УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЪЕМНОГО АЭРОЗОЛЬНОГО ТУШЕНИЯ ПОЖАРА
THREE-DIMENSIONAL AEROSOL FIRE EXTINGUISHING APPARATUS

Изобретение относится к области пожаротушения, а именно, к устройствам, генерирующим огнетушащую газоаэрозольную смесь, образующуюся в результате горения пиротехнического состава шашки и струйно выбрасываемую в защищаемый объем.
Уровень данной области техники характеризует устройство для объемного аэрозольного тушения пожара по патенту RU 2140310, A62C 13/22, 1999 г., которое содержит скрепленные аксиально с инжекционным зазором цилиндр охлаждения и смонтированный на несущем кронштейне теплоизолированный изнутри гипсовой прослойкой корпус с пиротехнической шашкой.
Над пиротехнической шашкой в корпусе сформирован ресивер, закрытый крышкой, в которой укреплен воспламенитель и концентрично распределены сквозные выходные отверстия, направленные в цилиндр охлаждения.
Недостатком описанного устройства является ограниченная эффективность пожаротушения, так как пространственное положение жестко закрепленного генератора, для целевого выбора направления огнетушащей струи из цилиндра охлаждения на объект возгорания, изменить невозможно из-за отсутствия подвижных связей с несущими поверхностями охраняемого помещения.
Таким образом, потенциальный объект возгорания ингибируется по мере заполнения всего охраняемого объема генерируемой тушащей смесью, что инерционно по времени и требует большего расхода пиротехнического состава для обеспечения заданной тушащей концентрации ингибиторов горения, гарантирующей подавление очага возгорания.
Более совершенным устройством, в котором обеспечена возможность пространственной ориентации продольной оси генератора для направленного выброса тушащей смеси на очаг возгорания, является описанное в патенте RU 2205673, A62C 13/22, 35/00, 2003 г., которое по технической сущности и числу совпадающих признаков выбрано в качестве наиболее близкого аналога предложенному.
Известное устройство характеризуется повышенными показателями назначения за счет расширения технологических возможностей его адаптирования к интерьеру охраняемого помещения для оперативной локализации возгорания направленной струей, генерируемой газообразной тушащей смесью.
Это устройство для объемного аэрозольного тушения пожара содержит скрепленные аксиально с инжекционным зазором цилиндр охлаждения и смонтированный на несущем кронштейне теплоизолированный изнутри гипсовой прослойкой корпус с пиротехнической шашкой, которая покрыта изолирующей мембраной, сгорающей при запуске.
Корпус совмещен с ресивером, который закрыт крышкой с распределенными выходными отверстиями, направленными в цилиндр охлаждения, оснащенный инжекционными окнами для подсоса воздуха, разбавляющего и охлаждающего тушащую смесь до температуры не выше 260°С, что повышает эффективность пожаротушения.
В крышке над пиротехнической шашкой закреплен центральный воспламенитель, электрически связанный с герметичным коммутатором внешнего узла запуска тоководами, помещенными в изолирующей оболочке.
Особенностью известного устройства является то, что корпус генератора установлен на несущем кронштейне с возможностью углового позиционирования продольной оси генератора и цилиндра охлаждения.
Корпус установлен в двух симметричных цапфах, сопряженных со стойками несущего кронштейна, при этом одна из цапф жестко связана с коромыслом, несущим стержневой стопор, избирательно совмещаемый с отверстиями стойки несущего кронштейна, на котором установлен герметичный коммутатор инициирования воспламенителя.
Технически простой пространственной ориентацией генератора и выхода его охлаждающего цилиндра поворотом продольной оси в диапазоне 90 градусов повышает мобильность локализации очага воспламенения и подавления пожара.
Поворотом корпуса генератора относительно жестко закрепленного на доступной несущей поверхности реального интерьера обеспечивается ориентирование направления потока огнетушащей смеси на пожароопасные объекты.
Однако продолжением указанных преимуществ известного устройства являются присущие недостатки.
Необходимый для свободной пространственной переориентации генератора заметный припуск длины тоководов, обеспечивающий выбранное угловое его позиционирование относительно закрепленного на стационарном кронштейне коммутатора, создает предпосылки для нарушения целостности проводов. За свободную петлю из припуска длины тоководов неизбежно многократно цепляют при длительном времени эксплуатации устройства, что может служить причиной отказа при запуске из-за возможного и неконтролируемого нарушения их целостности и функциональности.
Расположенные внутри охлаждающего цилиндра объемный воспламенитель и протяженные тоководы вариативно изменяют газодинамику потока тушащей смеси, ухудшая турбулизацию перемешиваемых аэрозоля и эжектируемого воздуха, на их поверхности активно образуется конденсированная фаза, стекающая на крышку, что заметно снижает эффективность пожаротушения.
Кроме того, воспламенитель активно корродирует в ресивере, открытом для свободного доступа влагонасыщенной атмосферы через выходные отверстия генератора, что приводит к недопустимым отказам при запуске устройства. По этой причине известное устройство непригодно для использования на речных и морских судах, где потребность в надежных автоматических средствах пожаротушения, при автономном жизнеобеспечении, кратно возрастает.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности и расширение технологических возможностей унифицированной конструкции устройства для объемного аэрозольного тушения пожара.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном устройстве для объемного аэрозольного тушения пожара, содержащем скрепленные аксиально цилиндр охлаждения, оснащенный инжекционными окнами и смонтированный на несущем кронштейне с возможностью углового позиционирования продольной оси корпус генератора с внутренней прослойкой из теплоизолирующего материала, фиксирующей пиротехническую шашку функционального состава, сообщающуюся с центральным воспламенителем, связанным тоководами с герметичным коммутатором внешнего узла запуска, при этом корпус закрыт крышкой с распределенными выходными отверстиями над ресивером, где установлена изолирующая мембрана, согласно изобретению герметичный коммутатор смонтирован на корпусе генератора посредством резьбовой монтажной втулки, фланцем закрепленной в гипсе его теплоизолирующей прослойки, внутри которой размещены тоководы к центральному воспламенителю, выполненному в виде пиротехнической таблетки, залитой клеящим герметиком в осевом пазу пиротехнической шашки, причем изолирующая мембрана установлена под выходными отверстиями крышки.
Отличительные признаки обеспечили расширение технологических возможностей использования устройства в условиях повышенной влажности атмосферы за счет создания изолированного внутреннего объема генератора при новой взаимосвязи модернизированных структурных элементов.
Герметичный генератор устройства представляет собой несущую конструкцию взаимосвязанных функциональных составляющих в монолитном единстве, которые обеспечивают стабильное воспламенение и торцевое горение пиротехнической шашки в течение всего длительного срока охранения помещений от пожара.
Выполнение генератора герметичным, изолированным от внешней среды исключает его несанкционированный запуск от внешних инициирующих факторов.
Установка герметичного коммутатора внешнего узла запуска на корпусе генератора через специальный переходник, в полости которого посредством монтажной резьбовой втулки размещены тоководы, герметично соединяющие воспламенитель с внешним коммутатором узла запуска.
Размещение фланца резьбовой втулки внутри прослойки из строительного гипса обеспечивает ей несущие свойства монтажного приспособления. При этом технологическую заливку жидкого гипса в зазор между корпусом и шашкой при сборке производят, когда тоководы протянуты от клемм коммутатора через полость втулки к пиротехническому воспламенителю. В результате этого сформированное соединение корпусов генератора и коммутатора в сборе - герметично.
Выполнение втулки резьбовой необходимо для механического прижима корпуса коммутатора к генератору, создавая монолитность конструкции в целом.
Фланец резьбовой втулки, будучи размещенным в жидком гипсе при заливке его в конструктивный зазор, жестко фиксируется за счет геометрического и силового замыкания в затвердевшей теплоизолирующей прослойке.
Крепление пиротехнической таблетки воспламенителя непосредственно в примыкании с пиротехнической шашкой обеспечивает гарантированное инициирование воспламенения последней с торцевой поверхности от концентрированного теплового импульса внутри изолированного объема осевого паза.
Механическое крепление пиротехнического воспламенителя в осевом пазу пиротехнической шашки создает их функциональное единство при сродстве составов, горящих в общем объеме, что обеспечивает равномерность воспламенения и стабильность торцевого горения шашки.
Установка изолирующей мембраны в ресивере под выходными отверстиями крышки обеспечило герметичность внутреннего объема генератора при хранении и в служебном обращении в условиях повышенной влажности атмосферы, что принципиально обеспечивает надежную эксплуатацию устройства на речных и морских судах.
Предложенное устройство для объемного аэрозольного тушения пожара характеризуется дополнительным приобретенным качеством - антивандальной конструкцией, где предотвращен свободный доступ к функциональным и структурным элементам, скрытым за корпусными преградами: воспламенитель расположен внутри ресивера, выходные отверстия крышки которого изнутри перекрыты мембраной, тоководы последовательно скрыты в изолированном объеме корпуса, в гипсовой прослойке и в герметичном коммутаторе, монолитно прикрепленном к корпусу генератора.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Сущность изобретения поясняется чертежами, которые имеют чисто иллюстративное назначение и не ограничивают объема притязаний совокупности признаков формулы. На чертежах изображены:
на фиг.1 - общий вид предложенного устройства.
на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1
Корпус 1 генератора тушащего аэрозоля цапфами 2 смонтирован на несущем кронштейне 3, который жестко крепится на опорной поверхности охраняемого помещения.
На корпусе 1 закреплена монтажная линейка 4 с радиально расположенными относительно оси цапфы 2 отверстиями 5 его углового позиционирования посредством стержневого стопора, который устанавливают через совмещенное отверстие 6 на коромысле 7, жестко связанном с кронштейном 3.
В корпусе 1 с гарантированным технологическим зазором, заполненным технологическим раствором строительного гипса или шихтой пенобетона, при отверждении которого образуется теплоизолирующая конструкционная прослойка 8, установлена пиротехническая шашка 9 из функционального состава.
Прослойка 8 жестко связывает шашку 9 с корпусом 1 в монолитное единство.
На открытом торце шашки 9 выполнен осевой паз 10, где размещена пиротехническая таблетка 11, в которой вмонтированы концы тоководов 12 с резистором между ними (условно не показан).
Пиротехническая таблетка 11 с примкнутыми тоководами 12 залита слоем 13 клеящего герметика, который фиксирует таблетку 11 в пазу 10 шашки 9, изолируя неразъемное соединение этих функциональных элементов устройства.
Тоководы 12 протянуты через свободный объем корпуса 1, формирующий ресивер 14, и зафиксированы в прослойке 8 из отвержденного материала.
Далее тоководы 12 протянуты через полость монтажной резьбовой втулки 15, которая фланцем 16 закреплена в прослойке 8 и расположена внутри герметичного коммутатора 17 внешнего узла запуска (условно не показан).
Герметичный коммутатор 17 гайкой 18 притянут к фланцу 16 резьбовой втулки 15 через расположенный между ними корпус 1 генератора, что создает монолитное единство конструкции с общим коммуникационным объемом.
Тоководы 12 через клеммы 19 коммутатора 17 электрически связаны с питающим кабелем 20 узла запуска, подсоединенным через один из манжетных вводов 21 коммутатора 17, удобный для подсоединения при конкретном пространственном их взаиморасположении.
Корпус 1 генератора закрыт крышкой 22 с распределенными радиально выходными отверстиями 23, закрытыми снизу изолирующей мембраной 24.
Над крышкой аксиально корпусу 1 смонтирован охлаждающий цилиндр 25, внизу оснащенный инжекционными окнами 26, вокруг выходных отверстий 23 в крышке 22.
Функционирует устройство следующим образом.
Предложенное устройство для объемного аэрозольного тушения пожара монтируется в верхней части охраняемого помещения, чтобы обеспечить максимально быстрое и равномерное его заполнение генерируемым аэрозолем при осевом истечении тушащей смеси из генератора, положение которого выбрано в направлении вероятного очага возгорания или на защищаемый объект для локализации и подавления возможного пожара.
Устройство кронштейном 3 крепится на несущей опоре помещения, после чего извлекают стержневой стопор из отверстия 6 коромысла 7 и поворачивают генератор в цапфах 2 до выбранного угла наклона его продольной оси в направлении позиционирования в служебном положении.
При этом выбранное угловое положение генератора, направленного на пожароопасный объект, фиксируется стержневым стопором, который устанавливают в совмещенных отверстии 6 коромысла 7 и одном из распределенных по дуге отверстий 5 линейки 4, жестко связанной с закрепленным на опоре помещения кронштейном 3.
Угол пространственного поворота генератора относительно его опорных цапф 2 предусмотрен на 90 градусов, что обеспечивает широкие возможности направленного позиционирования истечения тушащей смеси из цилиндра 25 охлаждения на защищаемый объект.
В случае возникновения в охраняемом помещении пожара, при достижении в объеме температуры 170°С, с пульта дистанционного управления через коммутатор 17 автоматически подается импульс запуска, который через клеммы 19, тоководы 12 поступает на размещенный в пиротехнической таблетке 11 резистор, который накаливается.
Запуск работы генератора может производиться и до достижения температурного порога срабатывания вручную нажатием кнопки «Пуск» на пульте управления.
Тепловой энергией от раскаленного резистора инициируется термочувствительный пиротехнический состав таблетки 11, которая воспламеняется.
В замкнутом объеме паза 10 пламя от горящей таблетки непосредственно воспламеняет пиротехнический состав шашки 9, которая стабильно горит с открытой торцевой поверхности.
Генерируемый при горении шашки 9 аэрозоль, содержащий газообразные и высокодисперсные конденсированные частицы ингибиторов горения, заполняет ресивер 14, где газообразные продукты горения перемешиваются и охлаждаются, при этом их давление растет.
Затем продавливается или прогорает мембрана 24, открывая выходные отверстия 23 крышки 22 для струйного выхода аэрозоля под давлением в примыкающий цилиндр 25.
При движении в цилиндре 25 высокоскоростных струйных потоков генерированного аэрозоля через окна 26 эжектируется из помещения воздух, который активно перемешивается с аэрозолем, разбавляя и охлаждая его струи.
При этом происходит рост давления и турбулизация в потоке тушащей смеси, скорость которой замедляется, в результате чего тушащая смесь на выходе цилиндра 25 охлаждения имеет температуру 230-260°С, что заметно ниже температуры воспламенения твердых горючих материалов.
Выбрасываемый в защищаемый объем помещения поток тушащей смеси расширяется и активно перемешивается с более холодным воздухом, что приводит к резкому снижению его температуры до 70°С на расстоянии полутора метров.
3
Ингибиторы горения в очаге возгорания, при достижении необходимой концентрации 75-100 г/м, подавляют пожар за счет обрыва цепного механизма образования активных радикалов при их рекомбинации и за счет удержания при этом на поверхности твердых частиц аэрозоля выделяемой тепловой энергии.
Испытания опытных образцов выдержкой в соляном растворе подтвердили достаточную герметичность генераторов, которые безотказно сработали после этого при подаче на клеммы 19 коммутатора 17 импульса запуска, что подтверждает их пригодность для эксплуатации на плавсредствах в условиях повышенной влажности.
Предложенная конструкция устройства для объемного аэрозольного тушения пожара может быть использована по назначению на взрывоопасных производствах, так как их несанкционированный запуск от энергетического внешнего импульса при авариях исключается, потому что воспламенитель 11 функциональной аэрозолегенерирующей шашки 9 надежно изолирован внутри генератора.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по пожарной технике, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности практического серийного изготовления устройства для объемного аэрозольного тушения пожара на действующем производстве можно сделать вывод о его соответствии критериям патентоспособности.