Устройство для объемного тушения пожаров

 

Изобретение относится к области пожаротушения, к устройствам, генерирующим газоаэрозольные ингибиторы горения, образующиеся при сгорании пиротехнического состава и организовано направляемые в защищаемый объем. Генераторы предназначены для использования как в автономных, так и в автоматических системах пожаротушения легковоспламеняющихся и горючих веществ, твердых материалов и электрооборудования, находящегося под напряжением. Устройство для объемного тушения пожаров содержит соосные, закрепленные с эжекционным кольцевым зазором, цилиндр охлаждения и корпус с теплозащитной прослойкой из строительного гипса вокруг пиротехнической шашки, над которой имеется ресивер, закрытый крышкой с воспламенителем и распределенными выходными отверстиями, выполненными в виде радиальных щелей. Изобретение позволило упростить конструкцию генератора аэрозоля, который характеризуется компактностью, повышенной эффективностью основного действия за счет удельно большего выхода тушащей смеси, температура которой активно снижается внутри устройства. Предложенное рациональное сочетание формы и функции обеспечит потребительский спрос изделия. 2 ил.

Изобретение относится к области пожаротушения, к устройствам, генерирующим газоаэрозольные ингибиторы горения, образующиеся при сгорании пиротехнического состава и организованно направляемые в защищаемый объем. Генераторы предназначены для использования как в автономных, так и в автоматических системах пожаротушения легковоспламеняющихся и горючих веществ, твердых материалов и электрооборудования, находящегося под напряжением.

Уровень техники данной области характеризуют устройства для объемного тушения пожаров, содержащее соосно расположенные с эжекционным зазором цилиндр блока охлаждения и корпус, внутри которого через теплозащитную прослойку установлена пиротехническая шашка, закрытый крышкой с воспламенителем и распределенными выходными отверстиями (см. например, патенты RU 2008045, А 62 С 3/00, 1992; 2046614, А 62 С 5/04, 1995; 2101057, А 62 С 13/22, 1998 и 2118181, А 62 С 13/22, 1999).

При сгорании пиротехнической шашки образуется газоаэрозольная смесь ингибиторов горения, которая струйно через выходные отверстия крышки выбрасывается в воздушно-эжекционный цилиндр блока охлаждения, где перемешивается с инжектируемым извне воздухом и активно охлаждается до температуры, не превышающей температуру воспламенения органических материалов в защищаемом помещении, подавляя очаг пожара.

Материал теплозащитной прослойки (пищевая сода) при воздействии горячей тушащей смеси, генерируемой при горении шашки, разлагается с образованием паров воды и углекислого газа, которые являются дополнительными ингибиторами горения, отбирая тепло и разбавляя аэрозоль.

Однако эти устройства характеризуются физическими потерями аэрозоля в порах теплозащитной прослойки из пищевой соды и высокой температурой конденсированной фазы тушащей смеси, потому что перемешивание газообразных продуктов разложения прослойки с продуктами горения шашки происходит непосредственно в зоне горения, что снижает эффективность охлаждения аэрозоля и дестабилизирует сам процесс горения пиротехнической композиции, тормозя протекание экзотермических окислительно-восстановительных реакций химического превращения композиции шашки.

Недостатком также является то, что при выгорании шашки теплозащитная прослойка из сыпучего материала и солевого остатка теряет устойчивость и самопроизвольно оседает на горящий торец шашки, активно препятствуя горению по определению, искажая газодинамику транспортирования тушащей смеси в охлаждающий цилиндр, которая поступает неравномерно по времени и поперечному сечению, с большим градиентом температуры.

Указанные недостатки устранены в устройстве для объемного тушения пожаров по патенту RU 2140310, А 62 С 3/00, 1999.

Известное устройство содержит соосные, закрепленные с эжекционным кольцевым зазором цилиндр охлаждения и корпус с теплозащитной прослойкой из строительного гипса вокруг пиротехнической шашки, над которой имеется ресивер, закрытый крышкой с воспламенителем и распределительными выходными отверстиями.

На торце пиротехнической шашки аксиально закреплена дополнительная обечайка, выполняющая функции конвектора аккумулированного тепла для выпаривания присоединенной воды из объема гипсовой прослойки. Эта обечайка служит направляющей для раздельной подачи поперек ресивера пара вне зоны горения шашки, под выходные отверстия крышки, активизируя перемешивание тушащей смеси.

Использование в качестве материала теплозащиты технологического строительного гипса создало хорошую изоляцию корпуса при повышении конструкционной прочности устройства в результате жесткого сцепления шашки с корпусом и обечайки конвектора с несущей прослойкой затвердевшего гипса, что обеспечило повышение функциональной надежности генератора аэрозоля и эффективность пожаротушения.

Однако недостатком описанного выше устройства является громоздкость конструкции из-за протяженного цилиндра охлаждения и дополнительной металлической оболочки конвектора над пиротехнической шашкой, вдвое превышающей шашку по высоте, что снижает продольную устойчивость и увеличивает габариты, усложняет технологию изготовления, повышая потребительскую стоимость изделия.

В качестве наиболее близкого аналога заявленному изобретению принято устройство для объемного аэрозольного тушения пожаров по патенту RU 2096055, А 62 С 13/22, опубл. 20.11.1997, которое содержит соосные цилиндр охлаждения и закрытый крышкой с щелевыми выходными отверстиями корпус, в котором размещена пиротехническая шашка с воспламенителем и выполнен ресивер.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности основного действия при увеличении производительности пожаротушения в прежних габаритах устройства, или сокращении размеров устройства для защиты адекватного объема помещения.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном устройстве для объемного аэрозольного тушения пожаров, содержащем соосные цилиндр охлаждения и закрытый крышкой с щелевыми отверстиями корпус, в котором размещены пиротехническая шашка с воспламенителем и выполнен ресивер согласно изобретению, цилиндр охлаждения закреплен на корпусе с эжекционным зазором, а выходные отверстия выполнены в виде радиальных щелей.

Отличительные признаки обеспечили формирование плоских газоаэрозольных струй на выходе из корпуса, между которым распространяется инжектируемый по периферии цилиндра блока охлаждения через кольцевой зазор воздух, который устремляется к центру восходящим ускоряющимся центральным потоком. При этом происходит дополнительный подсос воздуха и турбулизация в объеме цилиндра охлаждения газоаэрозольной смеси, равномерно распределяемой в поперечном сечении.

Развитая поверхность формируемых плоских струй тушащей смеси, истекающих через радиальные щели крышки, при относительно малой их толщине обеспечивает принудительный конвекционный теплообмен и эффективное охлаждение генерируемого аэрозоля.

Предложенное техническое решение позволило исключить металлическую оболочку конвектора и вдвое сократить высоту цилиндра охлаждения, получив компактное прочное устройство, температура тушащей смеси на выходном срезе эжектора которого не превышает 230^oС.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества как эффекта суммы, неприсущего признаками в разобщенности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично изображено: на фиг.1 - предлагаемое устройство в продольном разрезе, на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство содержит соосно укрепленные, жестко связанные между собой корпус 1 и цилиндр 2 охлаждения большего диаметра и частично перекрывающий корпус 1 с образованием кольцевого эжекционного зазора 3. В корпусе 1 смонтирована пиротехническая шашка 4, между которой и корпусом 1 залит строительный гипс, который образует теплоизолируюшую прослойку 5, являясь быстросхватывающимся и быстротвердеющим материалом. Гидрофильный гипс дополнительно присоединяет воду для функционального выпаривания в генерируемый при работе аэрозоль, имеет плохую теплопроводность и жестко связывает в монолит шашку 4 с корпусом 1.

Над шашкой 4 в корпусе 1 сформирован объем, выполняющий роль ресивера 6, который закрыт крышкой 7. В крышке 7 установлен центральный воспламенитель 8 и радиально выполнены щелевые выходные отверстия 9, в частности шириной 2,5 мм длиной 50 мм в количестве 12 шт.

Работает устройство следующим образом. Воспламенитель 8 запускается автоматически от системы противопожарной автоматики, вручную или автономно, срабатывая от превышения порога допустимой температуры воздуха защищаемого замкнутого объема.

Тепловой импульс воспламенителя 8 поджигает шашку 4, при горении которой образуется газоаэрозольная смесь, включающая в себя как газообразные, так и высокодисперсные конденсированные частицы, которые вследствие большой поверхностной энергии являются эффективными ингибиторами горения.

Активно образующийся аэрозоль накапливается в ресивере 6, выпаривая воду из гипса прослойки 5 посредством естественной теплоотдачи. В ресивере 6 аэрозоль перемешивается с выпариваемой водой, разбавляющей его и снижающей температуру, выравнивается давление, обеспечивающее равномерное струйное истечение смеси через щелевые отверстия 9 в цилиндр 2 охлаждения.

Движением плоских струй газоаэрозольной смеси в цилиндре 2 создается разрежение, под действием которого через кольцевой зазор 3 внутрь засасывается воздух защищаемого объема, активно охлаждая конвективной теплопередачей на развитых поверхностях радиальных потоков. Суммарное действие ускоряющихся дискретных потоков инжектируемого воздуха и радиально направленных струй аэрозоля создает завихрения, активное их перемешивание, в результате чего происходит эффективное охлаждение тушащей смеси практически без градиента температуры в поперечном сечении на выходе из охлаждающего цилиндра 2.

Из цилиндра охлаждения газоаэрозольная смесь подается в защищаемый объем, к очагу пожара. В зоне горения органических веществ происходит обрыв цепного механизма воспроизводства активных радикалов и при достижении необходимой концентрации 75. ..100 г на 1 куб.м ингибиторов горения происходит подавление пожара.

Аэрозольная смесь не оказывает вредного воздействия на человека, не вызывает порчи имущества в защищаемом помещении, причем не происходит снижение кислорода в воздухе.

Предложенное устройство, генерирующее газоаэрозольную смесь, компактно, производительно и универсально, надежно в работе с гарантированным функционированием структурных элементов при конструкторском единстве устойчивой совокупности формы и функции, обеспечивающей достижение заданного технического результата.

Огнетушащая способность устройства, сравнительно с прототипом равных габаритов, заметно выше, потому что вдвое увеличилась масса шашки, генерирующей газоаэрозольную смесь.

Отличная теплоизоляция корпуса устройства позволит использовать его для тушения пожара вручную, где это возможно и целесообразно. Устройство предназначено для монтажа в производственных, служебных и складских помещениях, объектах энергетики, на транспортных средствах.

Сопоставительный анализ с выявленными аналогами уровня техники, из которого явным образом не следует предложенное техническое решение для специалистов пожарной безопасности, показал, что оно не известно, а с учетом возможности серийного производства генераторов аэрозоля, следует сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Формула изобретения

Устройство для объемного аэрозольного тушения пожаров, содержащее соосные цилиндр охлаждения и закрытый крышкой с щелевыми выходными отверстиями корпус, в котором размещена пиротехническая шашка с воспламенителем и выполнен ресивер, отличающееся тем, что цилиндр охлаждения закреплен на корпусе с эжекционным зазором, а выходные щелевые отверстия крышки расположены радиально.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2