МОДУЛЬ ПОРОШКОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫЙ

Полезная модель относится к области создания техники д   °, -  и предназначена для подачи огнетушащего порошка в очаг горения импульсным способом.
Модуль порошкового пожаротушения (МПП) - устройство, которое совмещает функции хранения и подачи огнетушаш;его порошка (ОП) при воздействии исполнительного импульса на пусковой элемент, а импульсный способ характеризуется временем действия МПП (временем от момента начала до момента окончания выхода ОП из МПП), которое должно быть не более 1 сек. 1.
В настоящее время промышленностью выпускается целый ряд МПП импульсного типа 2-4. Они имеют различную форму, конструктивные особенности, массу ОП. Но имеют общее: состоят из корпуса, который может иметь цилиндрическую форму, состоять из двух полусфер, содержат ОП, источник рабочего газа, электровоспламенитель (электрический активатор). Еще более сближает эти МПП, то что в качестве источника рабочего газа используются газогенераторы - пусковой элемент. Срабатывание, выше указанных МПП, осуществляется следующим образом. При подаче импульса тока на электровоспламенитель ОТ автоматической системы обнаружения пожара задействуется газогенератор. Происходит его разложение с интенсивным газовьщелением, что приводит к нарастанию давления, разрушению (вскрытию) нижней части корпуса и выбросу ОП в зону горения. Такой способ выброса ОП с использованием газогенераторов приводит к тому, что быстродействие МПП измеряется секундами (быстродействие - время с момента подачи исполнительного импульса на пусковой элемент до момента выхода ОП из МПП). Чем меньше это время, тем меньще время с момента обнаружения пожара, до момента его тушения, значит тем эффективнее МПП. Так же эффективность МПП возрастает от сокращения времени действия. Эта зависимость описывается уравнением 5.
1Ш1Ш1««рр
G - удельное количество средства тушения (ОП), необходимое для прекращения горения,
I - интенсивность подачи средства тушения, кг/м с; кг/м с. t - время подачи средств тушения (время действия ), с.
Чем меньше G , тем эффективнее средство тушения, т.е. тем меньше t, тем эффективнее средство тушения. Для перечисленных МГШ быстродействие  2 сек, а время действия 0.5 сек. При вскрытии мембраны, сопла МПП ОП либо выдавливаются газами через сопло (Веер, Импульс), либо находятся практически в свободном падении (Буран), т.е. имеют малую кинетическую энергию. Что подтверждается временем действия МПП. Очевидно, что по этой причине ограничена их применимость по высоте размещения над возможным очагом горения. В технической документации на МПП эта высота ограничена 3.0 ± 0.5 м. При малой кинетической энергии ОП, он может быть просто вынесен из очага горения конвективными потоками и не подавить пламенное горение. По этой же причине невозможно применять данные МПП для подачи ОП вдоль очага горения - тушение по поверхности., подачи порошка непосредственно на поверхность горения.
Целью разработки настоящей полезной модели является разработка МПП свободного от перечисленных недостатков, т.е. МПП, позволяющего размещать его в любой точке защищаемого помещения, направлять на очаг горения как вертикально, горизонтально, так и под углом, из которого ОП выбрасывается с большой кинетической энергией, а значит с малым временем действия, с уменьшенным быстродействием.
Задача решается созданием МПП с поршневой системой вытеснения ОП - 5 из корпуса - 1. В качестве корпуса использован цилиндр, имеющий резьбу по своим концам, в качестве источника газа используется пиротехнический элемент - порох - 7. Это может быть обычный ружейный порох - черный, бездымный. Пороховой заряд помещается в камеру сгорания, выточенную непосредственно в порщне -6. Объем камеры выбирается из
расчета того чтобы в ней поместился пороховой зарад, масса которого зависит от массы выбрасываемого ОП. То есть, пусковым элементом является поршень с камерой сгорания и размещенном в ней пороховым зарядом. Активатором горения является мостик накаливания - 8, изготовленный из нихромовой проволоки. Диаметр проволоки выбран из расчета обеспечения минимального быстродействия МПП - 0.05 - 0.1 мм. При таком диаметре проволоки время срабатывания порохового заряда при пусковом токе 0.4 - 1 ампер, т.е. приведение в действие пускового устройства находится в пределах 0.05 - 0.1 сек. При уменьшении диаметра проволоки, количество тепла, вьщеляемое мостиком до его сгорания не хватает для воспламенения порохового заряда. Активатор крепится с помощью элементов крепления - 9, на задней крыщке - 2 МПП и находится после сборки в непосредственном контакте с пороховым зарядом. Причем конструкция разработана таким образом, чтобы задняя крышка за счет имеющегося на ней конуса частично входила в камеру сгорания поршня, создавая максимальную степень уплотнения между собой и поршнем. Что достигается с помощью ее вворачивания ключем в корпус до поршня. То есть при сборке камера сгорания имеет полную герметичность - замкнутый объем.
В нижней части МПП находится мембрана - 4 из алюминиевой фольги, которая крепится к корпусу накидной гайкой - 3. Для крепления МПП в защищаемом объеме имеется кронштейн - 10, позволяющий располагать МПП под различньми углами.
На прилагаемом чертеже изображен общий вид заявляемого устройства.
Сборка МПП происходит следующим образом. Мембрана, равная наружному диаметру цилиндра корпуса. укладывается в накидную гайку. Гайка соединяется с корпусом с помощью метрической резьбы. Затягивается гайка до упора. Засыпается ОП, массой предусмотренной технической документацией на данный МПП. ОП на вибростенде уплотняется. Сверху помещается порщень, в который засыпается пороховой заряд. С помощью ключа завинчивается крыщка до упора в порщень с определенным моментом затяжки. Через элементы крепления к активатору подсоединяются провода от системы
обнаружения пожара. МПП готов к работе.
Схема работы МПП. От системы обнаружения пожара (при возникновении очага горения ) на активатор горения поступает электрический сигнал. Воспламеняется порох.
С учетом замкнутого объема горение имеет взрывной характер. Поршень мгновенно начинает перемещаться, создавая давление в объеме модуля. Происходит разрыв мембраны. Порошок выбрасывается в очаг горения. Так как поршень движется со скоросп ю снаряда ( 600 - 800 м/сек.) в стволе орудия, то время его движения в корпусе определяется сотыми долями секунды. Поэтому и время действия МПП определяется этими же временами. Соответственно кинетическая энергия выбрасываемого ОП имеет значительно большую кинетическую энергию, чем у рассматриваемых аналогов.
Для того чтобы избежать вылета поршня из корпуса МПП (а это, как отмечалось выше, снаряд летящий со скоростью сотни метров в секунду), предложено делать накидную гайку с ёвн.г. меньше внутреннего диаметра корпуса dBH.Kop. в 1.1 раза. При выборе внутреннего диаметра накидной гайки установлено, что меняя этот диаметр можно формировать облако и дальность выброса огнетушащего порошка.
Экспериментально установлено, что при соотношении ёвн.кор. / ёвн.г. 1.1 дальность распространения ОП максимальная, облако достигает 7-8 метров с тушением очага горения на этом расстоянии. Облако имеет конусную форму с вершиной у МПП.
Дальнейшее увеличение этого соотношения приводит к искажению формы облака распространения ОП и она приобретает прямоугольную форму с максимальной концентрацией ОП у МПП, что происходит за счет турбулезации потоков. При этом Максимальное расстояние, при котором происходило тушение, достигало 2 метров. Установлено, что максимальное соотношение dBH.KOp./ ёвн.г. должно быть не более 3,0, так как дальнейшее увеличение его приводит к возникновению избыточного сопротивления для выхода ОП и, соответственно, движения поршня, что может привести к вырыванию задней крышки по резьбе. То есть, выбранное соотношение должно находиться
/ 2.f e ./
в пределах ёвн.кор./ dBH.r.« 1.1-3.0.
Таким образом разработана полезная модель со следующими основными характеристиками: Быстродействие - 0.05-0.1 с. Время действия -  0.1 с. Дальность выброса ОП до 8 м.
Данная конструкция, с помощью специального регулируемого кронштейна, позволяет подавать ОП в очаг горения под любым углом. Диаметр и высота корпуса модуля, при их соотношении hKop/dKOp 3- 5, выбирается таким образом, чтобы в него помещалась требуемая, в соответствии с технической документацией, масса ОП, уплотненная на вибростенде. Высота поршня h подбиралась тгисим образом, чтобы при срабатывании порохового заряда его не развернуло внутри корпуса (h«l/4 ёвн.кор.).
МПП с массой ОП равной 0.2; 0.5; 1.0 кг. прощли всесторонние испытания по определению эксплуатационных характеристик, в том числе и огневые испытания по тушению очагов горения. Данная полезная модель позволяет тушить очаги горения на открытых площадках с дальностью по горизонтали от очага горения до МПП до 8 м., в замкнутых объемах по площади до Зм , а по объему до 6 м  на открытых площадках с вертикальным расположением МПП на высоте 3м. очаги горения площадью 3м , в подкапотном пространстве автомобиля со степенью негерметичности 50%. Все полученные значения определялись соотношением ёвн.кор./ ёвн.г. и массой ОП.
В настоящее время готовится документация для представления данной полезной модели для сертификации в органах пожарной безопасности.
f/ / р А.Д. Сергиенко
Л / --5UGii29dZ
уё.Б. Голубчиков
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ
1.НПБ 67-98. Установки порошкового пожаротушения автоматические модули. Общие технические требования. Методы испытаний. - М.:ГУ ГПС МВД РФ. -1968.
2.ТУ ЭЛ.634233.001.000-99.- Модуль порошкового пожаротушения «Веер-1 - Бийск, ЗАО ПО «Элла. - 2000.
3.ТУ 4854-001-51089728-99. Модули порошкового пожаротушения «Импульс-6, «Импульс-6-1.- М.: ООО «СПБ - Средства пожарной безопасности. - 2000.
4.ТУ 4854-004-40302231-97. Модули порошкового пожаротушения семейства «Буран М.: ООО «Эпотос. - 2000.
5.Пожаро - взрывобезопасность вешеств и материалов и средств их тушения. Справочник в 2 кн. под редакцией А.Н.Баратова и А.Я.Корольченко. Кн.1 - М.: Химия, 1990. - 496 с.