RU159593U1

RU159593U1 - AEROSOL GENERATOR

Info

Publication number: RU159593U1
Application number: RU2015110517/12U
Authority: RU
Inventors: Максим Александрович Зотов; Сергей Иванович Поникаров; Илнур Абдулович Абдуллин; Михаил Сергеевич Резников; Константин Валентинович Микрюков
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2016-02-10

Abstract

Генератор аэрозоля, включающий корпус с крепежными элементами на его наружной поверхности, расположенные в корпусе электроинициатор, заряд аэрозольобразующего состава, выполненный составным из шашек с эластичными накладками на цилиндрической поверхности, установленных по оси корпуса посредством торцовых опор, воспламенитель, расположенный между электроинициатором и зарядом аэрозольобразующего состава, герметизирующую мембрану и форкамеру, отличающийся тем, что на выходном торце корпуса закреплено коническое сопло, в корпусе между сопловой торцовой опорой и соплом установлен завихритель; форкамера, представляющая собой гильзу с перфорированным дном и с вырезом в виде окна на всю длину между торцовыми опорами, коаксиально установлена между воспламенителем и сопловой торцовой опорой, между торцовыми опорами радиально установлены вертикальные перегородки, делящие пространство между форкамерой и внутренней поверхностью корпуса на четыре отсека, причем одна из перегородок выполнена герметичной, остальные - с зазором относительно внутренней поверхности корпуса, при этом вырез форкамеры направлен в сторону отсека с герметичной перегородкой, а в сопловой торцовой опоре напротив дна форкамеры и отсека, в который направлен вырез форкамеры, выполнено закрытое герметизирующей мембраной отверстие, контур которого повторяет контур дна форкамеры и отсека.An aerosol generator, comprising a housing with fasteners on its outer surface, an electric initiator located in the housing, an aerosol forming charge made up of checkers with elastic pads on a cylindrical surface mounted along the axis of the housing by end supports, an igniter located between the electric initiator and the aerosol forming charge , a sealing membrane and a prechamber, characterized in that a conical nozzle is fixed at the output end of the housing, in the housing between a nozzle end support and a nozzle mounted swirl; the prechamber, which is a sleeve with a perforated bottom and a full-length window cut between the end supports, is coaxially mounted between the igniter and the nozzle end support, vertical partitions are radially installed between the end supports, dividing the space between the prechamber and the inner surface of the housing into four compartments, moreover, one of the partitions is sealed, the rest with a gap relative to the inner surface of the housing, while the pre-chamber cutout is directed toward the compartment with the seal the main partition, and in the nozzle end support opposite the bottom of the prechamber and the compartment into which the prechamber cutout is directed, a hole closed by a sealing membrane is made, the contour of which repeats the contour of the bottom of the prechamber and the compartment.

Description

Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности к системам, ограничивающим зону распространения газо-воздушной смеси, образующейся при утечке из наземных емкостей, содержащих опасные вещества.The utility model relates to fire fighting equipment, in particular, to systems restricting the distribution zone of a gas-air mixture resulting from leakage from ground containers containing hazardous substances.

Из уровня техники известен способ локализации мест выбросов легколетучих газообразных токсичных веществ из замкнутого наземного объекта и система для его (RU 2038832, A62C 3/00, 09.07.1995) Способ включает создание завесы из распыленной нейтрализующей жидкости с подветренной стороны контролируемого объекта. Система для реализации способа содержит контролируемый замкнутый наземный объект, охватываемый по периметру трубопроводами, подсоединенными к магистрали нейтрализующей жидкости. Трубопроводы снабжены автоматическими запорно-пусковыми устройствами и средствами распыла нейтрализующей жидкости. Внутри замкнутого наземного объекта установлены детекторы степени загазованности, а над защищаемым объектом атмосферный датчик направления и скорости ветра над объектом, электрически связанные с запорно-пусковыми устройствами средств распыла жидкости и блоками управления сигнализации.The prior art method for localizing emission sites of volatile gaseous toxic substances from a closed ground object and a system for it (RU 2038832, A62C 3/00, 07/09/1995) The method includes creating a curtain of atomized neutralizing liquid from the leeward side of the controlled object. The system for implementing the method includes a controlled closed ground object, covered along the perimeter by pipelines connected to the neutralizing fluid line. Pipelines are equipped with automatic locking and starting devices and means for spraying neutralizing liquid. Detectors of a degree of gas pollution are installed inside a closed ground-based object, and above the protected object there is an atmospheric direction and wind speed sensor above the object, electrically connected to locking and starting devices for liquid spraying devices and alarm control units.

Недостатком известного устройства является использование нейтрализующей жидкости, которая будет неэффективна с газами и плохо растворимыми веществами.A disadvantage of the known device is the use of a neutralizing liquid, which will be ineffective with gases and poorly soluble substances.

Известно устройство для рассеивания газового облака, образующегося при утечке из наземной емкости (RU 2506103, A62C 3/00, 10.02.2014). Устройство включает сплошное ограждение, выполненное вокруг емкости, установленные между сплошным ограждением и емкостью детекторы газа, связанные с системой управления, и коллектор с отверстиями, на верхней кромке сплошного ограждения установлено по крайней мере одно сетчатое ограждение, на которое ориентированы форсунки, размещенные в отверстиях коллектора, соединенного с источником жидкости, а на верхней кромке сетчатого ограждения закреплена крыша с отверстиями, в которых установлены трубы.A device is known for dispersing a gas cloud generated during a leak from a ground tank (RU 2506103, A62C 3/00, 02/10/2014). The device includes a continuous fence made around the tank, gas detectors installed between the solid fence and the tank, connected to the control system, and a collector with holes, at least one mesh fence is installed on the upper edge of the solid fence, to which nozzles located in the manifold openings are oriented connected to the fluid source, and on the upper edge of the mesh fence fixed roof with holes in which the pipes are installed.

Недостатками известного устройства являются использование вокруг наземной емкости сплошного ограждения, затрудняющего доступ к емкости, необходимость замены жидкости в зависимости от сезона. Кроме того использование антифриза в холодное время года ограничивает растворимость опасных веществ.The disadvantages of the known device are the use around a ground tank of a continuous fence, which impedes access to the tank, the need to replace fluids depending on the season. In addition, the use of antifreeze in the cold season limits the solubility of hazardous substances.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является генератор огнетушащего аэрозоля (патент RU 140091, A62C 13/00, 27.04.1014). Генератор включает корпус с крепежными элементами в виде кронштейнов на его наружной поверхности и герметизирующей мембраной на выходном конце, расположенные в корпусе электроинициатор, заряд аэрозольобразующего состава и блок охлаждения, выполненный в виде металлических трубок. Воспламенитель выполнен в виде твердотопливной канальной шашки всестороннего горения и расположен между электроинициатором и зарядом аэрозольобразующего состава. Заряд аэрозольобразующего состава выполнен составным, по меньшей мере, из двух цилиндрических шашек установленных последовательно по оси корпуса посредством торцевых опор, при этом на цилиндрической поверхности каждой из шашек вдоль ее образующей наклеены накладки из эластичного материала. Передняя торцевая опора шашек выполнена перфорированной с образованием форкамеры для воспламенителя, а сопловая торцевая опора шашек закреплена на входе в блок охлаждения.The closest technical solution, selected as a prototype, is a fire extinguishing aerosol generator (patent RU 140091, A62C 13/00, 04/27/1014). The generator includes a housing with fasteners in the form of brackets on its outer surface and a sealing membrane at the output end, an electric initiator located in the housing, an aerosol forming charge and a cooling unit made in the form of metal tubes. The igniter is made in the form of a solid fuel channel checker of comprehensive combustion and is located between the electric initiator and the charge of the aerosol forming composition. The charge of the aerosol forming composition is made up of at least two cylindrical blocks arranged in series along the axis of the body by means of end supports, while on the cylindrical surface of each of the blocks along its generatrix are glued plates of elastic material. The front end support of the checkers is perforated with the formation of a prechamber for the igniter, and the nozzle end support of the checkers is fixed at the entrance to the cooling unit.

Недостатком прототипа является небольшая площадь первичного распространения аэрозоля, узкая область применения только для пожаротушения.The disadvantage of the prototype is the small area of the primary distribution of the aerosol, a narrow scope only for fire fighting.

Задача заключается в создании генератора аэрозоля для ограничения распространения газо-воздушной смеси в случае утечки из наземной емкости, которая содержит опасные вещества.The challenge is to create an aerosol generator to limit the spread of the gas-air mixture in the event of a leak from a ground tank that contains hazardous substances.

Поставленная задача решается генератором аэрозоля, включающим корпус с крепежными элементами на его наружной поверхности, расположенные в корпусе электроинициатор, заряд аэрозольобразующего состава, выполненный составным из шашек с эластичными накладками на цилиндрической поверхности, установленных по оси корпуса посредством торцовых опор, воспламенитель, расположенный между электроинициатором и зарядом аэрозольобразующего состава, герметизирующую мембрану и форкамеру, отличающийся тем, что на выходном торце корпуса закреплено коническое сопло, в корпусе между сопловой торцовой опорой и соплом установлен завихритель; форкамера, представляющая собой гильзу с перфорированным дном и с вырезом в виде окна на всю длину между торцовыми опорами, коаксиально установлена между воспламенителем и сопловой торцовой опорой; между торцовыми опорами радиально установлены вертикальные перегородки, делящие пространство между форкамерой и внутренней поверхностью корпуса на четыре равных отсека, причем одна из перегородок выполнена герметичной, остальные - с зазором относительно внутренней поверхности корпуса, при этом вырез форкамеры направлен в сторону отсека с герметичной перегородкой, а в сопловой торцовой опоре напротив дна форкамеры и отсека, в который направлен вырез форкамеры, выполнено закрытое герметизирующей мембраной отверстие, контур которого повторяет контур дна форкамеры и отсека.The problem is solved by an aerosol generator, including a housing with fasteners on its outer surface, an electric initiator located in the housing, an aerosol forming charge made up of checkers with elastic pads on a cylindrical surface mounted along the axis of the housing through end supports, an igniter located between the electric initiator and a charge of an aerosol forming composition, a sealing membrane and a prechamber, characterized in that at the output end of the housing is fixed to onic nozzle, in the case between the nozzle end support and the nozzle a swirl is installed; the prechamber, which is a sleeve with a perforated bottom and with a cutout in the form of a full-length window between the end supports, is coaxially mounted between the igniter and the nozzle end support; vertical partitions are radially installed between the end supports, dividing the space between the prechamber and the inner surface of the casing into four equal compartments, one of the partitions being airtight and the rest with a gap relative to the inner surface of the casing, while the prechamber cutout is directed toward the compartment with a sealed partition, and in the nozzle end support opposite the bottom of the prechamber and the compartment into which the prechamber cut is directed, a hole closed by a sealing membrane is made, the contour of which repeats circuit prechamber and bottom compartment.

Предлагаемая полезная модель при использовании обеспечивает создание аэрозольной завесы препятствующей распространению газовоздушной смеси в случае утечки опасного вещества из наземной емкости.The proposed utility model, when used, ensures the creation of an aerosol curtain that prevents the spread of the air-gas mixture in the event of a leak of a hazardous substance from the ground tank.

Полезная модель поясняется чертежами:The utility model is illustrated by drawings:

на фиг. 1 изображен общий вид генератора адсорбирующего аэрозоля;in FIG. 1 shows a general view of an adsorbing aerosol generator;

на фиг. 2 - поперечный разрез А-А генератора;in FIG. 2 is a transverse section aa generator;

на фиг. 3 показан вид спереди сопловой торцовой опоры.in FIG. 3 shows a front view of the nozzle end support.

Генератор аэрозоля содержит (фиг. 1) цилиндрический корпус 1, на наружной поверхности которого установлены крепежные элементы 2. На выходном торце корпуса 1 закреплено коническое сопло 3. В корпусе 1 со стороны переднего днища последовательно расположены электроинициатор 4, выполненный в виде пиропатрона, воспламенитель 5, выполненный в виде твердотопливной канальной шашки всестороннего горения, форкамера 6, коаксиально установленная между воспламенителем 5 и сопловой торцовой опорой 7. Форкамера 6 представляет собой гильзу с перфорированным дном 8 и с вырезом 9 (фиг. 2) в виде окна по всей длине между сопловой торцовой опорой 7 и передней торцовой опорой 10.The aerosol generator contains (Fig. 1) a cylindrical body 1, on the outer surface of which fasteners are installed 2. A conical nozzle 3 is fixed on the output end of the body 1. In the body 1, an initiator 4 made in the form of a squib is sequentially arranged in the form of a squib, igniter 5 made in the form of a solid-fuel channel checker of all-round combustion, prechamber 6, coaxially mounted between the igniter 5 and the nozzle end support 7. The prechamber 6 is a perforated sleeve m bottom 8 and with a cutout 9 (Fig. 2) in the form of a window along the entire length between the nozzle end support 7 and the front end support 10.

Между передней торцовой 10 и сопловой торцовой 7 опорами радиально установлены вертикальные перегородки 11, 12, 13, 14 (фиг. 2), делящие пространство между форкамерой 6 и внутренней поверхностью корпуса 1 на равные отсеки 15, 16, 17, 18. При этом перегородка 11 выполнена герметичной, а остальные перегородки выполнены с одинаковым зазором 19 относительно внутренней поверхности корпуса 1. Форкамера 6 установлена так, что вырез 9 направлен в сторону отсека 15.Vertical partitions 11, 12, 13, 14 (Fig. 2) are radially mounted between the front mechanical 10 and the nozzle mechanical 7 supports (dividing the space between the pre-chamber 6 and the inner surface of the housing 1 into equal compartments 15, 16, 17, 18. At the same time, the partition 11 is sealed, and the remaining partitions are made with the same gap 19 relative to the inner surface of the housing 1. The prechamber 6 is installed so that the cutout 9 is directed towards the compartment 15.

Сопловая торцевая опора 7 (фиг. 3) выполнена с отверстием 20, которое расположено над отсеком 15 и над перфорированным дном 8 форкамеры 6. Заряд аэрозольобразующего состава 21 (фиг. 1) выполнен в виде равных секторных шашек, которые расположены последовательно по оси корпуса 1 между сопловой торцовой опорой 7 и передней торцевой опорой 10 в отсеках 15, 16, 17, 18 (фиг. 2). При этом на цилиндрической поверхности каждой секторной шашки вдоль ее образующей наклеены накладки 22 из эластичного материала. Для обеспечения надежного крепления заряд аэрозольобразующего состава 21 в корпусе 1, он находиться в состоянии постоянного поджатая со стороны передней торцовой опоры 10 и сопловой торцовой опорой 7, которые исключают его осевое перемещение в процессе эксплуатации.The nozzle end support 7 (Fig. 3) is made with a hole 20, which is located above the compartment 15 and above the perforated bottom 8 of the pre-chamber 6. The charge of the aerosol forming composition 21 (Fig. 1) is made in the form of equal sector checkers, which are arranged in series along the axis of the housing 1 between the nozzle end support 7 and the front end support 10 in the compartments 15, 16, 17, 18 (Fig. 2). At the same time, on the cylindrical surface of each sector checker along its generatrix, pads 22 of elastic material are glued. To ensure reliable fastening, the charge of the aerosol forming composition 21 in the housing 1, it is in a constant state pressed from the front end support 10 and the nozzle end support 7, which exclude its axial movement during operation.

Над отверстием 20 (фиг. 3) сопловой торцевой опоры 7 закреплена герметизирующая мембрана 23 посредством прижимной пластины 24 (фиг. 1).A sealing membrane 23 is fixed above the hole 20 (FIG. 3) of the nozzle end support 7 by means of a pressure plate 24 (FIG. 1).

Завихритель 25 (фиг. 1) закреплен в цилиндрическом корпусе 1 соосно и расположен между сопловой торцовой опорой 7 и коническим соплом 3.The swirl 25 (Fig. 1) is fixed in the cylindrical body 1 coaxially and is located between the nozzle end support 7 and the conical nozzle 3.

Генератор аэрозоля функционирует следующим образом.The aerosol generator operates as follows.

Генератор (или генераторы) стационарно монтируют по периметру обвалования наземных емкостей, которые содержат токсичные негорючие вещества. Запуск генератора осуществляется принудительно или автоматически при появлении признаков разгерметизации оборудования.The generator (or generators) are stationary mounted around the perimeter of the debris of ground tanks that contain toxic non-combustible substances. The generator is started forcibly or automatically when there are signs of equipment depressurization.

При пуске генератора на электрические выводы электроинициатора 4 подается электрический импульс, происходит горение пиросостава с выбросом пламени в сторону воспламенителя 5 и начинается всестороннее горение твердотопливной шашки воспламенителя 5. Наличие форкамеры 6 обеспечивает равномерное и устойчивое горение шашки воспламенителя 5. Пороховые газы от воспламенителя 5 проходят форкамеру 6 и воспламеняют заряд аэрозольобразующего состава 21 в отсеке 15. Образующийся при горении заряда аэрозольобразующего состава 21 в отсеке 15 аэрозоль под давлением разрывает герметизирующую мембрану 23. Проходя через завихритель 25 и коническое сопло 3 нагретый аэрозоль подается в сторону емкости, из которой произошла утечка опасного вещества и образовалась газо-воздушная смесь. После сгорания заряда аэрозольобразующего состава 21 в отсеке 15 происходит воспламенение заряда аэрозольобразующего состава 21 последовательно в отсеках 16, 17, 18 и подача аэрозоля в сторону газо-воздушной смеси. Применение нагретого аэрозоля поднимает температуру газо-воздушной смеси, при этом уменьшается ее плотность, что способствует поднятию газо-воздушной смеси в верхние слои атмосферы и дальнейшему рассеиванию до безопасных концентраций.When the generator is started, an electrical impulse is supplied to the electrical terminals of the electric initiator 4, the pyrosomaterial is burned with a flame ejected to the igniter 5 and the all-solid combustion of the igniter checker 5 begins to burn. 6 and ignite the charge of the aerosol forming composition 21 in the compartment 15. The aerosol forming charge 21 during the combustion of the charge of the aerosol forming composition 21 in the compartment 15 od pressure breaks the sealing membrane 23. Passing through the swirler 25 and a conical nozzle 3 is heated aerosol is fed toward the tank from which the leaked hazardous material and formed gas-air mixture. After combustion of the charge of the aerosol forming composition 21 in the compartment 15, the charge of the aerosol forming composition 21 is sequentially ignited in the compartments 16, 17, 18 and the aerosol is fed towards the gas-air mixture. The use of a heated aerosol raises the temperature of the gas-air mixture, while reducing its density, which helps to raise the gas-air mixture into the upper atmosphere and further dispersion to safe concentrations.

Установка завихрителя позволяет за счет дополнительной турбулизации потока, интенсифицировать процесс смешения компонентов аэрозольобразующего заряда, а коническое сопло увеличивает площадь первичного распространения аэрозоля, что дает возможность устанавливать генератор в непосредственной близости от защищаемого объекта.The installation of the swirler allows, due to additional turbulization of the flow, to intensify the process of mixing the components of the aerosol-forming charge, and the conical nozzle increases the area of the primary distribution of the aerosol, which makes it possible to install the generator in the immediate vicinity of the protected object.

Разделение перегородками пространства между торцовыми опорами, и наличие зазора между отсеками позволяет осуществлять последовательное зажигание и горение заряда аэрозольобразующего состава, что увеличивает время подачи аэрозоля, и снижает вероятность появления вторичного газовоздушного облака.The separation by the partitions of the space between the end supports, and the presence of a gap between the compartments, allows for the sequential ignition and combustion of the charge of the aerosol forming composition, which increases the time of aerosol supply and reduces the likelihood of a secondary gas-air cloud.

Конструкция полезной модели дает возможность использовать заряд аэрозольобразующий с разным составом в разных отсеках за один цикл работы генератора. Например, в первых двух отсеках может быть размещен заряд аэрозольобразующий, состав которого будет обеспечивать создание аэрозольной завесы, препятствующей горизонтальному распространению газо-воздушной смеси. В остальных отсеках может быть размещен заряд аэрозольобразующий, в состав которого включены адсорбирующие вещества. Подача адсорбирующего аэрозоля позволит создать пленку на поверхности токсичного пролива, которая будет препятствовать испарению опасного вещества.The design of the utility model makes it possible to use an aerosol forming charge with a different composition in different compartments for one cycle of the generator. For example, an aerosol forming charge can be placed in the first two compartments, the composition of which will ensure the creation of an aerosol curtain that prevents the horizontal distribution of the gas-air mixture. In the remaining compartments, an aerosol forming charge may be placed, the composition of which includes adsorbing substances. The supply of an adsorbing aerosol will create a film on the surface of the toxic strait, which will prevent the evaporation of a hazardous substance.

Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает создание аэрозольной завесы препятствующей распространению газо-воздушной смеси случае утечки опасного вещества из наземной емкости.Thus, the proposed utility model provides the creation of an aerosol curtain that prevents the spread of the gas-air mixture in case of leakage of a hazardous substance from the ground tank.

Claims

An aerosol generator, comprising a housing with fasteners on its outer surface, an electric initiator located in the housing, an aerosol forming charge made up of checkers with elastic pads on a cylindrical surface mounted along the axis of the housing by end supports, an igniter located between the electric initiator and the aerosol forming charge , a sealing membrane and a prechamber, characterized in that a conical nozzle is fixed at the output end of the housing, in the housing between a nozzle end support and a nozzle mounted swirl; the prechamber, which is a sleeve with a perforated bottom and a full-length window cut between the end supports, is coaxially mounted between the igniter and the nozzle end support, vertical partitions are radially installed between the end supports, dividing the space between the prechamber and the inner surface of the housing into four compartments, moreover, one of the partitions is sealed, the rest with a gap relative to the inner surface of the housing, while the pre-chamber cutout is directed toward the compartment with the seal the main partition, and in the nozzle end support opposite the bottom of the prechamber and the compartment into which the prechamber cutout is directed, a hole closed by a sealing membrane is made, the contour of which repeats the contour of the bottom of the prechamber and the compartment.