ГЕНЕРАТОР АЭРОЗОЛЯ С ФИЛЬТРОВАЛЬНЫМ БЛОКОМ

Изобретение относится к различным областям техники, сельского хозяйства, преимущественно к пожаротушению, хранению и перевозке овощей и фруктов, созданию специальных газовых сред - к генераторам для получения аэрозоля с заданными параметрами и подаче его в ограниченный объем.
Уровень техники характеризуется генераторами аэрозоля для пожаротушения по патентам RU 2136338 А61C 13/22 и RU 2176146 А61 13/22. Известные генераторы аэрозоля состоят из корпуса, снаряженного пиротехническим зарядом, с устройством запуска и блоком охлаждения. Пиротехнические заряды таких устройств, в ходе химических реакций, в том числе окисления, генерируют комплекс аэрозольных продуктов -газовую, твердую и конденсированную фазы различных соединений, участвующих в тушении пламени. Эти химические процессы протекают при температурах от 1200°К и выше. Нормативно температура аэрозоля на выходе из огнетушащего генератора ограничена 500°С, что потребовало внесения в конструкцию дополнительных устройств и элементов снижающих температуру, применения термоизоляционных материалов. В конструкциях генераторов аэрозоля уже реализованы решения направленные на снижение температуры продуктов разложения пиротехнического заряда. Однако, данные генераторы имеют существенный недостаток: как показала натурная эксплуатация, в составе аэрозоля работающего генератора находятся раскаленные частицы размерностью до 3-5 мм., которые воздействуют на окружающие конструкции и материалы и могут вызвать вторичное воспламенение.
Задача по фильтрации из генерируемого аэрозоля раскаленных частиц решена в конструкции устройства, предложенного в патенте RU 2179471 А62С 13/22. Данный генератор по основному признаку - наличию фильтровального блока- выбран в качестве прототипа.
Известный генератор представляет собой корпус, с отверстием для выхода аэрозоля, крышки с воспламенительным устройством. В корпусе имеется втулка, создающая с корпусом кольцевые зазоры, которые заполнены фильтрующими материалами, внутри втулки установлен пиротехнический заряд. В качестве фильтров, в данной конструкции, предложена уплотненная металлическая проволока и плотно намотанная латунная сетка.
Конструкция устройства с установленными фильтрующими элементами решает ряд задач: охлаждает и очищает от примесей генерируемый газ.
Недостатком данной конструкции генератора является высокое, учитывая применяемые материалы и длину газоходов, гидравлическое сопротивление фильтрующих элементов, которое составляет 4-5 кПа и выше, на каждом из трех установленных фильтровальных блоков. Это вызывает повышение давления внутри генератора и, соответственно, скорости горения пиротехнического состава, что влечет за собой усиление конструктивных элементов генератора- толщины стенок корпуса, крышки. Высокое давление также увеличивает длину температурного поля генерируемого аэрозоля, в зоне действия которого могут оказаться легко-воспламеняемые материалы, воздействие на них высокой температуры, может привести к воспламенению.
Задачей которую решает настоящее изобретение, является снижение гидравлического сопротивления фильтровальных блоков генератора аэрозоля, упрощение конструкции изделия, а также сокращение длины температурного поля аэрозоля, что повышает надежность и безопасность эксплуатации изделия.
Поставленная проблема решается и технический результат достигается тем, что в качестве фильтровального материала вместо уплотненной проволоки и плотно намотанных слоев тонкой латунной сетки, предлагается фильтровальный блок из высокопористого ячеистого материала -ВПЯМ.
Высокопористый ячеистый материал (ВПЯМ) это класс пористых проницаемых материалов со специфической структурой, который получают нанесением слоя вещества (металлов, оксидов, карбидов) на матрицу пенополиуретана (1). Его проницаемость превосходит другие материалы в десятки раз. Гидравлическое сопротивление фильтровального блока из ВПЯМ ниже, чем у проницаемого латунного сетчатого материала, а также уплотненной поволоки, в 100 раз (2).
При использовании предлагаемого изобретения- фильтровального блока из высокопористого ячеистого материала- достигается следующий технический результат:
- снижается гидравлическое сопротивление системы фильтрации генерируемого аэрозоля;
- снижается давление внутри генератора;
- уменьшается толщина стенок корпуса и крышки генератора аэрозоля;
- сокращается температурное поле генерируемого аэрозоля. Устроен предлагаемый генератор с фильтровальным блоком из высокопористого ячеистого материала (ВПЯМ) следующим образом:
- в корпус из негорючего материала с отверстием для выхода газа устанавливается втулка-стакан, в нее вкладывается заряд из аэрозолеобразующего пиротехнического состава, в зазоре, образованным корпусом генератора и втулкой-стаканом, размещается фильтровальный блок из высокопористого ячеистого материала (ВПЯМ). Данная сборочная единица закрывается крышкой, с установленным узлом пуска, которая одновременно центрирует заряд и втулку-стакан.
При подаче электрического импульса воспламеняется аэрозолеобразующий пиротехнический заряд. Генерируемый аэрозоль движется по кольцевому каналу, образованному корпусом и втулкой-стаканом, через фильтровальный блок из высокопористого ячеистого материала, где и происходит его очистка от продуктов разложения пиротехнического заряда. Очищенный от раскаленных частиц аэрозоль, через отверстие для выхода газа, подается внутрь объема.
Список литературы:
1. А.А.Федоров. Высокопроницаемые ячеистые материалы..- Екатеринбург: УрО РАН, 1993. - стp.8-11.
2. А.А.Макаров. Очистка газовых выбросов от аэрозолей агрессивных, токсичных и радиоактивных соединений высокопористой керамикой - www. Galvanicworld. com.