Метательное огнетушащее устройство
Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности, к устройствам, генерирующим газоаэрозольную смесь ингибиторов горения, и предназначено для объемного тушения пожаров в замкнутых объемах путем метания устройства в очаг пожара, преимущественно в складах, железнодорожных вагонах, электропультах и -шкафах, силовых установках и т.п.
Метательное огнетушащее устройство содержит две пиротехнические шашки, установленные через теплозащитные прослойки в емкостях тарельчатой формы, соединенных отбортовками встречно через зазор, образующий кольцевое выходное сопло, соосно которому укреплен воспламенитель узла инициирования терочного типа, причем на отбортовках закреплена скоба-рукоятка.
Новым является то, что воспламенитель, оснащенный пиротехническим замедлителем, размещен непосредственно в пиротехнических зарядах шашки, при этом замедлитель кинематически через зазор между шашками связан с узлом инициирования, помещенным в быстроразъемном пенале, смонтированном на скобе-рукоятке, а теплозащитные прослойки выполнены из картона, который пропитан антипиреном.
Предложенное техническое решение характеризуется повышенной функциональной надежностью, эффективностью действия по назначению и более технологично в изготовлении.
Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности, к устройствам, генерирующим газоаэрозольную смесь ингибиторов горения, и предназначено для объемного тушения пожаров в замкнутых объемах путем метания устройства в очаг пожара, преимущественно в складах, железнодорожных вагонах, электропультах и -шкафах, силовых установках и т.п.
Уровень данной области техники характеризует метательное устройство, генерирующее огнетушащую смесь по патенту RU 2071194, А62С 31/00, 1996 г., содержащее пиротехнический заряд с защитной оболочкой, который размещен внутри теплозащитной прослойки металлического корпуса, выполненного из двух встречно скрепленных емкостей тарельчатой формы с зазором между их отбортовками, образующими кольцевое выходное сопло, соосно которому под скобой-рукояткой смонтирован узел воспламенения с предохранительной чекой.
Крепление структурных частей корпуса позволяет регулировать геометрические параметры кольцевого выходного сопла для обеспечения адекватного изменения скорости выхода генерируемой при горении пиротехнического заряда огнетушащей смеси.
Узел воспламенения имеет средство временной задержки воспламенения заряда для подготовки и осуществления ручного метания.
Недостатком описанного устройства является нестабильное горение пиротехнического заряда из-за того, что теплозащитная прослойка представляет собой насыпной порошок абляционного материала, эндотермически разлагающегося под воздействием температуры горения заряда, и которая просыпается в верхней части на заряд, где физически перекрывает зону горения и химически дестабилизирует горение ингибирующим действием продуктов реакции, что снижает функциональную надежность и эффективность пожаротушения.
При этом нарушается расчетный режим горения пиротехнического заряда, в результате чего не обеспечивается теплозащита корпуса, в котором появляются локальные прожоги и прорыв горячей газоаэрозольной смеси. Температура этих несанкционированных потоков огнетушащей смеси превышает температуру воспламенения органических материалов, на которых лежит вброшенное устройство, что может служить причиной вторичных возгораний, проплавлений, короблений и иных негативных проявлений, усугубляющих действие пожара.
Кроме того, производительность генерирования тушащей смеси при регрессивном горении заряда низкая, что увеличивает время достижения тушащей концентрации в защищаемом объеме, то есть продлевается разрушающее действие огня развивающегося пожара.
Отмеченные недостатки устранены в метательном огнетушащем устройстве, которое по большинству совпадающий существенных признаков выбрано в качестве наиболее близкого предложенному аналога, описанном в патенте RU 2164809, А62С 19/00, 2001 г.
Известное метательное огнетушащее устройство содержит генерирующий газоаэрозольную смесь пиротехнический заряд, выполненный из двух частей, каждая из которых расположена в тарельчатой формы емкости, встречно скрепленных с зазором между их отбортовками, образующими кольцевое выходное сопло, соосно которому под скобой-рукояткой смонтирован узел воспламенения.
Особенностью этого устройства является то, что заряды укреплены в емкостях посредством прослойки строительного гипса, причем свободный торец зарядов расположен ниже уровня отбортовок.
Сформированный занижением открытой поверхности зарядов относительно отбортовок свободный объем корпуса выполняет функции ресивера, в котором накапливаются продукты горения пиротехнических зарядов, происходит их перемешивание с выравниванием давления и охлаждением для всесторонней равномерной подачи через кольцевое сопло в защищаемый от пожара объем.
При этом заметно увеличилась производительность генерирования функциональной аэрозольной смеси и ускорилось достижение тушащей концентрации ингибиторов горения в защищаемом объеме.
Выполнение теплозащитных прослоек корпуса несущими из строительного гипса, который является технологичным материалом, изменяющим во времени свое агрегатное состояние от текучего раствора, выбирающего зазоры, до твердого монолита, жестко связывающего заряд с корпусом, упрощает сборку устройства.
Прослойка строительного гипса служит в качестве теплозащиты и дополнительно выполняет функции конструкционного материала.
Выпаривание в работе связанной в структуре гипса воды обеспечивает снижение температуры тушащей смеси на выходе и разбавление их дополнительным экологически чистым ингибитором горения.
Однако, продолжением достоинств являются присущие недостатки. Так при длительном хранении метательного устройства связанная и присоединенная гипсом вода при непосредственном контакте проникает в пиротехнический заряд, что резко снижает его функциональную надежность по нестабильности воспламенения, снижению динамики горения и времени подавления пожара, то есть снижаются показатели назначения огнетушащего устройства.
Другим недостатком является то, что узел инициирования воспламенения хранится автономно и устанавливается на отбортовки корпуса перед ручным метанием, что снижает мобильность воздействия на очаг возгорания.
Кроме того, узел инициирования, оснащенный средством временной задержки, смонтирован снаружи корпуса, на его отбортовках, при метании
в очаг пожара может отломиться или согнуться, что исключает передачу форса пламени в кольцевой зазор для воспламенения по торцам пиротехнических шашек, то есть произойдет отказ, что недопустимо в пожаротушении.
Изготовление известного устройства сопряжено с технологическими трудностями различных видов производства структурных элементов: автономное прессование совмещаемых пиротехнических зарядов, которые поставляются на сборку с корпусом посредством заливки предварительно приготовленного раствора строительного гипса в зазор между ними и последующее высушивание присоединенной воды под гнетом для формирования заданного зазора между двумя частями формируемой шашки в сборе с тарельчатыми емкостями, соединяемыми отбортовками встречно.
Метательное устройство комплектуется отдельно изготавливаемым узлом запуска терочного типа, включающим средство временной задержки воспламенения, который устанавливается перед метанием в очаг пожара на отбортовках корпуса, соосно зазору между зарядами для передачи форса пламени вовнутрь.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является устранение отмеченных недостатков для повышения функциональной надежности метательного огнетушащего устройства, увеличения мобильности применения по назначению, при улучшении технологичности его изготовления.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном метательном огнетушащем устройстве, содержащем две пиротехнические шашки, установленные через теплозащитные прослойки в емкостях тарельчатой формы, соединенных отбортовками встречно через зазор, образующий кольцевое выходное сопло, соосно которому укреплен воспламенитель узла инициирования терочного типа, причем на отбортовках закреплена скоба-рукоятка, по предложению авторов, воспламенитель, оснащенный пиротехническим замедлителем, размещен непосредственно в пиротехнических зарядах шашки, при этом замедлитель кинематически через зазор между шашками связан с узлом инициирования, помещенным в быстроразъемном пенале, смонтированном на скобе-рукоятке, а теплозащитные прослойки выполнены из картона, который пропитан антипиреном.
Предложенное техническое решение обладает конструктивным единством и является устойчивой совокупностью формы и функции существенных признаков в новой взаимосвязи для достижения новизны качества.
Отличительные признаки обеспечили упрощение технологии изготовления генератора огнетушащего аэрозоля за счет прямого прессования пиротехнического состава в корпусные емкости тарельчатой формы, покрытые картонной прослойкой. При этом автоматически формируется монолитная несущая конструкция готового изделия, структурные элементы которого образуют функциональное единство. Взаимосвязь пиротехнической шашки картонной прослойки с емкостью металлического корпуса обеспечивается силами пластической деформации от объемного распределения усилия прессования
пиротехнического состава.
Размещение воспламенителя непосредственно в пиротехнических зарядах шашки повышает функциональную надежность устройства, исключив дистанционную одностороннюю передачу теплового импульса через зазор между зарядами, соосность которых необходимо сохранить при механических нагрузках в динамике метания устройства в очаг пожара на консольно закрепленный снаружи узел инициирования.
Воспламенение функциональных зарядов шашки происходит более динамично за счет создания многочисленных точечных очагов по всей торцевой их поверхности от реакционно распространяемых по зазору горящих частиц воспламенительного состава и возрастающим давлением при сгорании пиротехнического состава замедлителя, помещенного в замкнутом объеме, ограниченном кольцевым зазором.
Кинематическая связь (посредством троса, помещенного в конструктивном зазоре между зарядами шашки и кольцевом сопле, между отбортовками) пиротехнического замедлителя терочного типа с узлом инициирования, который установлен стационарно на скобе-рукоятке, повышает мобильность первичного пожаротушения метательным устройством.
Размещение узла инициирования в закрытом быстросъемной крышкой пенале исключает несанкционированный запуск устройства, при этом обеспечивается доступность и оперативность инициирования воспламенения функциональных зарядов, генерирующих огнетушащий аэрозоль.
Установка быстроразъемного пенала для хранения узла инициирования на скобе-рукоятке, выполняющего функции предохранителя, обеспечивает полную рабочую комплектацию огнетушащего устройства для автономного функционирования в случае необходимости, при ручном взведении механизмов взаимодействия.
Выполнение теплозащитных прослоек из картона облегчает конструкцию, высвобождает дополнительный объем для пиротехнических зарядов шашки, надежно предотвращая перегрев в работе корпусных емкостей, исключая возможность локальных их прожогов.
Для повышения функциональной надежности устройства в целом картон теплозащитных прослоек предварительно обрабатывают антипиреном, с последующей сушкой. Пропитка картона антипиреном защищает его от возгорания, останавливает распространение пламени открытого огня, то есть принципиально повышает огнестойкость.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения нового технического эффекта, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная задача решена не суммой эффектов, а новым эффектом суммы существенных признаков.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображено предложенное метательное огнетушащее устройство.
Два пиротехнических заряда шашки 1 закреплены в двух тарельчатой
формы емкостях 2, снабженных теплозащитными прослойками 3 из картона. Несущие корпусные емкости 2 через зазор 4 встречно соединены отбортовками 5, формируя кольцевое выходное сопло.
Посредством мерных втулок (условно не показано) на соединительных болтах отбортовок 5 устанавливают заданную величину зазора 4, то есть необходимое проходное сечение кольцевого сопла для эффективной подачи огнетушащего аэрозоля, генерируемого при горении шашек 1, в очаг пожара.
Пиротехнические заряды шашки 1 формируются прямым прессованием в емкости 2 через картонные прослойки 3; в результате автоматически формируется их прочное конструкционное единство.
Торцевую поверхность зарядов шашки 1 покрывают защитной лаковой оболочкой, предохраняя от доступа атмосферной влаги.
При необходимости картон для прослоек 3 предварительно обрабатывают окунанием или напылением огнезащитного материала - антипиреном, в частности марки НОРТЕКС-Х по ТУ 2499-002-24505934-98, с последующей сушкой.
Для снижения воспламеняемости картона, в соответствии с требованиями НПБ 257-02, необходимо диспергировать в объем картона по массе 0,1-0,3 антипирена, бесцветной прозрачной жидкости, которая имеет сертификат пожарной безопасности №ССПБ.Ки.ОП.023.В.00075 от 24.02.04 и соответствует санитарно-эпидемиологическим требованиям (Заключение №18 УЦ.02.249.П.000622.12.04 от 23.12.04).
При этом на отбортовках 5 (на двух крепежных болтах) закреплена скоба-рукоятка 6, несущая пенал 7 с резьбовой крышкой 8, в котором размещен узел 9 инициирования (кольцо с тросом), связанный через зазор 4 с пиротехническим замедлителем 10 терочного типа, выполняющим функции временной задержки.
Замедлитель 10 примыкает к воспламенителю 11, установленному внутри зарядов шашек 1, в центральных пазах по их торцам.
Таким образом формируется жесткая сборка монолитной конструкции метательного устройства массой 5+1 кг, как определено нормативом п.7.2. НПБ 73-98.
Медленно горящий состав пиротехнического замедлителя 10 обеспечивает паузу 7-8 с. по передаче запускающего импульса с узла 9 инициирования на воспламенитель 11, в течение которой необходимо метнуть устройство в очаг возгорания.
В предложенном устройстве на 60% увеличен, сравнительно с прототипом, объем генерируемого аэрозоля за счет замены балластной массы прослойки теплозащиты из строительного гипса на картон. При этом масса зарядов шашки 1 составляет соответственно 4 кг против 2,5 кг по прототипу.
Функционирует предложенное устройство следующим образом.
Перед метанием устройства откручивают крышку 8 пенала 7 и, удерживая одной рукой за скобу-рукоятку 6, второй рукой за кольцо узла 9 инициирования выдергивают его трос, посредством которого обеспечивают перемещение
пиротехнического замедлителя 10 относительно фрикционной поверхности для его воспламенения (терочный механизм).
Через 7-8 с. тепловым импульсом от сгорающего замедлителя 10 загорается воспламенитель 11, форс пламени которого поступает в зазор 4, где распространяется в виде многочисленных точечных очагов воспламенения пиротехнических зарядов шашки 1, которая горит в обе стороны с торцевых поверхностей.
В течение времени задержки устройство за скобу-рукоятку 6 с размаха вбрасывают в горящий объем помещения через окно, дверь, которые затем захлопывают.
Метательное устройство целесообразно использовать в качестве первичного средства подавления огня до проведения разведки, в частности для обесточивания силовых электросетей, приборов и оборудования, после чего возможно тушение проливом воды из технических средств.
Метательное огнетушащее устройство, используемое автономно, дает оперативный выигрыш по времени в борьбе с пожарами в закрытых объемах, например, салонах транспортных средств, шкафах управления, моторных отсеках и т.п.
Пиротехнические заряды шашки 1 стабильно и равномерно горят с торцов и полностью выгорают за 30-35 с., в течение которых емкости 2 не успевают существенно прогреться снаружи и защищены от температуры горения шашки 1 изнутри прослойкой 2 из картона, имеющего низкую теплопроводность.
При сгорании шашки 1 образуется газоаэрозольная смесь ингибиторов горения, которая динамично и равномерно по кругу истекает через кольцевое сопло между отбортовками 5 в защищаемый объем, где подавляет очаг возгорания.
Механическая прочность устройства при метании обеспечивает динамические перегрузки 3g, при этом целостность пенала 7, скобы-рукоятки 6 и узла 9 запуска не имеет принципиального значения, так как они выполнили свои функции на этапе до вбрасывания в очаг пожара.
Симметричная форма устройства допускает произвольную его ориентацию в работе при падении на опору, не влияя на функциональную надежность, при этом газодинамика генерируемого огнетушащего аэрозольного потока практически не изменяется при установке устройства на торец.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по пожаротушению, показал, что она не известна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления метательного огнетушащего устройства, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.
Партия опытных образцов предложенного устройства изготовлена на серийном предприятии для проведения приемо-сдаточных испытаний для сертификации и реализации заказчикам.
1. Метательное огнетушащее устройство, содержащее две пиротехнические шашки, установленные через теплозащитные прослойки в емкостях тарельчатой формы, соединенных отбортовками встречно через зазор, образующий кольцевое выходное сопло, соосно которому укреплен воспламенитель узла инициирования терочного типа, причем на отбортовках закреплена скоба-рукоятка, отличающееся тем, что воспламенитель оснащенный пиротехническим замедлителем, размещен непосредственно в пиротехнических зарядах шашки, при этом замедлитель кинематически через зазор между шашками связан с узлом инициирования, помещенным в быстроразъемном пенале, смонтированном на скобе-рукоятке, а теплозащитные прослойки выполнены из картона.
2. Метательное огнетушащее устройство по п.1, отличающееся тем, что картон теплозащитных прослоек пропитан антипиреном.
