Модуль порошкового пожаротушения с электрозапуском

 

Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности, модулям порошкового пожаротушения (МПП), и может быть использована для подавления пожаров на начальной стадии, в том числе и в труднодоступных местах, преимущественно на транспортных средствах.

Предлагаемый МПП при использовании обеспечивает достижение равномерного распределения порошка в защищаемом объеме, за счет его подачи с необходимой интенсивностью выбранным соотношением между площадью сечения проходных отверстий распылителей и сечения трубной разводки при наличии мембранного узла указанной конструкции.

Наличие трубной разводки обеспечивает дополнительные возможности подачи порошка в труднодоступные отсеки, например на транспортных средствах.

Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что модуль порошкового пожаротушения с электрозапуском, включающий герметичный корпус обтекаемой формы, заполненный огнетушащим порошком, выпускной насадок, мембрану, распылитель и пиротехнический генератор газа, установленный внутри корпуса, отличающийся тем, что генератор газа непосредственно контактирует с огнетушащим порошком, мембрана установлена в мембранном узле, закрепленном соосно выпусному насадку, а распылитель установлен на мембранном узле или на трубной разводке, выполненной с возможностью соединения с мембранным узлом. 18 з.п. ф., 4 илл.

Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности, к модулям порошкового пожаротушения (МПП), и может быть использована для подавления пожаров на начальной стадии, в том числе и в труднодоступных местах, преимущественно на транспортных средствах.

Известен модуль порошкового пожаротушения (патент на полезную модель РФ 28622, кл. А62С 35/00, публ. 2003 г.), МПП включает герметичный корпус с огнетушащим порошком и выпускным насадком с мембраной, и размещенную в корпусе камеру для газогенерирующего заряда и электроактиватора, корпус выполнен в виде эллипсоида вращения с соотношением габаритных размеров а:в от 1:0,25 до 1:0,75, а камера размещена под углом от 30° до 120° относительно оси выпускаемого насадка, причем насадок снабжен распылителем огнетушащего порошка, выполненным в виде полусферы с отверстиями.

При этом отверстия на распылителе выполнены на одной половине поверхности полусферы, а суммарная площадь отверстий на распылителе составляет от 10 до 80% площади поперечного сечения выпускного насадка корпуса модуля.

К причинам, препятствующим использованию известного МПП, относятся недостаточная интенсивность и равномерность распыления порошка при использовании модуля для защиты сильно загроможденных объемов, в частности двигательных отсеков транспортных средств.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является полезная модель по патенту РФ 28622, которая и принята в качестве прототипа.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство, является обеспечение равномерного распределения порошка, необходимого для тушения пожаров на объектах с большой степенью загроможденности технологическим оборудованием, например в двигательных отсеках транспортных средств.

Предлагаемый МПП при использовании обеспечивает достижение следующего технического результата:

- за счет конструкции мембранного узла в сочетании с обтекаемой формой корпуса модуля обеспечивается полное использование запаса огнетушащего порошка в модуле;

- конструктивное размещение генератора позволяет эксплуатировать модуль в жестких условиях по механическим нагрузкам и в широком температурном диапазоне;

- размещение электровоспламенителя снаружи корпуса, а генератора непосредственно в огнетушащем порошке и наличие эластичного обратного клапана, исключающего возможность попадания порошка внутрь генератора, что существенно упрощает конструкцию модуля в целом и обеспечивает надежность срабатывания;

- равномерное распределение порошка за счет его подачи с необходимой интенсивностью и эпюрой распределения внутри защищаемого объема достигается выбранным соотношением между площадью сечения проходных отверстий распылителей и сечения трубной разводки при наличии мембранного узла указанной конструкции и распылителей в количестве от 1 до 4;

- наличие на распылителях технологических защитных колпачков позволяет эксплуатировать данные модули на объектах с высокой степенью запыленности, к которым можно отнести двигательные отсеки транспортных средств.

Наличие трубной разводки обеспечивает дополнительные возможности подачи порошка в труднодоступные отсеки, например на транспортных средствах. Равномерность подачи порошка обеспечивается совокупностью конструктивных признаков мембранного узла, параметрами и расположением распылителей.

Распылители, применяемые в сочетании с данным мембранным узлом и трубной разводкой, не ограничены по форме и конструкции, а их расположение определяется геометрией защищаемого объема.

Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что модуль порошкового пожаротушения с электрозапуском, включающий герметичный корпус обтекаемой формы, заполненный огнетушащим порошком, выпускной насадок, мембрану, распылитель и пиротехнический генератор газа, установленный внутри корпуса, отличающийся тем, что генератор газа непосредственно контактирует с огнетушащим порошком, мембрана установлена в мембранном узле, закрепленном соосно выпускному насадку, а распылитель установлен на мембранном узле или на трубной разводке, выполненной с возможностью соединения с мембранным узлом.

Корпус модуля может быть выполнен в форме сферы или цилиндра или чечевичной формы, что определяется конфигурацией защищаемого объема.

Выпускной насадок, выполненный по оси корпуса, обеспечивает максимально полный выброс порошка при вертикальном размещении МПП в защищаемом объеме.

Пиротехнический генератор газа может быть установлен под углом 30°-180° относительно оси выпускного насадка, что обеспечивает максимальное распушение порошка в объеме корпуса без применения дополнительных устройств аэрации. А в сочетании с корпусом обтекаемой формы создает мощное взрыхление порошка, начиная с периферийных зон корпуса относительно его центра.

Мембранный узел включает корпус с прижимной гайкой и установленную внутри корпуса между двух колец мембрану - такая конструкция исключает несанкционированное повреждение тонкой мембраны и обеспечивает заданный уровень давления ее срабатывания при минимальной величине разброса давления относительно номинального значения.

Предпочтительно, чтобы мембрана и кольца, непосредственно контактирующие с ней, были выполнены из алюминия или его сплавов, что исключает появление коррозии, поскольку все остальные элементы МПП изготавливают всегда из стали.

Мембрану предпочтительно выполнять в виде предварительно напряженной металлической полусферы, что обеспечивает минимальный разброс давления относительно номинального значения, а следовательно надежность тушения всех очагов.

Предохранительный клапан может быть установлен в корпусе, для исключения заброса давления относительно номинального значения.

Трубная разводка может быть выполнена как односторонней, так и двухсторонней, что определяется конфигурацией защищаемого объема и необходимым количеством распылителей от 1 до 4.

Интенсивность и равномерность подачи порошка будет оптимальной, если суммарная площадь проходных сечений распылителей составляет 65%-85% от площади проходного сечения трубной разводки.

Упрощение конструкции модуля и обеспечение надежности срабатывания может быть достигнуто также и за счет применения съемного электровоспламенителя.

Выпускные отверстия генератора газа могут быть защищены резиновым обратным клапаном, чтобы исключить попадание порошка внутрь генератора.

Распылители могут быть выполнены в виде двух соосно расположенных полых конусов, а также могут быть выполнены конической или цилиндрической формы, или в виде полусферы, а отверстия могут быть круглыми или щелевыми.

Для исключения повреждения распылители могут быть закрыты защитными колпачками, выполненными с возможностью самосбрасывания при достижении давления в МПП более 1 атм.

Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет использования всей совокупности существенных признаков, приведенных в формуле полученной модели.

Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 представлен общий вид МПП, на фиг.2 - вид сбоку, на фиг.3 - мембранный узел (разрез), а на фиг.4 - пример трубной разводки (схематично).

На чертежах представлено конкретное исполнение МПП с электрическим запуском. Где корпус 1 чечевичной формы (округлая. плоская) состоит из двух сваренных между собой штампованных полусфер, в которых установлены штуцера (не указаны на чертеже) в местах, необходимых для подсоединения других узлов (генератор, предохранительный клапан). Корпус (1) выполнен герметичным и заполнен огнетушащим порошком (2). Выпускной насадок (3) выполнен в нижней части корпуса (1) по оси, соответствующей максимальному диаметру. Под углом 60° относительно выпускного насадка (3) посредством штуцера (на чертеже не указан) в корпус (1) вмонтирован пиротехнический генератор газа (4), установленный непосредственно в огнетушащий порошок (2) без дополнительных устройств для вспучивания порошка (2). Электровоспламенитель (5) разъемом подсоединяется к генератору (4). Также в корпус (1) вмонтирован предохранительный клапан (6). мембранный узел (7) закреплен соосно выпускному насадку (3) и состоит из корпуса (8), поджимной гайки (9), двух колец (10), между которыми установлена мембрана (11). Мембрана (11) выполнена из алюминиевой фольги (А5-М-0,1х5 ГОСТ 618-73) в виде предварительно напряженной получферы (давлением ~0,7 Рраб ). Кольца (10) выполнены из алюминиевого сплава (АМц ГОСТ 18475-73). Остальные детали узла - из Ст3. Распылитель (12) может быть установлен непосредственно на мембранном узле (7) - фиг.2 или на трубной разводке (13) - фиг.4. Модуль выполнен с возможностью крепления, например, с помощью крепежного фланца (14). На фиг.2 - узел крепления (14) расположен под углом 90° относительно выпускного насадка (3). Распылители (12) могут применяться различной конфигурации (на чертеже это не отражено) и закрываться защитными колпачками (14), которые сбрасываются при достижении давления более 1 атм.

Работа предлагаемого модуля с электрическим запуском иллюстрируется примером.

МПП указанной на чертеже конструкции, в частности, был использован для защиты дизель-генератора пассажирского железнодорожного вагона. Дизель-генератор размещается в подвагонном пространстве в специальном негерметичном шкафу с открытыми с двух сторон стенками, через которые поступает воздух, необходимый для работы дизеля. Корпус модуля (1). при помощи узла крепления (14) крепился к одной из стенок шкафа. В верхней части шкафа, вдоль его боковых стенок, были проложены два трубопровода (13), выполненные из армированных резиновых рукавов с внутренним диаметром 20 мм. При длине каждого трубопровода (13) установлены по два конических распылителя (12), закрытых защитными колпачками. Система пожаротушения приводится в действие автоматически в случае повышения температуры выше заданной. При обнаружении пожара подается электрический импульс на электровоспламенитель (5) и происходит запуск генератора газа (4). Образующиеся в процессе работы генератора газа (4) продукты сгорания интенсивно разрыхляют огнетушащий порошок (2) и создают в корпусе модуля (1) повышенный уровень давления, при котором мгновенно происходит прорыв мембраны (11). Огнетушащий порошок попадает в трубопроводы (13) и через распылители (12) - в защищаемый объем.

При проведении испытаний MПП осуществлялись измерения интенсивности подачи огнетушащего порошка, равномерности его распределения, а также определялись потери давления по длине трубопровода. Конечный результат испытаний определялся количеством потушенных очагов при их начальном количестве =12. В таллицах представлено в виде дроби: числитель - количество непотушенных очагов, а в знаменателе - количество потушенных очагов.

Интенсивность (среднеинтегральное значение) рассчитывалась по следующей формуле:

I=M/·V,

где I - интенсивность (среднеинтегральное значение);

М - масса огнетушащего порошка, заправленного в модуль, кг;

- время выброса огнетушащего порошка, с;

V - защищаемый объем, м3.

Равномерность распределения порошка в защищаемом объеме характеризует правильность подбора распылителей и их установку.

Были проведены испытания по тушению модельных очагов, равномерно расположенных в защищаемом объеме - негерметичных металлических шкафах с геометрическими размерами 2,7×1,2×1,2 и 1,5×1,2×1,2 метров. В табл.1 представлены результаты испытаний в защищаемом объеме вытянутой формы, а в табл.2 - в объеме, приближенном к форме куба. В качестве модельных очагов использовались металлические плошки диаметром 80 мм и высотой 30 мм, в которые заливался бензин АИ-92 в количестве 120 мл. Контрольные очаги (12 плошек) расставлялись равномерно в негерметичных шкафах (с разными геометрическими параметрами). В таблицах приведены количественные результаты тушения контрольных очагов: в числителе - количество непотушенных, а в знаменателе - количество потушенных очагов.

В результате проведенных испытаний были получены предельные значения интенсивности и равномерности распределения порошка, при которых достигается наилучший результат тушения, а также был осуществлен подбор распылителей, обеспечивающих максимальную равномерность распределения огнетушащего порошка.

Для измерения потерь давления по длине трубопроводов, использовались четыре датчика давления фирмы «BDSENSOR» (Чехия) с регистрацией через АЦП на компьютер с частотой опроса 0,1 сек.

Результаты испытаний представлены в таблицах при разных геометрических размерах защищаемого объема.

Предлагаемое устройство и устройство по прототипу (13 и 14) испытывались в одинаковых условиях, пример 13 - прототип без трубной разводки, форма корпуса - эллипсоид вращения, угол между выпускным насадком и генератором газа - 30°. пример 14 - устройство, как в примере 13, но оснащено трубной разводкой, количество распылителей - 4.

Пояснение к таблицам 1 и 2:

- форма корпуса:

- в примерах 1, 4, 7 и 9 - корпус МПП чечевичной формы;

- в примерах 2, 5, 8 и 11 - корпус в виде эллипсоида вращения;

- в примерах 3, 6, 9 и 12 - корпус сферической формы.

- угол между выпускным насадком и генератором газа:

- 30° - в примерах 1, 6, 8, 12;

- 60° - в примерах 9 и 10;

- 90° - в примере 2;

- 120° - в примерах 4 и 11;

- 180° - в примерах 3, 5 и 7.

Также проведены испытания МПП по прототипу: при конструктивном исполнении устройства с углом между выпускным насадком и генератором более 120° (180°) при горизонтальном размещении в защищаемой зоне (как указано на чертеже к описанию патента 28622) не обеспечивает полный выброс порошка из корпуса. Порошок остается в периферийных зонах (в таблицах не представлено).

Результаты испытаний подтверждают достижение указанного технического результата при использовании всей совокупности существенных признаков предлагаемого устройства и его преимущества перед прототипом.

Предлагаемое устройство направлено на решение поставленной задачи и при использовании обеспечивает достижение указанного технического результата: необходимую интенсивность подачи порошка (0,73-0,95 кг/с·м3) и равномерность. Эти показатели обуславливают эффективное тушение: из общего числа 12-ти контрольных очагов тушат от 9 до 12 очагов.

Таблица 1
Результаты испытаний для защищаемого объема с геометрическими размерами в метрах 2,7×1,2×1,2
опыта МПП без трубной разводки. 1 распылитель МПП с односторонней трубной разводкой МПП с двухсторонней трубной раводкой. 4 распылителя Прототип
2 распылителя 3 распылителяБез тр. разв2-хстор 4 расп.
Показатель12 34 56 78 910 1112 1314
Выброс порошка из корпуса, %98,1 97,598 97,897,4 97,197,4 97,797,7 9897,7 97,696,4 80,2
Интенсивность подачи порошка, кг/с·м3, при различных отношениях площади сечения распыл. От площади сечения трубн разв, %
60- -- 0,630,64 0,640,63 0,630,64 0,640,64 0,63- 0,49
65- -- 0,730,75 0,750,75 0,760,76 0,750,74 0,75- 0,53
75- -- 0,850,85 0,870,84 0,850,85 0,850,83 0,85- 0,6
85- -- 0,910,93 0,930,92 0,930,93 0,920,91 0,93- 0,66
90- -- 0,930,94 0,950,94 0,950,95 0,950,94 0,95- 0,69
без трубной разводки 0,981,03 0,98- -- -- -- -- 0,92-
Кол-во контр очагов нетушение/тушение, при отношен. площади проход. сечения распылит. от площади сечения трубн разводки, %
60- -- 3/84/8 7/57/5 5/76/6 6/65/7 5/7- 5/7
65- -- 2/102/10 3/91/11 2/101/11 1/111/11 2/10- 6/6
75- -- 3/91/11 2/120/10 0/120/12 1/110/10 0/10- 6/6
85- -- 2/103/9 3/93/9 3/92/10 0/122/10 2/10- 5/7
90- -- 6/66/6 6/66/6 5/75/7 5/74/8 4/8- 4/8
без трубной разводки 2/103/9 3/9- -- -- -- -- 4/8-

Таблица 2
Результаты испытаний для защищаемого объема с геометрическими размерами в метрах 1,5×1,2×1,2
опыта МПП без трубной разводки. 1 распылитель МПП с односторонней трубной разводкой МПП с двухсторонней трубной раводкой. 4 распылителя Прототип
2 распылителя 3 распылителяБез тр. разв.2-хстор. 4 расп
Показатель12 34 56 78 910 1112 1314
Выброс порошка из корпуса, %98,2 98,098,1 97,597,6 97,497,4 97,597,6 98,197,8 98,296,2 80,4
Интенсивность подачи порошка, кг/с·м3, при различных отношениях площади сечения распыл. к площади проходн. сечения трубопр., %
60- -- 0,640,64 0,630,63 0,630,64 0,640,64 0,63- 0,59
65- -- 0,750,75 0,740,76 0,760,75 0,760,75 0,75- 0,61
75- -- 0,860,85 0,870,84 0,860,85 0,850,84 0,86- 0,64
85- -- 0,920,93 0,930,92 0,940,93 0,930,92 0,93- 0,68
90- -- 0,940,95 0,950,94 0,950,95 0,940,94 0,95- 0,70
без трубной разводки 0,980,97 1,04- -- -- -- -- 0,95-
Кол-во контр. очагов нетушение/тушение, при отношен. площади проход. сечения распылит. от площади сечения трубн. разводки, %
60- -- 3/93/9 3/93/9 3/93/9 4/84/8 5/7- 3/9
65- -- 2/103/9 2/103/9 2/103/9 1/113/9 1/11- 4/8
75- -- 0/121/11 2/102/10 1/113/9 0/120/12 0/12- 4/8
85- -- 2/102/10 1/112/10 2/101/11 1/112/10 2/10- 5/7
90- -- 6/65/7 6/64/8 5/74/8 4/85/7 4/8- 5/7
без трубной разводки 2/103/9 2/10- -- -- -- -- 3/9-

1. Модуль порошкового пожаротушения с электрозапуском, включающий герметичный корпус обтекаемой формы, заполненный огнетушащим порошком, выпускной насадок, мембрану, распылитель и пиротехнический генератор газа, установленный внутри корпуса, отличающийся тем, что генератор газа непосредственно контактирует с огнетушащим порошком, мембрана установлена в мембранном узле, закрепленном соосно выпускному насадку, а распылитель установлен на мембранном узле или на трубной разводке, выполненной с возможностью соединения с мембранным узлом.

2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен в форме сферы или цилиндра.

3. Модуль по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен чечевичной формы.

4. Модуль по пп.1 и 3, отличающийся тем, что выпускной насадок выполнен по оси корпуса, соответствующей максимальному диаметру.

5. Модуль по п.1, отличающийся тем, что пиротехнический генератор газа установлен под углом 30-180° относительно оси выпускного насадка.

6. Модуль по п.1, отличающийся тем, что мембранный узел включает корпус с прижимной гайкой и установленную внутри корпуса между двух колец мембрану.

7. Модуль по п.6, отличающийся тем, что мембрана и кольца выполнены из алюминия или его сплавов.

8. Модуль по пп.1 и 6, отличающийся тем, что мембрана выполнена в виде предварительно напряженной металлической полусферы.

9. Модуль по п.1, отличающийся тем, что снабжен предохранительным клапаном, установленном в корпусе.

10. Модуль по п.1, отличающийся тем, что трубная разводка выполнена односторонней или двухсторонней.

11. Модуль по п.1, отличающийся тем, что количество распылителей от 1 до 4.

12. Модуль по пп.1 и 10, отличающийся тем, что суммарная площадь проходных сечений распылителей составляет 65%-85% от площади проходного сечения трубной разводки.

13. Модуль по п.1, отличающийся тем, что возможность передачи электрического сигнала на генератор газа обеспечивается с помощью электровоспламенителя.

14. Модуль по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью крепления.

15. Модуль по п.14, отличающийся тем, что узел крепления выполнен в виде фланца.

16. Модуль по п.1, отличающийся тем, что выпускные отверстия генератора газа защищены резиновым обратным клапаном.

17. Модуль по п.1, отличающийся тем, что распылители выполнены в виде двух соосно расположенных полых конусов.

18. Модуль по п.1, отличающийся тем, что распылители выполнены конической, или цилиндрической формы, или в виде полусферы с круглыми или щелевыми отверстиями.

19. Модуль по п.1, отличающийся тем, что распылители закрыты защитными колпачками, выполненными с возможностью самосбрасывания при достижении давления в модуле более 1 атм.



 

Наверх