ПОРОШКОВЫЙ ОГНЕТУШИТЕЛЬ
POWDERED FIRE EXTINGUISHER

Изобретение относится к пожарной технике, а именно к конструкции огнетушителей, и может найти широкое применение при разработке и производстве средств пожаротушения, в частности, порошковых и пенных огнетушителей.
Предшествующий уровень техники
Известен порошковый огнетушитель, содержащий корпус с огнетушащим порошковым веществом, оборудованный устройством для выброса огнетушащего вещества с выпускным клапаном, и газогенератор, включающий запорно-пусковое устройство и камеру разложения с узлом инициирования, газогенерирующим зарядом, ограничителем-фиксатором и отверстиями для выхода газа. В камере разложения размещен быстрогорящий газогенерирующий заряд со временем сгорания 0,7-1,5 с таким образом, что между узлом инициирования и газогенерирующим зарядом имеется свободная полость, составляющая 20-50% от объема газогенерирующего заряда, а в устройстве для выброса огнетушащего вещества за выпускным клапаном или перед ним установлена разрывная мембрана с усилием разрыва, гарантирующим достижение минимального рабочего давления в корпусе (патент RU 2160618 от 07.12.1998 г). Недостатком данного огнетушителя является взрывоопасность газогенерирующего вещества, высокая стоимость, высокая температура вытесняющих газов, отсутствие индикации работоспособности, а также относительно высокое время ожидания готовности к работе.
Известен ручной порошковый огнетушитель, содержащий корпус с запорным приспособлением. В корпусе смонтирована выполненная с калиброванным отверстием перегородка, а запорное приспособление имеет золотник (Авторское свидетельство 354868 от 23.12.1970 г). Недостатком этой конструкции является то, что весь корпус находится под давлением и, в случае его повреждения, произойдет выброс огнетушащего порошка. Также из-за расположения выхода воздуха в верхней части баллона будет большой процент остатка неиспользованного огнетушащего порошка.
Наиболее близким аналогом изобретения является огнетушитель, содержащий корпус, запорно-пусковое устройство с сифонной трубкой, сопло или рукав с соплом, огнетушащее вещество и вытесняющий газ, причем полость с вытесняющим газом отделена жесткой и герметичной перегородкой от полости с огнетушащим веществом, и в перегородке выполнен клапан, контактирующий через полый толкатель с запорно-пусковым устройством. Полый толкатель выполнен сборным, преимущественно с резьбовым соединением. (Патент на изобретение №2704554, приоритет 04.03.2019). Недостатком такой конструкции является сложность изготовления полого толкателя, невозможность установки полого толкателя после окраски баллона и невозможность проверки герметичности огнетушителя до засыпки огнетушащего порошка.
Задачей изобретения является упрощение конструкции порошкового огнетушителя и технологии его сборки и контроля качества.
Раскрытие изобретения
Указанная задача решается в порошковом огнетушителе, содержащем корпус, запорно-пусковое устройство с сифонной трубкой, сопло или рукав с соплом, огнетушащее вещество и вытесняющий газ, находящийся в полости с вытесняющим газом, отделенной жесткой и герметичной перегородкой от полости с огнетушащим веществом, клапан в перегородке, контактирующий через сборный полый толкатель с запорно-пусковым устройством.
Согласно изобретению, сборный полый толкатель выполнен с возможностью установки через отверстия соответственно в донышке, перегородке и аэраторе, причем в верхней части сборного полого толкателя выполнен золотник с возможностью открытия при контакте, например, с мембраной индикатора давления. Такое решение позволяет существенно упростить установку сборного полого толкателя и производить ее после покраски порошкового огнетушителя, а также позволяет выполнить засыпку огнетушащего порошка после накачки и проверки герметичности полости с вытесняющим газом, что упрощает технологию сборки и работу с браком, а также позволяет производить контроль состояния порошка и перезарядку без стравливания давления в полости с вытесняющим газом.
Сборный полый толкатель состоит из металлической трубки и верхнего и нижнего наконечников, причем герметичность их соединения обеспечена преимущественно герметиком.. Это позволяет соединить полость с вытесняющим газом с индикатором давления, чем обеспечивается контроль годности огнетушителя при хранении и остатка заряда в процессе его использования. Также через сборный полый толкатель обеспечивается открытие клапана в перегородке. Сборность сборного полого толкателя позволяет упростить его производство, так как позволяет отделить наконечники сложной формы от трубки, которая дешева и составляет почти всю длину сборного полого толкателя.
На верхнем наконечнике выполнен упор, взаимодействующий с запорно-пусковым устройством, причем наибольший диаметр упора по существу равен диаметру отверстия в аэраторе. Через упор передается усилие от запорно-пускового устройства к клапану в перегородке, а равенство наибольшего диаметра упора диаметру отверстия в аэраторе позволяет произвести установку сборного полого толкателя в окрашенный баллон порошкового огнетушителя в собранном виде, что существенно упрощает процесс сборки. На верхнем наконечнике выполнены канавки для уплотнительных колец, входящих в цилиндрическую часть корпуса индикатора давления, заходный конус для облегчения сборки и седло золотника. Два уплотнительных кольца позволяют исключить проверку этого стыка. Седло золотника выполнено в верхнем наконечнике, потому что верхний наконечник является ближайшей деталью к месту взаимодействия золотника и запорно-пускового устройства.
На нижнем наконечнике выполнено направление для пружины, заходный конус, канавка для клапана перегородки и направляющий выступ, диаметр которого по существу равен диаметру отверстия аэратора. Заходный конус упрощает сборку, а равенство диаметров направляющего выступа и отверстия в аэраторе позволяет направить сборный полый толкатель и минимизировать поток воздуха через зазор между нижним наконечником и аэратором.
В донышке корпуса выполнена заглушка с золотником для накачки и подкачки полости с вытесняющим газом, причем внутренний диаметр резьбы в донышке под заглушку по существу равен наибольшему диаметру нижнего наконечника. Такая конструкция позволяет устанавливать сборный полый толкатель в сборе через отверстие в донышке окрашенного баллона, что существенно упрощает сборку, а также позволяет производить проверку на герметичность баллона выдержкой в течение суток до засыпки огнетушащего порошка.
Донышко корпуса соединено с крышкой корпуса сварным швом, выполненным на цилиндрической части перегородки. Это позволяет уменьшить процент брака от прожига при сварке донной части корпуса и обечайки, а также усилить полость с вытесняющим газом и, следовательно, увеличить допустимое давление в ней и уменьшить габариты полости, а также исключить один сварной шов. При выполнении верхней крышки за одно целое с обечайкой в виде стакана количество сварочных швов уменьшается до одного, при этом улучшается наружний вид. Такое решение также позволяет выполнить крышку из более тонкого материала.
Верхний и нижний наконечники выполнены из пластмассы, что упрощает их производство, так как фигуры сложной формы проще выполнить с помощью литья.
Особенности и преимущества изобретения будут более понятны из описания преимущественных вариантов его осуществления со ссылкой на приложенные чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен порошковый огнетушитель в разрезе;
На фиг. 2 представлен верхний наконечник в огнетушителе в увеличенном масштабе;
На фиг. 3 представлен нижний наконечник и заглушка в огнетушителе в увеличенном масштабе.
Варианты осуществления изобретения
Как показано на фиг. 1, порошковый огнетушитель состоит из корпуса, образованного крышкой 1 (фиг. 1) и приваренным к ней донышком 2. На крышке 1 накатана резьба, с помощью которой к корпусу крепится запорно-пусковое устройство 3, включающее в себя индикатор давления 4, сифонную трубку 5 с косым срезом и клапан 6 (фиг. 1, 2), поджатый пружиной 7, шланг с соплом 8 (фиг. 1) и рычаг управления 9. Для уплотнения стыка горловины крышки 1 и запорно-пускового устройства 3 используется резиновое кольцо 10 (фиг. 1, 2).
Внутри корпуса расположена перегородка 11 (фиг. 1), разделяющая корпус на две полости: полость с огнетушащим веществом 12 и полость с вытесняющим газом 13. Перегородка 11 приваривается к корпусу одновременно со сваркой крышки 1 и донышка 2 и имеет форму конуса, угол которого по существу равен углу естественного откоса (угол сыпучести), что позволяет использовать практически весь заряд огнетушащего порошка в случае его применения, что особенно важно для передвижных огнетушителей. На перегородке 11 выполнено седло 14 (фиг. 1, 3) клапана 15, поджатого к седлу 14 пружиной 16 и возможностью соединения полости с огнетушащим веществом 12 (фиг. 1) и полости с вытесняющим газом 13. К перегородке 11 приварен аэратор 17, образующий распределительную полость 18, а также три радиальных сопла 19.
Клапан 15 (фиг. 1, 3) взаимодействует с запорно пусковым устройством 3 (фиг. 1) посредством сборного полого толкателя, который состоит из металлической трубки 20 (фиг. 1, 2, 3), верхнего наконечника 21 (фиг. 1, 2) и нижнего наконечника 22 (фиг. 1,3), выполненных из стеклонаполненного пластика. Трубка 20 (фиг. 1, 2, 3) соединяется с верхним 21 (фиг. 1, 2) и нижним 22 (фиг. 1, 3) наконечниками посредством кольцевых пазов, выполненных в верхнем 21 (фиг. 1, 2) и нижнем 22 (фиг. 1, 3) наконечниках на герметике. Сборный полый толкатель соединяет полость с вытесняющим газом 13 (фиг. 1) с подмембранной полостью индикатора давления 4.
Верхний наконечник 21 имеет упор 23 (фиг. 1, 2), диаметр которого по существу равен диаметру отверстия в аэраторе 17 (фиг. 1) для обеспечения возможности установки сборного полого толкателя в корпус огнетушителя, через который усилие от корпуса индикатора давления 4 (фиг. 1) при нажатии на рычаг управления 9 передается через сборный полый толкатель к клапану 15 (фиг. 1, 3).
Также на верхнем наконечнике 21 (фиг. 1, 2) выполнены 2 канавки, в которых установлены уплотнительные кольца 24 (фиг. 2), герметизирующие стык корпуса индикатора давления 4 (фиг. 1) и верхнего наконечника 21 (фиг. 1, 2). Наличие двух уплотнительных колец 24 (фиг. 2) позволяет повысить надежность герметичности стыка и не производить его проверку.
Для облегчения сборки на верхнем наконечнике 21 (фиг. 1, 2) выполнены заходные конуса в верхней части - для сборки и в нижней части - для разборки.
Внутри верхнего наконечника 21 расположен золотник 25, подпружиненный в сторону индикатора давления 4 (фиг. 1). При отсутствии запорно-пускового устройства 3 золотник находится в закрытом положении, то есть прижат к седлу, выполненному на верхнем наконечнике 21 (фиг. 1, 2) пружиной 26 (фиг. 2). При установленном запорно-пусковом устройстве 3 (фиг. 1) золотник 25 (фиг. 1, 2) прижимается мембраной индикатора 4 (фиг. 1) и находится в открытом положении, соединяя полость с вытесняющим газом 13 с подмембранной полостью индикатора давления 4. Наличие золотника 25 (фиг. 1, 2) позволяет накачивать огнетушитель вытесняющим газом до засыпки порошка и контролировать герметичность полости с вытесняющим газом 13 (фиг. 1), а также производить контроль и замену порошка без перезакачки.
На нижнем наконечнике 22 (фиг. 1, 3) выполнена канавка для клапана 15, которая располагается на конусной части, которая по существу повторяет конус на седле 14. Также на наконечнике 22 выполнено направление для пружины 16 и направляющий выступ, диаметр которого по существу равен диаметру отверстия в аэраторе 17 (фиг. 1), в котором он установлен в порошковом огнетушителе, что позволяет направить сборный полый толкатель и минимизировать зазор между аэратором 17 и направляющим выступом. При этом диаметр направляющего выступа и соответственно диаметр отверстия в аэраторе 17 выполняются минимально возможными, насколько позволит прочность упора 23 на верхнем наконечнике 21, что позволяет увеличить проходное сечение клапана 15 (фиг. 1, 3).
Для удобства сборки в донышке 2 (фиг. 1) предусмотрена заглушка 27 (фиг. 1, 3), причем внутренний диаметр резьбы под заглушку 27 в донышке 2 (фиг. 1) по существу равен наибольшему диаметру сборного полого толкателя. Таким образом, сборный полый толкатель в собранном виде устанавливается в окрашенный корпус огнетушителя снизу через отверстие для заглушки 27. Стык заглушки 27 и донышка 2 (фиг. 1) герметизируется резиновым кольцом 28 (фиг. 2).
Для закачки полости с вытесняющим газом 13 (фиг. 1), например, азотом, в заглушке 27 (фиг. 1, 3) выполнено отверстие, перекрытое золотником 29 (фиг. 3), выполненным в виде колпачка с прорезями по бокам для прохода вытесняющего газа. Золотник 29 прижимается пружиной 16 (фиг. 1, 3) через резиновую прокладку 30 (фиг. 3) к торцу заглушки 27 (фиг. 1, 3), герметизируя отверстие в заглушке 27.
На донышке 2 (фиг. 1, 2) выполнены выступы 31 (фиг. 1) для придания устойчивости огнетушителю.
Донышко 2 и перегородка 11 могут быть выполнены из материала большей толщины, чем крышка 1, и состыковано с крышкой 1 на перегородке 11, т.е. за один сварочный шов, что уменьшает процент брака от прожогов при сварке. Таким образом, полость с вытесняющим газом 13 выполняется с более толстыми стенками, что позволяет довести давление в ней до 2,5 МПа (что соответствует баллонам низкого давления по ГОСТ 51057-2002) и сократить ее объем и габариты огнетушителя.
Сборка огнетушителя производится следующим образом. Аэратор 17 приваривается контактной сваркой к перегородке 11, которая затем запрессовывается в донышко 2, после чего напрессовывается крышка 1 и стык проваривается. После окраски баллона сборный полый толкатель, пружина 16, золотник 29 (фиг. 3) вставляются с нижнего конца баллона и заглушка 27 ставятся на момент. Затем происходит накачка огнетушителя вытесняющим газом, для чего используется специальный штуцер, который через отверстие в заглушке 27 (фиг. 1, 3) приподнимает золотник 29 (фиг. 3) с прокладкой 30, сжимая пружину 16 (фиг. 1,3), открывая таким образом проход для сжатого вытесняющего газа. После закачки баллоны проходят проверку на герметичность в течение суток, после чего проверяется давление в полости 13 и в годные засыпают порошок через горловину в крышке 1. Далее устанавливается запорно-пусковое устройство 3. При этом мембрана индикатора давления 4 надавливает на золотник 25 (фиг. 1, 2), открывая проход вытесняющему газу из полости с вытесняющим газом 13 (фиг. 1) к индикатору давления 4, который начинает показывать текущее давление в полости с вытесняющим газом 13.
Порошковый огнетушитель работает следующим образом.
При нажатии на рычаг управления 9 индикатор давления 4 перемещается вниз, открывая клапан 6 (фиг. 1, 2), одновременно через упор 23 верхнего наконечника 21 перемещает сборный полый толкатель и открывает клапан 15 (фиг. 1, 3). При этом усилие, прилагаемое к рычагу управления 9 (фиг. 1), необходимое для запуска огнетушителя, не превышает усилия запуска обычных закачных огнетушителей, поскольку в момент запуска в полости с огнетушащим веществом 12 нет избыточного давления. Вытесняющий газ из полости с вытесняющим газом 13 поступает в распределительную полость 18 и через радиальные сопла 19 выходит в полость с огнетушащим веществом 12. Давление в полости с огнетушащим веществом 12 резко повышается и практически сравнивается с давлением в полости с вытесняющим газом 13 примерно за время 0,2 с, определяемым проходным сечением клапана 15, разрыхляя порошок. Созданное давление в полости с огнетушащим веществом 12 вытесняет порошок через сифонную трубку 5 и далее с задержкой 0,2...0,4 с через шланг с соплом 8 на очаг возгорания в виде устойчивой струи. При этом вытесняющий газ продолжает поступать из полости с вытесняющим газом 13, поддерживая стабильное распыление огнетушащего порошка. А благодаря конусной форме перегородки 11 будет использован практически весь заряд огнетушащего порошка.
При использовании в качестве огнетушащего вещества порошка обеспечивается его разрыхление за счет сдвига его слоев, так как поступающий через клапан 15 (фиг. 1, 3) вытесняющий газ не успевает фильтроваться через объем порошка и сдвигает периферийные слои порошка вверх и далее к центру, чему способствует и коническая форма крышки 2 (фиг. 1) порошкового огнетушителя. Таким образом разрыхляется слежавшийся порошок. Это позволяет увеличить срок службы огнетушителя без обслуживания до 10 лет, аналогично системам автоматического пожаротушения, а также использовать практически весь объем порошка.