АВТОНОМНОЕ УСТРОЙСТВО ЗАПУСКА МОДУЛЯ ПОРОШКОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Устройство относится к средствам пожаротушения и может быть использовано для инициирования запуска противопожарных модулей при защите любых видов подвижных транспортных средств, а также складов и других промышленных и бытовых объектов. Предлагаемое устройство обеспечивает запуск модулей порошкового пожаротушения как в режиме самозапуска, так и при воздействии электрического импульса.
Известно автономное устройство запуска противопожарных установок (патент РФ на полезную модель №34384, Кл. А 62 С 35/00, публ.2003 г.).
В данном устройстве осуществляется 3-х ступенчатое преобразование теплового сигнала в электрический: порофор-пирит-электроактиватор, от которого и срабатывает противопожарная установка.
Недостатками, препятствующими использованию данного устройства, является сложность конструкции и ограниченный срок хранения и эксплуатации устройства.
Известно газогенерирующее устройство (патент РФ №2211063, Кл. А 62 С 13/22, публ.2000 г.), включающее цилиндрический корпус с крышкой, выполненной с возможностью газоотвода, внутри корпуса размещен воспламенитель, твердотопливный заряд и фильтр охладитель, навеска воспламеняющего состава размещена в глухом канале в торце заряда, а в отверстие для выхода газов установлена коническая втулка с внутренней резьбой. Такая конструкция обеспечивает уменьшение внутрикамерного давления и установку устройства в объект потребителя для подачи генерируемого газа.
К недостаткам известного устройства следует отнести то, что газогенератор устанавливается в устройство запуска пожаротушащей установки, работу которой он должен обеспечить. Сам генератор не может обеспечить запуск без дополнительного устройства запуска путем накаливания капсюля.
Известно автономное устройство запуска модуля порошкового пожаротушения (патент РФ №43772, кл. А 62 С 35/00, публ.2004 г.). Данная полезная модель включает корпус в виде камеры с крышкой, выполненный с возможностью газоотвода, размещенный в камере газогенерирующий заряд, контактирующий с огнепроводным шнуром, часть которого выведена за пределы камеры через крышку, и узел герметизации, который выполнен из термовспучивающего материала или в виде подпружиненного клапана.
Данное устройство обеспечивает автономную работу модуля порошкового пожаротушения при сохранении функции принудительного запуска от внешнего электрического сигнала.
К недостаткам данного устройства следует отнести наличие узла герметизации. В случае его повреждения при ударе или засорении в момент срабатывания огнепроводного шнура, например песком, что может быть характерно для условий эксплуатации на транспортных средствах, происходит неполная герметизация узла газогенерации и газы уходят через узел герметизации, не попадая внутрь корпуса модуля, поэтому изделие не срабатывает.
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в сохранении двухрежимного запуска (самосрабатывание в автономном режиме непосредственно от очага горения и электрозапуск) и в обеспечении надежности срабатывания при вибрационных нагрузках в процессе эксплуатации на подвижных транспортных средствах.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является патент №43772 на полезную модель «Автономное устройство запуска модуля порошкового пожаротушения», которое и выбрано в качестве прототипа.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в создании двухкамерного корпуса устройства запуска модуля порошкового пожаротушения (МПП), при этом камера выполняет функцию терморазогрева и запуска в работу газогенерирующего заряда, размещенного в дополнительной камере, путем передачи теплового импульса через разделительную перегородку, а дополнительная камера выполняет функцию газогенерации.
Следует отметить, что такое разделение функций по камерам исключает необходимость выполнения узла герметизации в крышке камеры и одновременно обеспечивает надежность работы устройства в особо жестких условиях эксплуатации на подвижных транспортных средствах либо при повышенных вибронагрузках в условиях транспортировки устройств запуска к месту монтажа и эксплуатации.
На решение поставленной задачи направлена предлагаемая полезная модель.
Указанный технический результат достигается тем, что автономное устройство запуска модуля порошкового пожаротушения, включающее камеру с крышкой, выполненную с возможностью газоотвода, размещенный в камере газогенерирующий заряд, контактирующий с огнепроводным шнуром, часть которого выведена наружу, отличающееся тем, что устройство снабжено дополнительной камерой с образованием разделительной перегородки между камерами, в дополнительной камере также размещен газогенерирующий заряд, при этом отношение массы заряда в камере и массы заряда в дополнительной камере составляет от 1:1 до 1:100, дополнительная камера также выполнена с возможностью газоотвода.
При этом толщина разделительной перегородки составляет от 0,2 до 1,0 толщины стенки дополнительной камеры, а соотношение объема камеры к объему дополнительной камеры составляет от 1:2 до 1:5.
В камере размещен электроактиватор.
Возможен вариант, что камера полностью размещена в объеме дополнительной камеры, при этом стенки камеры выполняют функцию разделительной перегородки.
Также возможен вариант, что камера и дополнительная камера выполнены с зеркальным размещением относительно друг друга и дополнительная камера также снабжена крышкой, при этом нижняя стенка камеры выполняет функцию разделительной перегородки.
Признаки, приведенные в формуле полезной модели, являются необходимыми и достаточными для достижения указанного технического результата.
Предлагаемая полезная модель не известна из доступных источников информации и промышленно применима в качестве автономного устройства запуска МПП.
Предлагаемое устройство поясняется чертежами:
1
2
1
На фиг.1 представлено автономное устройство запуска MПП в разрезе, которое включает камеру-1 с крышкой 2, размещенный в камере-1 газогенерирующий заряд-3, контактирующий с огнепроводным шнуром 4, часть которого выведена наружу через отверстие-5 в крышке 2. Камера 1 размещена в дополнительной камере-6, в которой выполнены газоотводные отверстия 7 и также размещен газогенерирующий заряд-3. В данном конкретном исполнении стенки камеры-1 являются одновременно и разделительной перегородкой-8 между объемами камеры-1 и дополнительной камеры-6. Отношение массы заряда (m) в камере 1 и массы заряда (m) в дополнительной камере составляет от 1:1 до 1:100, толщина разделительной перегородки (a) составляет от 0,2 до 1,0 толщины стенки дополнительной камеры (а).
На фиг.2 представлено автономное устройство запуска в разрезе, конструкция которого отличается от конструкции на фиг.1 тем, что в камере-1 дополнительно размещен электроактиватор 9, а форма камеры 1 повторяет форму,
дополнительной камеры-6, а разделительной перегородкой-8 также является стенка камеры 1.
На фиг.3 представлено предлагаемое устройство запуска в разрезе но в другом конструктивном исполнении: камера 1 и дополнительная камера 6, снабженная крышкой 10, по отношению друг к другу выполнены с зеркальным размещением через разделительную перегородку 8.
Разделительная перегородка выполнена из теплопроводного материала, например, сталь, медь, алюминий и их сплавы.
Газогенерирующий заряд марки СТК-24, изготовлен по ТУ 4854-019-04973366-09.
Огнепроводный шнур изготовлен по ТУ 7275-001-51953776-00, а электроактиватор -по ТУ 7275-082-0751 134406-97.
Предлагаемое устройство запуска размещают в корпусе модуля порошкового пожаротушения (на чертеже показано условно).
Автономное устройство запуска работает следующим образом.
При достижении в защищаемом объеме определенной повышенной температуры (например 170°С) происходит воспламенение той части огнепроводного шнура 4, которая выходит наружу из корпуса 1 через крышку 2 и отверстие 5. Огнепроводный шнур 4 передает тепловой импульс газогенерирующему заряду 3, который разогревается и температура внутри камеры 1 повышается. В результате терморазогрева разделительная перегородка 8, которая является стенкой камеры 1, разогревается и запускает в работу газогенерирующий заряд 3, размещенный в дополнительной камере 6. Газы, образующиеся в этой камере 6, через газоотводное отверстие 7 поступают только в корпусе МПП.Газы из камеры 1, которые образуются при терморазогреве заряда 3 камеры 1 имеют возможность выхода через отверстие 5. Таким образом в камере 1 осуществляют термонагрев, который передается в дополнительную
камеру 6, где обеспечивается интенсивная газогенерация с подачей газов непосредственно в корпус МПП.
Аналогично предлагаемое устройство работает в режиме электрозапуска, когда при поступлении внешнего электрического сигнала на электроактиватор 9 тепловой импульс передается на газогенерирующий заряд 3, размещенный в камере 1. Дальнейший порядок работы тот же, что и в режиме самосрабатывания. При изготовлении предлагаемого устройства массы газогенерирующих зарядов - 3 в камерах 1 и 6 изменяли в интервале:
1
2
в камере 1 масса заряда (m) варьировалась от 2,0 до 5,0 г, а масса заряда (m) в камере 6 - от 5,0 до 500,0 г.
1
2
3
3
объем камеры 1 (v) изменяли в пределах от 2,0 до 10,0 см, а объем (v) дополнительной камеры 6 - от 4,0 до 200,0 см.
Толщина стенки, дополнительной камеры (а), изменялась от 1,5 до 3,0 мм.
3
2
Огневые испытания проводились в металлической камере в виде параллепипеда объемом 20 м На полу камеры размещались металлический круглый противень площадью 0,4 м с древесными опилками, смоченными в бензине. Результаты испытаний представлены в таблице 1. При проведении испытаний фиксировался результат срабатывания, характер выброса огнетушащего порошка. Плюс в таблице означает (+) положительный результат работы модуля, полный выброс огнетушащего порошка, минус (-) разгерметизация модуля (прогар общей стенки), отсутствие выброса огнетушащего порошка в результате отсутствия запуска в работу камеры газогенерации (нет прогрева), или в результате недостаточной мощности (мало количество газов) камеры газогенерации. По каждому соотношению было проведено не менее 3-х испытаний.
Устройство по прототипу было изготовлено в соответствии с описанием к патенту №43772 с герметизацией отверстия в крышке и без герметизации.
На серийно выпускаемый модуль порошкового пожаротушения под торговой маркой «Буран-2,5» (ТУ-4854-004-40302231-97), дополнительно устанавливали предлагаемое автономное устройство запуска и устройство по прототипу. Конструкция крепилась под потолком на высоте 1,8 м. Бензин в противне поджигался. При достижении температуры 180°С (или от электроимпульса) автономное устройство запуска МПП срабатывало и осуществлялся выброс огнетушащего порошка из модуля.
Проведенные огневые испытания подтвердили, что автономным устройством запуск MПП можно осуществлять как в режиме самозапуска, так и от электрического импульса, что свойственно предлагаемому устройству и прототипу. (Таблицы 1,2,3).
Анализ таблиц 1,2,3,4 позволяет сделать вывод, что только совокупность конструктивных признаков предлагаемого устройства обеспечивает достижение необходимых технических показателей. При отклонении от параметров, заявленных в формуле полезной модели нет стабильности в срабатывании автономного устройства, что подтверждают приведенные контрольные примеры.
Таблица 1:
- в примере №5 и 5* недостаточно давления, необходимого для срабатывания модуля;
- в примере №6 и 6* наблюдается прогар стенки автономного устройства и его разгерметизация:
- в примере №7 и 7* прогар разделительной стенки во всех опытных образцах;
- в примере №8 и 8* не обеспечивалось необходимое давление в двух опытных образцах;
- в примере №9 и 9* прогар разделительной стенки;
- в примере №10 и 10* отсутствие давления, нет срабатывания.
Таблица 2:
- в примере №5 недостаточный рост давления, необходимый для срабатывания;
- в примере №6 - прогар разделительной стенки и разгерметизация;
- в примере №7 - в трех опытных образцах прогар стенки;
- в примере №8 - отсутствие необходимого давление, нет срабатывания в двух опытных образцах;
- в примере №9 - прогар разделительной стенки в одном опытном образце;
- в примере №10 - в одном образце нет достаточного давления для срабатывания.
В таблице №3 приведены результаты сравнительных испытаний в режиме электропуска предлагаемого устройства (фиг.2) и устройства по прототипу, в конструкции которого не была выполнена герметизация отверстия в крышке для огнепроводного шнура. Результаты свидетельствуют, что в отличие от прототипа предлагаемое устройство обеспечивает гарантированное срабатывание без выполнения узла герметизации.
С целью изучения воздействия вибронагрузок были проведены испытания с предлагаемым устройством и с устройством по прототипу после их установки на вагонах Московского Метрополитена.
Пробег составил 1000 км.
После пробега по 3 модуля каждой конструкции, были испытаны в тех же условиях, что и до пробега.
Результаты огневых испытаний после пробега представлены в таблице 4.
Анализ результатов подтверждает работоспособность предлагаемого устройства даже после воздействия вибронагрузок. При этом не требуется
дополнительная операция по герметизации крышки в отличие от устройства по прототипу (Таблица 3), что обеспечивается конструктивными признаками предлагаемого устройства.
Приведенные результаты испытаний подтверждают, что предлагаемая полезная модель направлена на решение поставленной задачи и при использовании обеспечивает достижение указанного технического результата.
Таблица №1.Результаты сравнительных испытаний до пробега на вагонах метрополитена. Вариант согласно фиг.1 (примеры с 1 по 4) и вариант согласно фиг.3 (примеры с 1* по 4*) - испытание в режиме самозапуска.
Параметры по заявляемому варианту, фиг1, фиг3*
Контрольные примеры
№№примеров
1(1*)
2(2*)
3(3*)
4(4*)
5(5)*
6(6)*
7(7)*
8(8)*
9(9)*
10(10)*
M<sub>1</sub>/M<sub>2</sub>=(1:1)-(1:100)
1:1
1:50
1:100
1:80
1:0,8
1:110
1:100
1:50
1:1
1:80
(1:1)*
(1:30)*
(1:50)*
(1:100)*
(1:110)*
(1:0,8)*
(1:50)*
(1:100)*
(1:1)*
(1:90)*
a<sub>1</sub>=(0,2-1,0)a
0,5а
0,2а
1,0а
0,3а
0,5
0,2а
0,la
1,2а
1,0а
0,3а
(0,2а)*
(0,4а)*
(0,7а)*
(1,0а)*
(0,8а)*
(0,5а)*
(0,1 а)*
(1,2а)*
(0,5а)*
(0,8а)*
V<sub>1</sub>/V<sub>2</sub>=(1:2)-(1:5)
1:2
1:4
1:3
1:5
1:5
1:2
1:5
1:2
1:1
1:6
(1:5)*
(1:3)*
(1:4)*
(1:2)*
(1:5)*
(1:3)*
(1:5)*
(1:5)*
(1:1)*
(1:6)*
Материал разделительной перегородки
Сталь
Медь
Алюминий
Сталь
Медь
Алюминий
Сталь
Медь
Алюминии
Сталь
Медь*
Сталь*
Медь*
Алюминий*
Алюминий*
Медь*
Медь*
Сталь*
Сталь*
Медь*
Инерционность срабатывания в режиме самозапуска,с
25;
25;
28;
37;
37;
26;
(-);
28;
26;
(-);
30;
36;
29;
36;
-.;
25;
(-);
(-);
27;
35;
27;
29;
38;
25;
38;
(-);
(-);
(-);
(-);
66;
(26)*;
(26)*;
(34)*;
(29)*;
(-)*;
(-)*;
(-)*;
(35)*;
(-)*;
(50)*;
(32)*;
(30)*;
(29)*;
(36)*;
(40)*;
(40)*;
(-)*;
(-)*;
(-)*;
(-)*;
(35)*
(34)*
(35)*
(37)*
(45)*
(38)*
(-)*
(-)*
(35)*
(-)*
Результат работы в режиме самозапуска
+++;(+++)*
+++;(+++)*
+++;(+++)*
+++;(+++)*
+-+;(-++)*
++-;(-++)*
---;(---)*
+--;(+--)*
++-;(--+)*
-++;(+--)*
(-);(-)*-нет срабатывания автономного устройства запуска по одной из причин: разгерметизация; прогар разделительной стенки; не запустился газогенератор.(+);(+)*-штатная работа автономного устройства запуска
Таблица №2.Результаты сравнительных испытаний до пробега на вагонах метрополитена. Вариант согласно фиг.2 (примеры с 1 по 4) - испытание в режиме электропуска.
Параметры по заявляемому варианту, фиг.2
Контрольные примеры
№№примеров
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
M<sub>1</sub>/M<sub>2</sub>=(1:1)-(1:100)
1:1
1:50
1:100
1:80
1:0,8
1:110
1:100
1:50
1:1
1:80
a<sub>1</sub>=(0,2-1,0)a
0,5а
0,2а
1,0а
0,3а
0,5а
0,2а
0,1a
1,2а
1,0а
0,3а
V<sub>1</sub>/V<sub>2</sub>=(1:2)-(1:5)
1:2
1:3
1:4
1:5
1:4
1:2
1:3
1:5
1:1
1:6
Материал разделительной перегородки
Сталь
Медь
Алюминий
Сталь
Медь
Алюминий
Сталь
Медь
Алюминий
Сталь
Инерционность срабатывания в режиме электропуска,с
7;8;6
5;6;7
8;9;8
7;6;5
7;(-);8
6;5;(-)
(-);(-);(-)
(+);(-);(-)
6;(-);7
(-);5;6
Результат работы в режиме электропуска
+++
+++
+++
+++
+-+
++-
-
+-
+-+
-++
(-) -нет срабатывания автономного устройства запуска по одной из причин разгерметизация; прогар разделительной стенки; не запустился газогенератор.(+)-штатная работа автономного устройства запуска.
Таблица №3Результаты сравнительных испытаний при срабатывании в режиме электропуска предлагаемого устройства согласно фиг.2 с наличием отверстия (5) без его герметизации и варианта по прототипу с наличием в крышке отверстия (5), для ввода огнепроводного шнура (4), но без выполнения герметизации.
Заявляемое устройство согласно фиг.2
Устройство по прототипу, но без герметизации отверстия (5)
Параметры устройства соответствуют примерам с№1 по №4 Таблицы 2
Пример 1
пример 2
пример 3
пример 4
Испытания в режиме электропуска
+++
+++
+++
+++
---
(-) - нет срабатывания автономного устройства запуска МПП (модуля порошкового пожаротушения) по причине отсутствия герметизации.
Таблица №4Результаты сравнительных испытаний после пробега на вагонах метрополитена.
Вид испытаний
Заявляемое устройство после пробега на вагоне по примерам
Устройство по прототипу
До пробега на вагоне
После пробега на вагоне
1
2
3
4
Испытания в режиме электропуска Примеры 1-4 таблицы 2 и прототипа
+++
+++
+++
+++
+++
-+-
Испытания в автономном режиме непосредственно от очага горения примеры 1-4(1*-4*) таблицы 1 и прототипа
+++; (+++)*
+++; (+++)*
+++; (+++)*
+++; (+++)*
+++
--+
(-) - нет срабатывания устройства самозапуска по причине разгерметизации.(+);(+)* - штатная работа устройства самозапуска