общая площадь фиксации составляет в этом случае не более полосы шириной 1 мм по краям и 2 мм по центру, суммарно полоса 4 мм по длине от 20 до 30 мм в зависимости от формы огнегасящей пластины, что составляет не более 13 % от общей расчётной площади крепления по всей его плоскости.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели относится средство с огнегасящими свойствами, содержащее твердофазный носитель с нанесенным на него микрокапсулированным огнегасящим составом в виде галогенуглерода, заключенного в полимерную оболочку и распределенного в полимерном связующем. Твердофазным носителем является подложка, выполненная из металла или полимерного материала, а полимерным материалом оболочки микрокапсул является полимочевина или полиуретан на основе преполимера полиизоцианата. Капсулы имеют различающиеся между собой размеры от 2 до 100 мкм, а массовое содержание галогенуглерода в огнегасящем составе составляет 70-90% (RU 90994, кл. A62D 1/08, 2010 г.)
Однако для защиты малых объемов и это устройство будет неэффективным из-за сложности его размещения в подрозеточном пространстве. Кроме того, это средство пожаротушения способно срабатывать только при температуре выше 150°С, что превышает требования к защите подрозеточного пространства, где средство пожаротушения должно срабатывать при температуре от 120°С.
Проблемой полезной модели является создание мини огнетушителя, предназначенного для защиты от возгорания подрозеточного пространства, с увеличенной площадью поверхности огнетушащего вещества.
Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности тушения очага возгорания за счет направленного воздействия огнетушащего вещества и увеличения площади поверхности выхода огнетушащего вещества.
Поставленная проблема и указанный технический результат достигаются тем, что микроогнетушитель выполнен в виде пластины, включающей полимерный носитель с распределенными в нем микрокапсулами с огнегасящим составом. Согласно полезной модели на внешней поверхности полимерного носителя выполнены углубления в форме пирамид.
Углубления в виде пирамид преимущественно выполнены с высотой в вершине от 1,0 до 2 мм.
Огнегасящий состав микрокапсул выполнен, как правило, на основе галогенуглерода, являющегося наиболее эффективным и доступным составом, обладающий необходимыми характеристиками для использования в мини устройстве для тушения возгорания. При возникновении локального возгорания, огнетушащее вещество внутри микрокапсулы под действием температуры увеличивает свое давление на её оболочку. Выделяющееся газообразное огнетушащее вещество вытесняет воздух и кислород, как составляющую, переходит из жидкого состояния в газообразное, понижая температуру в защищаемом объеме, и оказывает ингибирующее действие на процесс горения непосредственно в месте возникновения пожара.
Для увеличения коэффициента термопередачи в полимерный носитель дополнительно можно вводить металлический компонент, преимущественно медный и/или серебряный в виде опилок, стружки, пыли, фольги или ее частиц. Введение в пластину медного компонента в виде опилок, стружек, пыли, фольги и вкраплений позволит почти в 2 раза увеличить скорость прогрева пластины, а, следовательно, повысит время реагирования на тушение очага возгорания.
Крепление микроогнетушителя осуществляют посредством двухстороннего скотча, фиксируемого на плоской стороне огнегасящей пластины в процессе её производства с тыльной стороны.
Выполнение на поверхности пластины углублений в форме пирамид позволяет увеличить площадь поверхности, а, следовательно, площадь и скорость выхода огнетушащего вещества, тем самым повышая эффективность тушения возгорания при минимальных размерах пластин. Это, в свою очередь, позволяет эффективно использовать мини огнетушителя в маленьких объемах. Повышению эффективности пожаротушению также способствует и форма углублений.
2
2
Учитывая, что площадь боковой поверхности правильной пирамиды соответствует S = 1/2P×h при высоте углубления пирамиды h=1 мм, апофеме составляет 1,4 мм, при угле пирамиды в 45° и стороне 2 мм имеем площадь S равную 5,6 мм, что на 40% больше площади основания в 4,0 мм. Таким образом, мощность выхода огнетушащего вещества увеличивается на 40%, что позволяет более эффективно использовать основную массу при формировании необходимой площади изделия в зависимости от назначения и объема. Кроме того, вектор силы одной волны выделяемого огнегасящего вещества при отражении от стенок углублённой пирамиды или конуса накладываться на другой вектор силы, тем самым увеличивая скорость движения огнетушащего вещества при максимально быстром заполнении всего защищаемого объема. При этом кислород полностью вытесняется из защищаемого объема, останавливая процесс горения.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлен разрез пластины микроогнетушителя по вершинам пирамид; на фиг. 2 - разрез пластины в увеличенном размере; на фиг. 3 - внешняя поверхность пластины с пирамидальными углублениями.
Микроогнетушитель выполнен в виде пластины, включающей полимерный носитель 1, в котором распределены микрокапсулы 2 с огнегасящим составом. На всей внешней поверхности полимерного носителя 1 выполнены углубления 3 в форме правильных пирамид, основания которых расположены на внешней поверхности. Высота углублений в вершине выполнена от 1,0 до 2 мм. В полимерный носитель 1 введен медный компонент 4 в виде опилок, стружки, частиц, пыли или фольги. На нижней стороне полимерного носителя прикреплен двухсторонний скотч 5, внешняя тыльная сторона которого защищена подложкой 6.
Для получения пластин микроогнетушителя, полимерный материал в жидком состоянии, в котором распределены микрокапсулы 2 с огнегасящим составом и опилки медного компонента 4, заполняют форму с пирамидальными выступами, высота которых соответствует заданным размерам, например 1 мм. Внутренние края формы имею высоту соответствующую производимой толщине пластины. Сверху, форму, заданной толщины с полимерным составом выравнивают валиком, убирая излишки массы полимера с формируемой пластины. Дают полимеру высохнуть. Затем извлеченную пластину раскраивают по необходимым размерам в зависимости от того, где она будет применяться и на нижней поверхности размещают двухсторонний скотч 5 и подложку 6.
Микроогнетушитель устанавливают в потенциально пожароопасное место, например, в подрозетнике или распределительной коробке. Для указанного места крепления микроогнетушителя его выкраивают в виде пластин размерами 10х30 мм. Пластины прикрепляют внутри верхней поверхности подрозетника с двух противоположных сторон от технологического выступа под крепеж. При возникновении возгорания и нагревании носителя 1 свыше 120°С, скорость нагрева которого увеличивается за счет наличия в составе носителя медного компонента 4, происходит активное выделения газообразного огнетушащего вещества, например, различных фреонов или их смеси, из-за разрушения оболочки микрокапсул. При этом пирамидальные углубления 3 создают дополнительный кумулятивный эффект. Выделяемое огнетушащее вещество, выходит из наклонных поверхностей пирамидальных углублений 3, отражается от стен углублённой пирамиды, вектора силы выхода огнетушащего вещества накладываются друг на друга, увеличивая скорость его движения, максимально быстро заполняя весь защищаемый объем, полностью вытесняя кислород, как окислитель, тем самым предотвращая горение. В защищаемых объектах малого объема (типовых подрозетниках), имеющих форму с выступающими на внутренней поверхности цилиндра/стакана наплывами высотой до 5 мм под фиксирующие их саморезы, целесообразно осуществлять установку двух равнозначных пластин меньшей площади по обе стороны указанного конструктивного наплыва, что позволяет закрепить микроогнетушитель по всей его площади, повысив более чем в 5 раз надёжность его крепления, по сравнению с цельными пластинами повышенной жесткости.
Тушение огня с помощью заявленного микроогнетушителя происходит в течение 2-5 секунд после возгорания, что сохраняет защищаемые объекты от разрушения огнем, и в случае возгорания ликвидирует его на начальной стадии, не давая огню распространиться за пределы защищаемого пространства.
Полезная модель прошла опытно-лабораторные испытания и показала возможность ликвидации очага возгорания на начальной стадии его возникновения от 2 до 5 секунд.