метаемое устройство порошкового пожаротушения

Формула изобретения

1. Метаемое устройство порошкового пожаротушения, содержащее цилиндрический корпус, головную часть обтекаемой формы, огнетушащий порошок, средство вспушивания огнетушащего порошка и средство его вытеснения, отличающееся тем, что средство вспушивания огнетушащего порошка является одновременно средством его вытеснения и представляет собой газогенератор, закрепленный с возможностью его замены в верхней части корпуса, снабженный в нижней части газодинамически связанным с ним аэратором, боковая поверхность которого оснащена отверстиями, перекрытыми вскрывающимися элементами, а в верхней части - электропусковым элементом, один электрический провод которого соединен с корпусом устройства, а второй электроизолирован от корпуса и соединен с установленным соосно газогенератору металлическим цилиндрическим элементом сплошного сечения, выступающим из верхней части корпуса, причем головная часть обтекаемой формы устройства, разъемно соединенная с корпусом, выполнена решетчатой, а нижняя часть корпуса оснащена горловиной, перекрытой разрушаемой мембраной, поджатой к ней накидной гайкой, соединенной с сопловым насадком, выполненным в виде пустотелого цилиндра со сквозными продольными пазами и центральным отверстием с обеспечением своего размещения во внутреннем объеме головной части устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая краевая зона корпуса по внешнему его диаметру снабжена кольцевым буртиком.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мембрана выполнена с обеспечением ее вскрытия при давлении 2,4-2,6 МПа.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отношение длины корпуса к его диаметру составляет 3-6.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус устройства выполнен с обеспечением возможности многоразового его использования.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено с обеспечением возможности его метания при давлении 0,8-1,2 МПа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к устройству, метаемому под воздействием импульса ствольной метательной установки, которое может быть использовано для тушения и локализации пожаров в труднодоступных местах, например в квартирах высотных домов, на взрывоопасных объектах, к которым доступ человека невозможен, и т.п.

Из уровня техники известна пожаротушащая установка по патенту РФ № 2121856 (опубл. 20.11.1998 г.), использующая ствольный принцип метания для доставки пожаротушащего устройства в очаг пожара, содержащего огнетушащий состав, размещенный в прочном контейнере многоразового использования.

К недостаткам известного метаемого устройства следует отнести разделение контейнера с огнетушащим составом и вышибного заряда с воспламенителем, которые установлены по отдельности и в разные места: контейнер с огнетушащим составом - в ствол, вышибной заряд с воспламенителем - в затвор, что приводит к усложнению сборки, а при перезарядке требуется очистка от комплектующих предыдущей сборки, т.е. возникают значительные задержки при требовании оперативного пожаротушения.

Разделение вышибного заряда и огнетушащего состава исключает их смешение перед выбросом из ствола, т.е. отсутствуют условия для предварительного вспушивания огнетушащего состава, кроме того, не исключено спекание порошка высокотемпературными газами вышибного заряда.

Предусмотренные мероприятия по ограничению комкования при выбросе огнетушащего состава также имеют свои недостатки. Подвижные дно и крышка в контейнере с огнетушащим составом связаны между собой жесткими перегородками, исключающими их взаимное перемещение при выбросе огнетушащего вещества. При срабатывании вышибного заряда под воздействием образующихся газов дно в контейнере с огнетушащим составом начинает перемещаться и через жесткие перегородки выдавливает крышку контейнера. В результате из ствола вылетает огнетушащий состав, связанный с крышкой, дном и перегородками, которые в полете достаточно быстро теряют свою скорость, отделяются от массы огнетушащего состава, разрушают целостность потока, что снижает эффективность пожаротушения из-за отсутствия компактной подачи огнетушащего вещества в зону горения с последующим высокоскоростным распространением его в защищаемой области с целью эффективного тушения пожара. Распыленная струя огнетушащего вещества исключает возможность точного попадания в заданное место, например в окно горящей квартиры высотного здания. В данном случае возможно только покрытие огнетушащим веществом достаточно широкой зоны горения с низкой эффективностью ее тушения.

Использование быстрогорящих композиций в вышибном заряде (например, порох) создает условия практически мгновенного нарастания давления перед крышкой контейнера, поэтому для снижения вероятности разрушения ствола затвор снабжен предохранительным клапаном сброса излишнего давления. Значительные усилия отдачи необходимо компенсировать специальными амортизаторами.

Из уровня техники известна пожаротушащая установка по патенту РФ № 2008048 (опубл. 28.02.1994 г.), использующая ствольный принцип метания для доставки в очаг пожара пожаротушащего устройства, приведенного на Фиг.4, принятого за прототип и содержащего цилиндрический корпус, головную часть обтекаемой формы, огнетушащий порошок, средство вспушивания огнетушащего порошка и средство его вытеснения.

При метании известного пожаротушащего устройства от инициирущего импульса взрывается вышибной заряд, от которого загорается детонирующий шнур, инициирующий одновременный взрыв распылительных зарядов и воспламенителя, расположенного в обтекаемой головной части цилиндрического корпуса. Процесс последовательных взрывов вышибного заряда, распылительных зарядов и воспламенителя имеет мгновенный характер, поэтому выброс огнетушащего вещества может произойти в полете. А так как цилиндрический корпус известного устройства, предназначенный для доставки огнетушащего вещества в зону горения, при метании имеет возможность вращаться (отсутствуют стабилизаторы, обеспечивающие прямолинейное движение вдоль его оси) и вытеснение огнетушащего вещества из корпуса происходит узкой, направленной в одну сторону струей, то выброс огнетушащего вещества может произойти в направлении, не соответствующем первоначальному прицельному направлению движения пожаротушащего устройства, что исключает надежность точного и компактного попадания огнетушащего вещества в очаг возгорания.

Даже если выброс огнетушащего вещества не произошел в полете известного устройства, то огнетушащее вещество выбрасывается из корпуса с последующим распылом узкой струей, направление которой определяется расположением корпуса устройства после падения, и выброс может произойти в сторону, противоположную от очага возгорания.

При этом неоднородность разрушения герметичной оболочки, в которую было помещено огнетушащее вещество, приведет к неравномерному его распылению.

При разрушении герметичной оболочки происходит практически мгновенное падение давления внутри корпуса, т.е. отсутствуют условия высокоскоростного распространения огнетушащего вещества, что существенно снижает объем его распространения в пространстве и, соответственно, огнетушащую способность метаемого устройства из-за неэффективного проникновения огнетушащего вещества в зону горения.

Используемые распылительные заряды из быстрогорящих композиций, горение детонирующего шнура могут привести к спеканию огнетушащего порошка.

Конструкция известного устройства, для придания ему первоначальной высокой скорости, предопределяет осуществление метания из ствола под высоким давлением, обеспечиваемым вышибным зарядом, что снижает безопасность метания устройства в процессе эксплуатации.

Перечисленные недостатки обусловливают существенное ограничение надежности получения функционального результата, оперативность его достижения, что снижает эффективность пожаротушения при использовании известного устройства.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства порошкового пожаротушения, метаемого под воздействием импульса метательной ствольной установки, которое расширяет арсенал средств данного назначения, позволяет повысить эффективность пожаротушения и безопасность метания устройства за счет создания условий по обеспечению гарантированного надежного выброса огнетушащего порошка именно после попадания устройства в зону пожара, а не в полете, с равномерным, объемным и высокоскоростным распространением огнетушащего порошка в зоне пожара при исключении возможности его спекания в корпусе с одновременной минимизацией давления, необходимого для метания.

Поставленная задача решается предлагаемым метаемым устройством порошкового пожаротушения, которое содержит цилиндрический корпус, головную часть обтекаемой формы, огнетушащий порошок, средство вспушивания огнетушащего порошка и средство его вытеснения. Особенность заключается в том, что средство вспушивания огнетушащего порошка является одновременно средством его вытеснения и представляет собой газогенератор, закрепленный с возможностью его замены в верхней части корпуса, снабженный в нижней части газодинамически связанным с ним аэратором, боковая поверхность которого оснащена отверстиями, перекрытыми вскрывающимися элементами, а в верхней части электропусковым элементом, один электрический провод которого соединен с корпусом устройства, а второй электроизолирован от корпуса и соединен с установленным соосно газогенератору металлическим цилиндрическим элементом сплошного сечения, выступающим из верхней части корпуса, причем головная часть обтекаемой формы устройства разъемно соединена с корпусом, выполнена решетчатой, а нижняя часть корпуса оснащена горловиной, перекрытой разрушаемой мембраной, поджатой к ней накидной гайкой, соединенной с сопловым насадком, выполненным в виде пустотелого цилиндра со сквозными продольными пазами и центральным отверстием с обеспечением своего размещения во внутреннем объеме головной части устройства.

В частности, каждая краевая зона корпуса по внешнему его диаметру снабжена кольцевым буртиком.

В частности, мембрана выполнена с обеспечением ее вскрытия при давлении 2,4-2,6 МПа.

В частности, отношение длины корпуса к его диаметру составляет 3-6.

В частности, корпус устройства выполнен с обеспечением возможности многоразового его использования.

В частности, устройство выполнено с обеспечением возможности его метания при давлении 0,8-1,2 МПа.

Проведенный сопоставительный анализ показывает, что заявляемое устройство отличается от прототипа наличием газогенератора во внутреннем объеме корпуса, совмещающего несколько функций (в прототипе вспушивание порошка и его выброс из корпуса осуществляют разные конструктивные элементы); обеспечением запуска газогенератора в момент метания устройства из ствола (в прототипе взрыв распылительных зарядов и воспламенителя, расположенного в головной части корпуса, происходит после взрыва вышибного заряда); иным выполнением обтекаемой головной части устройства - решетчатой конструкции, позволяющей не только предохранять от разрушения при ударе о цель выступающие из корпуса части устройства, но и обеспечивающей беспрепятственный выброс порошка в защищаемое пространство (в прототипе - цельнометаллическая часть корпуса, соединенная с ним неразъемно, разрушаемая при взрыве воспламенителя); наличием во внутреннем объеме головной части устройства сопла, определяющего всесторонний объемный равномерный высокоскоростной выброс огнетушащего порошка при сохранении рабочего давления в период его выброса (в прототипе выброс огнетушащего вещества производится в виде узкой произвольного направления струи с последующим ее распылом и практически мгновенным падением давления); наличием на корпусе элементов, обеспечивающих плотный рабочий контакт метаемого устройства с каналом ствола, стабильность его движения в стволе при выстреле; возможностью метания устройства при низком пневматическом давлении порядка 0,8-1,2 МПа (в прототипе выброс огнетушащего устройства из ствола производится вышибным зарядом из быстрогорящей композиции, например пороха, что требует выполнения необходимых мер безопасности).

Именно совокупность отличительных от прототипа признаков с остальными существенными признаками заявляемого решения позволила достичь вышеуказанный технический результат, который невозможно достичь известным метаемым устройством пожаротушения, и решить поставленную задачу.

Предлагаемое метаемое устройство порошкового пожаротушения иллюстрируется графическими изображениями:

Фиг.1 - продольный разрез устройства;

Фиг.2 - узел А на Фиг.1.

Устройство (Фиг.1) содержит корпус 1, в котором размещены огнетушащий порошок 2, газогенератор 3, газодинамически связанный с аэратором 4, оснащенным отверстиями 5 с вскрывающимися элементами (условно не показаны и могут быть выполнены, например, из липкой пленки, или резины, или бумаги). Для запуска газогенератор 3 снабжен электропусковым элементом (не показан). Цилиндрическая часть корпуса 1 снабжена кольцевыми буртиками 6, стабилизирующими движение устройства по стволу метательного средства (например, импульсная ствольная пневматическая установка). Горловина 7 перекрыта разрушаемой мембраной 8, которая посредством шайбы 9 поджата гайкой 10. На гайке 10 закреплен сопловой насадок 11, размещенный во внутреннем объеме решетчатой головной части 12 устройства, выполненной, например, из стальных прутков.

Один электрический провод 13 (Фиг.2) электропускового элемента газогенератора 3 соединен с корпусом 1, второй электрический провод 14 электроизолирован от корпуса 1 токонепроводящими втулками 15, 16 и соединен с металлическим элементом 17, являющимся вторым контактом в системе электрического запуска газогенератора, выполненным в виде цилиндра сплошного сечения и установленным соосно газогенератору 3. Узел электрического соединения смонтирован во втулке 18 с наружной резьбой 19, предназначенной для крепления защитного колпачка (не показан) при хранении и транспортировании устройства.

Метаемое устройство пожаротушения с высокоскоростной импульсной подачей огнетушащего порошка в зону пожара работает следующим образом.

В момент подачи сигнала на метание устройства из ствольной пневматической импульсной установки подается электрический импульс на электрические провода 13, 14 электропускового элемента и происходит срабатывание газогенератора 3 с последующей генерацией газа. Вскрывающиеся элементы отверстий 5 аэратора 4 разрушаются, и низкотемпературный газ поступает во внутренний объем корпуса 1 устройства. Проходя через порошок 2, газ его вспушивает (псевдоожижает), подготавливая к выбросу в защищаемое пространство. После падения устройства на целевую поверхность в его корпусе 1 достигается давление газа, соответствующее уровню вскрытия мембраны 8, после разрушения которой огнетушащий порошок 2 поступает через горловину 7 в сопловой насадок 11 и, проходя под высоким давлением через продольные пазы и центральное отверстие соплового насадка 11, с большой скоростью в импульсном режиме распространяется в защищаемых площади и объеме. Для поддержания рабочего давления в момент выброса огнетушащего порошка 2 газогенератор 3 продолжает вырабатывать газ после вскрытия мембраны 8. Давление вскрытия мембраны, составляющее 2,4-2,6 МПа, достигается через 6-10 с от момента запуска газогенератора 8 и поддерживается в период импульсного выброса порошка 2.

После метания одного устройства достаточно без очистки ствола метательного средства и прочих вспомогательных мероприятий вставить, следующее устройство, создать необходимое давление и произвести метание устройства в зону пожара.

Проведенные испытания показали, что заявляемое устройство, снаряженное огнетушащим порошком ИСТО-1, позволяет надежно тушить очаги возгорания:

а) устройство с 6-ю кг огнетушащего порошка:

- для пожаров класса А в объеме 60 м³;

- для пожаров класса В в объеме 20 м³;

б) устройство с 10-ю кг огнетушащего порошка:

- для пожаров класса А в объеме 100 м³;

- для пожаров класса В в объеме 33 м³.

Дополнительно был произведен сброс устройства с 10-ю кг огнетушащего порошка вертикально вниз с высоты 13 м на бетонное основание и прицельное метание импульсной пневматической установкой давлением 1,2 МПа с одновременным его запуском. В обоих случаях срабатывание устройства произошло санкционированно, разрушений и деформации элементов корпуса не зафиксировано. Метание из импульсной пневматической установки показало прицельность стрельбы на расстояние 110 м, при этом выброс огнетушащего порошка происходил после контакта метаемого устройства с целью.

Таким образом, заявляемое устройство практически реализуемо и позволяет удовлетворить давно существующую потребность в решении поставленной задачи.