RU203897U1

RU203897U1 - Огнетушащий элемент

Info

Publication number: RU203897U1
Application number: RU2020137979U
Authority: RU
Inventors: Владимир Витальевич Полиенко; Дмитрий Юрьевич Фетисов; Сергей Викторович Гвоздев
Original assignee: Владимир Витальевич Полиенко; Дмитрий Юрьевич Фетисов; Сергей Викторович Гвоздев
Priority date: 2020-11-18
Filing date: 2020-11-18
Publication date: 2021-04-26

Abstract

Полезная модель относится к устройствам пожаротушения с использованием капсулированного огнегасящего элемента, оболочка которого заполнена огнетушащим веществом, и предназначена для локализации и дистанционного тушения (ликвидации) пожаров в замкнутых помещениях, в том числе при горении электрооборудования и веществ, реагирующих с водой. Задачей полезной модели является создание эффективного, экологически безопасного и простого в применении устройства пожаротушения. Поставленная задача решается тем, что огнетушащий элемент является капсулой, имеет однослойную оболочку сферической формы, выполненную из желатина, заполнен фторкетоном ФК-5-1-12, изолированным от внешней среды, согласно полезной модели, диаметр капсулы составляет от 17 до 18 мм, толщина оболочки составляет 0,7-0,8 мм, масса капсулы не менее 4 г и не более 4,5 г.

Description

Полезная модель относится к устройствам пожаротушения с использованием капсулированного огнегасящего элемента, оболочка которого заполнена огнетушащим веществом, и предназначена для локализации и дистанционного тушения (ликвидации) пожаров в замкнутых помещениях, в том числе при горении электрооборудования и веществ, реагирующих с водой.

Преимущества капсулированных огнегасящих элементов по сравнению со сплошной струей воды или другого огнегасящего вещества заключаются в возможности дистанционного воздействия, экономии вещества, точности воздействия, уменьшения площади воздействия, безопасности для персонала. Оболочка капсул должна быть, с одной стороны, прочной, чтобы обеспечить сохранность снаряда, с другой стороны, легко разрываться при попадании в зоны пожара. Капсулы при их попадании в помещение не должны повреждать оборудование, электронику, хрупкие предметы.

Для прицельного пожаротушения необходимо устройство по доставке капсул с огнетушащим веществом, которое должно быть простым, надежным в применении и переносным, способным выстреливать капсулы на значительном расстоянии для обеспечения безопасности персонала.

Огнетушащее вещество в капсулах должно быть эффективным для тушения пожаров различной степени сложности, в том числе при возгорании электроники, веществ, реагирующих с водой, металлов, нефтепродуктов и т.д.

Известен опыт применения импульсных взрывных огнетушащих устройств, использующих энергию малых пороховых и взрывных зарядов для распыления пожаротушащих составов [1]. Недостатки таких методов очевидны: взрыв вещества или порохового заряда опасен для окружающих людей и сооружений, к тому же он может привести к дополнительным разрушениям в зоне пожара, а также к повторному зажиганию уже потушенных очагов.

1. Захматов В.Д., Кожемякин А.С. Перспективные импульсные устройства и автоматические системы пожаровзрывозащиты радиационно зараженных объектов // Пожаровзрывобезопасность. 1999, №5, с. 69-72.

Известен способ тушения пожара (патент РФ №2295370, 2005 г., А62С 3/00, А62С 19/00), основанный на использовании тонкостенных герметичных капсул, заполненных водой, которые доставляют в очаг пожара с помощью пневматической пушки (один из вариантов).

Недостатками данного решения являются:

- вода не может применяться при тушении веществ, которые бурно с ней реагируют с выделением тепла,

- вода обладает значительной электропроводимостью и поэтому не может быть использована для тушения горящего электрооборудования, находящегося под напряжением;

- для осуществления способа необходимо создание специальных пушек;

- размер используемых капсул меняется в зависимости от интенсивности пожара, что не всегда можно предусмотреть в чрезвычайной ситуации.

Использование микрокапсул (патент США US 8465833, US 2010230120, патенты РФ 2555887, 2389525) ограничено расстоянием до зоны пожара, необходимостью иметь автоматические установки для распыления микрокапсул.

Известен микрокапсулированный огнегасящий агент, способ его получения, огнегасящий композиционный материал и огнегасящее покрытие (патент №2469761, 2011 г., A62D1/00, В82В 3/00), в котором микрокапсулированный огнегасящий агент содержит полимерную оболочку и ядро из огнегасящей жидкости.

Недостатки данного решения:

- ограничено расстояние до зоны пожара;

- разрушение оболочки микрокапсулы происходит под действием температуры, что ограничивает использование агента на начальных стадиях пожара.

Использование массивных брикетов (патент РФ 2291730, в котором пористая полимерная оболочка покрывает брикеты диоксида углерода весом 1 кг, что

обеспечивает возможность произвести 10-20 выстрелов/мин. самозарядной пневматической пушкой с расстояния до 150 м) ограничено низкой мобильностью оборудования, опасностью повреждения электроники, хрупких конструкций, невозможностью тушения пожаров высокой степени сложности.

Для тушения электрооборудования, веществ, реагирующих с водой, металлов используют специальные огнетушащие вещества, например, фторкетон ФК-5-1-12 или Novec 1230 (химическая формула- CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂ (перфтор(этил-изопропилкетон)). Он является диэлектриком (не проводит электрический ток), слабо смачивает поверхности и не является растворителем. Вещество в исходном виде нетоксично, распадается под действием ультрафиолета (солнечного света, особенно в верхних слоях атмосферы). Не влияет на работающую электронику, не разрушает бумажные документы и художественные произведения. Системы пожаротушения на основе Novec 1230 широко используются. Недостатком фторкетона является то, что пары вещества разлагаются при нагревании с образованием токсичных веществ, в том числе фтороводорода (при взаимодействии с парами воды), трифторуксусной кислоты, угарного и углекислого газов. Поэтому при тушении пожара с помощью Novec 1230 персонал должен использовать изолирующие дыхательные аппараты или находиться на безопасном расстоянии от места пожара.

Существует способ использования фторкетонов для тушения пожаров при горении рабочей жидкости (METHODS USING FLUOROKETONES FOR: EXTINGUISHING FIRE; PREVENTING FIRE; AND REDUCING OR ELIMINATING THE FLAMMABILITY OF A FLAMMABLE WORKING FLUID CA2524384 (A1) - 2004-12-29). Данное изобретение относится к способам использования фторкетона путем введения в зону возгорания такого фторкетона и поддержания фторкетона в количестве, достаточном для подавления горения горючих материалов в замкнутой зоне, снижения или устранения воспламеняемости легковоспламеняющейся рабочей жидкости, смешивая от примерно 0,1 до примерно 99 мас. % такого фторкетона с горючей рабочей жидкостью.

В данном изобретении не указаны безопасные для человека и эффективные способы хранения и введения фторкетона в зону пожара.

Известны автоматические установки пожаротушения на основе фторкетона (или Novec 1230), разрабатываемые компанией АО «3М Россия» https://www.3mrussia.ru/3M/ru_RU/novec-ru/applications/fire-suppression/#ApprovedSystemManufacturersGlob.

Недостатки этих установок: близость к очагу возгорания, опасность для людей, находящихся в зоне пожаротушения, отсутствие мобильности.

Для быстрой и прицельной доставки капсул на значительные расстояния используются пушки, пневматические ружья, пистолеты.

Пневматические ружья используются для тушения пожаров, например, в Pneumatic fire extinguishing gun system (CN 109432664). Изобретение раскрывает пневматическую систему пожаротушения. Недостатки данного решения:

- для разрывания пакетов (капсул) с огнегасящим веществом используются взрывное устройство;

- пневматический пистолет сложен в использовании.

Полезная модель Pneumatic fire extinction device (CN 203525172) раскрывает пневматическое устройство пожаротушения. Пневматическое устройство пожаротушения содержит резервуар для хранения средства пожаротушения, резервуар для сжатого воздуха, гибкую трубу, соединяющую вход резервуара для хранения и выпуск резервуара для сжатого воздуха, и распылительный пистолет, соединенный с выходом хранилища, резервуар, в котором резервуар для хранения соединен с распылителем через клапан с пневматическим управлением; баллон со сжатым воздухом соединен с гибкой трубой через клапан ручного переключения; Выход клапана ручного переключения соединен с управляющим отверстием клапана пневматического управления для управления состоянием выключения клапана пневматического управления. Пневматическое устройство тушения пожара имеет то преимущество, что операция удобна, и может быть достигнуто быстрое тушение пожара.

Недостатки данных решений: используются либо вода, либо порошок, близко от места пожара, не используются капсулы (шарики).

Простым, стандартным и распространенным пневматическим оружием, пригодным для удаленной и прицельной доставки капсул в зону пожара, является пейнтбольный маркер.

Маркер - это специальное гладкоствольное пневматическое стрелковое оружие 68 калибра, стреляющее желатиновыми шариками, наполненными краской. Выстрел производится за счет расширения сжатого газа, предварительно запасенного в специальном баллоне под давлением. В качестве рабочих газов используются двуокись углерода (углекислый газ), воздух или азот.

Основными частями маркеров являются: ствол, спусковой механизм, устройство подачи «боеприпасов» (например, магазин, загрузочная воронка, электрический узел автоматической подачи шариков и др.), баллончик со сжатым воздухом или углекислым газом. При этом баллончики либо непосредственно стыкуются с основной конструкцией маркера, иногда выполняя одновременно роль приклада или рукояти, либо соединяются с маркером посредством гибкого шланга. В комплект маркеров могут входить также прицелы, глушители, принадлежности для обслуживания (чистки), съемные приклады и пр.

Желатиновые шарики выбрасываются из ствола маркера порцией сжатого воздуха или углекислого газа при нажатии на спусковой крючок. При попадании в цель желатиновая оболочка шарика разрушается, разбрызгивая краску. Краска безвредна и легко удаляется с одежды и тела.

Маркеры подразделяются на три основные категории: помповые, полуавтоматы и электронные.

Различные модификации маркеров защищены патентами, например, Pneumatic paintball gun (US 2008047538, 2008-02-28, US 7533663 2009-05-19), Paintball guns, (US 2003154968 (A1), 2003-08-21, US 6748938 (B2), 2004-06-15).

Назначение маркеров - имитация применения ручного огнестрельного оружия в играх, сигнальных системах, правоохранительных и гуманитарных операциях (патент РФ 2387941 «ПОДСТВОЛЬНЫЙ ГРАНАТОМЕТ ДЛЯ ИГРЫ В ПЕЙНТБОЛ»).

Известен маркер пневматический калибра 68 автоматический (патент РФ №2204778, кл. F41B 11/00, 2001 г.), содержащий затвор, клапан подачи газа, рабочую камеру, обеспечивающую накопление необходимого для выстрела объема газа, отличающийся тем, что он снабжен редукционным цилиндром с калиброванным отверстием, затвор состоит из поршня затвора, упирающегося в боевую пружину, запорного клапана, пружины запорного клапана для удержания его в открытом положении, досылателя со сквозным каналом, при этом запорный клапан жестко соединен с досылателем, образуя единый элемент с возможностью движения относительно поршня затвора и запирания тарелкой запорного клапана хода газа через расположенные перед ней отверстия в центральный канал запорного клапана и сопряженный с ним сквозной канал досылателя в канал ствола.

В описанных конструкциях маркеров в качестве зарядов используются желатиновые шарики с краской.

Наиболее близким по технической сущности заявленному устройству является комбинированный состав для пожаротушения, способ комбинированного пожаротушения и микрокапсулированный огнегасящий агент (патент РФ №2622303, 2016 г., A62D 1/00, C09K 21/08, C09K 21/14), в котором используется микрокапсулированный огнегасящий агент, оболочка которого заполнена огнетушащим веществом в виде порошкообразного сорбента - силикагеля, насыщенного озонобезопасным жидким ингибитором горения в виде перфторэтилизопропилкетона. Для создания оболочки микрокапсулы предпочтительными, по мнению автора изобретения, являются следующие материалы: полиэтилен, полипропилен и другие термопластичные полимеры.

Недостатками решения являются:

- невозможность дистанционного тушения пожара, так как микрокапсулы не способны преодолевать расстояния в десятки метров из-за сопротивления воздуха;

- невозможность тушения горящей электроники;

- отсутствие стандартного распространенного оборудования для подачи микрокапсул в зону пожара;

- оболочка разрушается только от теплового воздействия, а не от механического, что не позволяется тушить малые очаги возгорания.

Задачей полезной модели является создание огнетушащего капсульного элемента, имеющего размеры, достаточные для преодоления расстояния в 100-150 м до места возгорания,

при этом не массивного, безопасного для хрупких элементов и электрооборудования,

имеющего оболочку, достаточно твердую для длительного хранения, но разрушающуюся от механического ударного воздействия,

заполненного огнетушащим веществом, пригодным для тушения электроники, реагирующих с водой химических веществ, металлов,

экологически безопасного, простого в изготовлении;

Новые капсульный элемент должен обладать высокой эффективностью при тушении электроники, металлов и органических соединений, иметь минимальную токсичность при использовании.

Техническим результатом, достигаемым при реализации данной полезной модели, является возможность тушения пожаров класса А, В, электронного оборудования и электропроводящего оборудования, химически активных веществ, увеличение дальности, точности забрасывания и снижение потерь огнетушащего вещества, простота изготовления и использования, безопасность для персонала, экологическая чистота, невысокая стоимость.

Поставленная задача решается тем, что огнетушащий элемент является капсулой, имеет оболочку сферической формы, выполненную из желатина, заполнен огнегасящим веществом, изолированным от внешней среды, оболочка выполнена однослойной, в качестве огнегасящего вещества используют фторкетон ФК-5-1-12, согласно полезной модели, диаметр оболочки составляет от 17 до 18 мм, толщина оболочки составляет 0,7-0,8 мм, масса капсулы не менее 4 г и не более 4,5 г.

Маркер - это устройство, пневматическое, которое стреляет капсулами при помощи энергии сжатого газа, скорострельность и дальность зависит от его марки. Маркеры работают на азоте, сжатом воздухе или на углекислоте, которая создает необходимое давление, расширяясь до газообразного состояния.

В стандартном исполнении огнетушащий элемент представляет собой герметичный шарик из желатина, заполненный жидким огнетушащим веществом (ГОТВ) - фторкетоном ФК-5-1-12. Шарики имеют избыточное давление внутри корпуса. Желатин обеспечивает надежное хранение огнетушащего вещества и выпуск его из пневморужья при строго определенной скорости (от 80 до 90 м/с). Оболочка выполнена однослойной. Применение однослойной конструкции оболочки элемента позволяет интенсифицировать процесс разрушения оболочки не только от теплового воздействия, но в первую очередь от механического столкновения с препятствием. Оболочка капсулы должна разрушаться при механическом ударе капсулы, летящей со скоростью не менее 30 м/с, о твердое препятствие. Порог разрушения оболочки определяется импульсом P=mv, где m - масса капсулы, v - скорость.. Для разрушения оболочки масса капсулы не должны быть меньше 4 г. Толщина оболочки составляет 0,7-0,8 мм, и была выбрана таким образом, чтобы выдержать пневмоудар - перепад давления при выстреле, но при этом разрушиться при механическом столкновении с твердым препятствием при скорости не менее 30 м/с (минимальном импульсе 0,12 кг м/с).

Заявленное устройство предназначено для локализации и тушения (ликвидации) пожаров класса А, В и электрооборудования под напряжением до 35 кВт, в замкнутых помещениях объемом до 100 м³ с температурой эксплуатации от минус 40°С до плюс 60°С с дистанционным участием человека.

Оболочка огнетушащего элемента при столкновении с горящим объектом разрушается, огнетушащее вещество (ОТВ) газифицируется под воздействием температуры. При этом происходит не только тушение очага возгорания, но и заполнение защищаемого объема огнетушащим веществом, что позволяет прекратить процесс тления и исключить возможность повторного возгорания.

Claims

Огнетушащий элемент, являющийся капсулой, состоящий из однослойной оболочки сферической формы, выполненной из желатина и заполненной фторкетоном ФК-5-1-12, изолированным от внешней среды, отличающийся тем, что диаметр капсулы от 17 до 18 мм, толщина оболочки составляет 0,7-0,8 мм, масса капсулы не менее 4 г и не более 4,5 г.