модуль порошкового пожаротушения (варианты)

Формула изобретения

1. Модуль порошкового пожаротушения, содержащий герметичный корпус, выполненный с возможностью подвесной установки и крепления, в полости которого размещены огнетушащий порошок, источник рабочего газа в виде твердотопливного газогенератора, инициирующее устройство, а также выпускной насадок, установленный на цилиндрическом патрубке-горловине в нижней части корпуса, и запорное устройство, отделяющее выпускной насадок от объема корпуса, отличающийся тем, что выпускной насадок выполнен в виде толстостенной крышки, содержащей распределительную камеру, сообщающуюся с окружающей средой системой каналов, выполненных в боковой и торцевой стенках и имеющих длину от 2 до 25 калибров.

2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что каналы в боковой стенке крышки ориентированы продольными осями под острыми углами к продольной оси корпуса преимущественно в диапазоне 50-80^o.

3. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что каналы в торцевой стенке крышки ориентированы продольными осями под углами 0-45^o к продольной оси корпуса.

4. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что по крайней мере часть каналов в стенках крышки выполнена конической формы с расширением в сторону выхода порошка.

5. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что по крайней мере часть каналов в стенках крышки выполнена щелевидной формы.

6. Модуль порошкового пожаротушения, содержащий герметичный корпус, выполненный с возможностью подвесной установки и крепления, в полости которого размещены огнетушащий порошок, источник рабочего газа в виде твердотопливного газогенератора, инициирующее устройство, а также выпускной насадок, установленный на цилиндрическом патрубке-горловине в нижней части корпуса, и запорное устройство, отделяющее выпускной насадок от объема корпуса, отличающийся тем, что выпускной насадок выполнен в виде крышки, содержащей распределительную камеру, сообщающуюся с окружающей средой посредством системы патрубков, закрепленных на наружной поверхности крышки и имеющих длину от 2 до 25 калибров.

7. Модуль по п. 6, отличающийся тем, что патрубки, закрепленные на боковой стенке крышки, ориентированы продольными осями под острыми углами к продольной оси корпуса преимущественно в диапазоне 50-80^o.

8. Модуль по п. 6, отличающийся тем, что патрубки, закрепленные на торцевой стенке крышки, ориентированы продольными осями под углами 0-45^o к продольной оси корпуса.

9. Модуль по п. 6, отличающийся тем, что по крайней мере часть каналов в патрубках выполнена конической формы с расширением в сторону выхода порошка.

10. Модуль по п. 6, отличающийся тем, что по крайней мере часть каналов в патрубках выполнена щелевидной формы.

11. Модуль по любому из пп. 6-10, отличающийся тем, что крышка выполнена с возможностью смены патрубков, при этом патрубки выполнены сменными.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике пожаротушения и может найти широкое применение для борьбы с возгораниями горючих материалов, жидкостей, электрооборудования в бытовых и производственных помещениях.

В последнее время в пожарной технике получают все большее распространение модули порошкового пожаротушения, принцип действия которых основан на применении в качестве источника давления газогенерирующих веществ (патенты РФ 2128071, 2142837). При инициировании последних в герметичной полости модуля создается необходимое рабочее давление газов, под действием которого происходит выброс огнетушащего порошка, направляемого на источник возгорания.

К подобным средствам борьбы с возгораниями относится и модуль порошкового пожаротушения, предложенный в работе (свидетельство РФ на полезную модель 12791, кл. А 62 С 35/10) и принимаемый за прототип.

Модуль содержит корпус, выполненный по крайней мере из двух соединяемых между собой частей, внутри герметичной полости которого размещены огнетушащий порошок, источник рабочего газа, закрепляемый на одной из частей корпуса, с возможностью герметизации его к окружающей среде и с размещением по крайней мере части источника внутри полости корпуса, при этом корпус выполнен с возможностью подвесной установки и крепления.

Отличия модуля заключаются в том, что он снабжен насадком-распылителем, а в качестве источника рабочего газа содержит твердотопливный газогенератор, выполненный с газоводами, размещенными радиально по отношению к газогенератору, при этом на выходных отверстиях газоводов в полости модуля размещены клапаны обратного действия.

Другое отличие модуля заключается в том, что насадок-распылитель выполнен в виде двух независимых тарельчатых пластин, в центре которых установлен шток с последовательно размещенными в верхней его части кольцевым уплотнителем и шейкой, при этом диаметр последней превышает диаметр штока, причем шток закреплен в тарельчатой пластине, установленной со стороны внутренней полости модуля посредством срезного штифта, а вторая тарельчатая пластина выполнена перфорированной.

Третье отличие модуля заключается в том, что корпус выполнен в виде сферы, или полусферы, или цилиндра, или пирамиды, или параллелепипеда, или выполнен конусообразным или корытообразным.

Однако известная конструкция модуля имеет определенные недостатки.

В частности, конструктивное решение насадка-распылителя не обеспечивает достаточную эффективность воздействия огнетушащего порошка на поверхность горения, в частности при наличии нескольких источников загорания в одном помещении.

Это обусловлено тем, что перфорированная тарельчатая пластина, установленная на выходе насадка-распылителя, не способна формировать высоконаправленные "струи" огнетушащего порошка. При выбросе порошка через перфорационные отверстия в тарельчатой пластине происходят резкое падение давления рабочего газа и турбулизация струй. Это, в свою очередь, приводит к быстрой потере частицами порошка кинетической энергии, невысокому дальнодействию струй порошка и падению эффективности "сбивания" пламени в источнике возгорания.

Кроме того, конструктивные особенности перфорированной тарельчатой пластины не позволяют формировать достаточно интенсивные струи порошка в боковых направлениях под углом относительно оси корпуса модуля. Между тем, формирование таких струй способно обеспечивать возможность одновременного тушения в помещении нескольких источников возгорания. Кроме того, как показывают эксперименты, высокоинтенсивные струи порошка, направленные под углом к оси модуля, создают в условиях замкнутых помещений дополнительный фактор пожаротушения за счет механического сбивания пламени струями порошка.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности пожаротушения за счет усиления факторов воздействия модуля порошкового пожаротушения на источники возгорания.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в таком конструктивном выполнении выпускного насадка, которое обеспечивает повышение эффективности воздействия огнетушащего порошка на фронт горения за счет повышения направленности выброса порошковых струй в заданных направлениях, увеличения их кинетической энергии и использования эффекта отражения порошковых струй от стен помещения с источником возгорания, обеспечения возможности одновременного тушения одним модулем нескольких источников возгорания в одном помещении.

Сущность изобретения заключается в том, что предложены два варианта модуля порошкового пожаротушения с отличающимися от прототипа конструкциями выпускного насадка.

В одном варианте модуля порошкового пожаротушения, содержащего герметичный корпус, выполненный с возможностью подвесной установки и крепления, в полости которого размещен огнетушащий порошок, источник рабочего газа в виде твердотопливного газогенератора, инициирующее устройство, а также выпускной насадок, установленный на цилиндрическом патрубке-горловине в нижней части корпуса, и запорное устройство, отделяющее выпускной насадок от объема корпуса, выпускной насадок выполнен в виде толстостенной крышки, содержащей распределительную камеру, сообщающуюся с окружающей средой системой каналов, выполненных в боковой и торцевой стенках и имеющих длину от 2 до 25 калибров. Каналы в боковой стенке крышки ориентированы продольными осями под острыми углами к продольной оси корпуса преимущественно в диапазоне 50-80^o. Каналы в торцевой стенке крышки ориентированы продольными осями под углами 0-45^o к продольной оси корпуса. По крайней мере часть каналов в стенках крышки выполнена конической формы с расширением в сторону выхода порошка. По крайней мере часть каналов в стенках крышки выполнена щелевидной формы.

В другом варианте модуля порошкового пожаротушения, содержащего герметичный корпус, выполненный с возможностью подвесной установки и крепления, в полости которого размещены огнетушащий порошок, источник рабочего газа в виде твердотопливного газогенератора, инициирующее устройство, а также выпускной насадок, установленный на цилиндрическом патрубке-горловине в нижней части корпуса, и запорное устройство, отделяющее выпускной насадок от объема корпуса, выпускной насадок выполнен в виде крышки, содержащей распределительную камеру, сообщающуюся с окружающей средой посредством системы патрубков, закрепленных на наружной поверхности крышки и имеющих длину от 2 до 25 калибров. Патрубки, закрепленные на боковой стенке крышки, ориентированы продольными осями под острыми углами к продольной оси корпуса преимущественно в диапазоне 50-80^o. Патрубки, закрепленные на торцевой стенке крышки, ориентированы продольными осями под углами 0-45^o относительно продольной оси корпуса. По крайней мере часть каналов в патрубках выполнена конической формы с расширением в сторону выхода порошка. По крайней мере часть каналов в патрубках выполнена щелевидной формы. Крышка выполнена с возможностью смены патрубков, при этом патрубки выполнены сменными.

Сказанное поясняется чертежом, на котором на фиг.1 представлена общая схема конструкции модуля порошкового пожаротушения, поясняющая принцип его работы; на фиг.2 - схема, поясняющая конструкцию выпускного насадка согласно первому предлагаемому варианту; на фиг.3 - сечение выпускного насадка по А-А; на фиг.4 - конструкция выпускного насадка согласно п.4 формулы; на фиг. 5 - конструкция выпускного насадка согласно п.5 формулы; на фиг.6 - вид на конструкцию, изображенную на фиг.5, снизу; на фиг.7 - схема, поясняющая конструкцию выпускного насадка согласно второму предлагаемому варианту; на фиг. 8 - конструкция выпускного насадка согласно п.9 формулы; на фиг.9 - конструкция выпускного насадка согласно п.10 формулы; на фиг.10 - вид снизу на выпускной насадок, представленный на фиг.9.

Модуль порошкового огнетушения (фиг.1) содержит герметичный корпус 1, выполненный с возможностью подвесной установки и крепления с помощью крепежного приспособления 2. В герметичной полости корпуса 1 находится огнетушащий порошок 3. На верхней части корпуса 1 укреплен источник рабочего газа 4, содержащий твердотопливный газогенератор 5, инициирующее устройство 6, и радиально размещенные газоводы 7. В нижней части корпуса 1 имеется горловина 8 для выброса из корпуса огнетушащего порошка 3. На выходном конце горловины 8 с помощью гайки 9 укреплено запорное устройство 10, представляющее собой тарельчатую пластину, в центральном отверстии которой установлен уплотняющий шток 11 с кольцевым выступом 12 на его поверхности. В верхней части штока 11 имеется перпендикулярно просверленное отверстие, в которое вставлен срезной штифт 13, удерживающий шток 11 до момента срабатывания модуля.

В прототипе имеется также перфорированная тарельчатая пластина 14, которая наружным краем закреплена между срезом горловины 8 и гайкой 9. В центре перфорированной пластины 14 имеется отверстие, диаметр которого немного превышает диаметр штока 11.

Модуль порошкового огнетушения работает следующим образом.

При срабатывании инициирующего устройства 6 происходит воспламенение твердотопливного газогенератора 5, в результате чего рабочий газ через систему газоводов 7 попадает в герметичную полость корпуса 1, заполненного огнетушащим порошком 3. При наборе необходимого рабочего давления в полости корпуса 1 происходит срезание штифта 13, в результате чего шток движется вниз и своим кольцевым выступом упирается в перфорированную пластину 14. При этом смесь огнетушащего порошка 3 и рабочего газа, пройдя через отверстие в тарельчатой пластине запорного устройства 10, под давлением продуктов сгорания газогенератора 5 вырывается наружу через перфорационные отверстия в тарельчатой пластине 14, в результате чего порошок 3 оказывает огнетушащее действие на поверхность горения источника воспламенения.

Однако, как указывалось выше, конструктивное решение описанного насадка-распылителя не обеспечивает достаточного эффекта пожаротушения ввиду невысокого дальнодействия струй порошка и отсутствия эффекта "сбивания" пламени за счет быстрой турбулизации струй порошка за пределами перфорированной тарельчатой пластины 14.

Кроме того, конструктивные особенности перфорированной тарельчатой пластины не позволяют формировать достаточно интенсивные струи порошка в боковых направлениях под углом относительно оси корпуса модуля, которые способны обеспечивать возможность одновременного тушения в помещении нескольких источников возгорания. При этом, как показывают эксперименты, высокоинтенсивные струи порошка, направленные под углом к оси модуля, создают в условиях замкнутых помещений дополнительный фактор пожаротушения за счет механического сбивания пламени газопорошковыми струями.

Повышение эффективности пожаротушения достигается при использовании двух вариантов выпускного насадка, показанных на фиг.2 и 7.

Выпускной насадок согласно варианту, представленному на фиг.2 (вид снизу представлен на фиг.3), выполнен в виде толстостенной крышки 15, навинчиваемой на горловину 8 (фиг.1) резьбовой частью 16. Крышка 15 содержит распределительную камеру 17, сообщающуюся с окружающей средой системой каналов 18, выполненных в боковой стенке, и каналов 19, выполненных в торцевой стенке крышки. Каналы 18 в боковой стенке крышки 15 ориентированы продольными осями под острыми углами к продольной оси корпуса преимущественно в диапазоне 50-80^o, а каналы 19 в торцевой стенке крышки - под углами 0-45^o. Толщина стенок крышки и диаметр каналов подбираются исходя из требований получения длины каналов в пределах от 2 до 25 калибров.

Данная конструкция крышки рассчитана под использование запорного устройства 10 в виде тарельчатой пластины и уплотняющего штока 11 с кольцевым выступом 12 (фиг. 1). С этой целью крышка 15 имеет центральное отверстие 20, диаметр которого немного превышает диаметр штока 11, а диаметр отверстия 21 несколько превышает диаметр кольцевого выступа 12 на штоке. Кольцевой буртик 22 служит для удержания штока 11 при срезании штифта 13 под действием рабочего давления и движении штока 11 относительно отверстий 20 и 21.

Следует отметить, что запорное устройство может иметь и другую конструкцию, например, в виде тонкостенной мембраны, разрушаемой давлением газов, накапливаемых внутри корпуса модуля. При таком варианте конструкции запорного устройства (на чертеже не показан) отверстия 20 и 21 в торцевой стенке крышки 15 отсутствуют.

В целом работа модуля с описанной конструкцией выпускного насадка не отличается от ранее описанной, за исключением того, что именно при длинах выходных каналов 18 и 19, составляющих от 2 до 25 калибров, обеспечивается формирование интенсивных струй порошка, обладающих высокой эффективностью сбивания пламени и значительным дальнодействием. Кроме того, наличие боковых каналов 18, ориентированных под острыми углами относительно продольной оси модуля, позволяет обеспечить повышенную эффективность тушения за счет того, что отраженные от стен помещения струи порошка создают дополнительный механический фактор воздействия на фронт горения, особенно при наличии нескольких распределенных по площади помещения источников возгорания. Наличие указанного дополнительного фактора выявлено в ходе экспериментальной отработки модуля с предлагаемой конструкцией выпускного насадка.

Эффективность пожаротушения может быть дополнительно повышена при использовании каналов в стенке крышки не цилиндрической формы, а с конусным их расширением в сторону выхода порошка (фиг.4), и/или щелевидным расширением (фиг. 5 и 6). Подбор необходимых форм каналов может осуществляться на стадии проектирования пожарозащиты применительно к конкретной схеме помещения и расположения в нем потенциальных источников возгорания.

Второй вариант выпускного насадка для модуля порошкового пожаротушения (фиг. 7) отличается от предыдущего несколько иной формой выполнения крышки 22, что обусловлено отсутствием требования к толстостенности, и выполнением каналов 23 не в стенке крышки, а в патрубках 24 и 25, с помощью которых распределительная камера 17 сообщается с окружающей средой. Боковые патрубки 24 могут крепиться к крышке под острыми углами к продольной оси корпуса преимущественно в диапазоне 50-80^o, а патрубки 25, устанавливаемые со стороны торцевой поверхности крышки - под углами 0-45^o. При этом длина каналов в патрубках выбирается в диапазоне от 2 до 25 калибров, что обеспечивает достаточно широкий набор угловых характеристик струй порошка 3, выходящих из распределительной камеры 17 под действием рабочего давления газа в полости корпуса модуля.

Конструкция крышки рассчитана на применение той же конструкции запорного устройства, что и в предыдущем варианте, для чего в торцевой части крышки выполняются отверстия 20 и 21. Данные отверстия могут отсутствовать в варианте запорного устройства, предусматривающем использование мембраны.

Как и в предыдущем варианте модуля, в рассматриваемом варианте конструкции выпускного насадка предусмотрена возможность формирования струй путем выбора формы каналов 23 в патрубках 24 и 25: с конусным расширением в сторону выхода порошка (фиг.8) и/или со щелевидной формой каналов (фиг.9 и 10).

Патрубки могут быть приварены к стенкам крышки, однако более удобным как с точки зрения технологичности изготовления крышки, так и с точки зрения удобства ее применения является возможность смены патрубков с различной формой каналов, которая реализуется выполнением в крышке посадочных мест с резьбовой нарезкой и наличием на концах патрубков соответствующей резьбы. Такой подход, предусматривающий использование сменных патрубков, позволяет использовать одну и ту же крышку в различных условиях применения модуля порошкового пожаротушения, оперативно осуществляя смену патрубков с различной формой канала.

Испытания предлагаемой конструкции выпускного насадка с модулем порошкового пожаротушения при тушении горящего бензина в помещении (ранг модельного очага пожара 2В согласно "Нормам пожарной безопасности" НПБ 67-98) показали его высокую эффективность. В частности, для модуля "Веер-1" без изменения навески огнетушащего порошка удалось увеличить площадь тушения с 15 до 20 м².

Предлагаемую конструкцию планируется внедрить для комплектации выпускаемых и вновь разрабатываемых модулей порошкового пожаротушения.