RU2060740C1

RU2060740C1 - Powder fire extinguisher

Info

Publication number: RU2060740C1
Application number: RU93028610A
Authority: RU
Inventors: Владимир Анатольевич Каллистов; Михаил Аркадьевич Макаров; Валерий Валентинович Фрыгин; Елена Яковлевна Чумакова
Original assignee: Владимир Анатольевич Каллистов; Михаил Аркадьевич Макаров; Валерий Валентинович Фрыгин; Елена Яковлевна Чумакова
Priority date: 1993-06-04
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 1996-05-27

Abstract

FIELD: fire fighting facilities; fire extinguishers intended for localizing fires by delivering atomized fire extinguishing powders to zone on fire. SUBSTANCE: both design versions of fire extinguisher have readily destructible cylindrical shell with end face covers at both ends. Secured in covers is perforated cylindrical housing accommodating igniting unit, powder charge, inner diaphragm and plug. Mounted from outer side of housing is readily destructible outer diaphragm. Fire extinguishing powder is placed between outer diaphragm and shell. Housing perforations widen in direction towards periphery. In design version providing uniform distribution of powder in radial direction, housing is arranged along central axis of fire extinguisher and is uniformly perforated in radial and longitudinal directions. In design version providing directed action of powder, fire extinguisher is furnished with deflector fastened on shell partially overlapping side surface of shell, and perforated housing is displaced towards deflector and is perforated mainly in direction of powder delivery. EFFECT: enhanced reliability of operation. 14 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к порошковым огнетушителям, предназначенным для локализации пожаров путем подачи распыленных порошкообразных огнетушащих составов в зону возгорания. The invention relates to fire fighting equipment, in particular to powder fire extinguishers, designed to localize fires by supplying atomized powder fire extinguishing compositions into the ignition zone.

Известны огнетушители, содержащие последовательно расположенные средство доставки и сосуд из легкоразрушаемого материала с огнетушащим составом, причем полость средства доставки (в данном случае газовая ракета) и сосуд с огнетушащим составом соединены через подпружиненный клапан. К недостаткам подобных огнетушителей необходимо отнести наличие относительно большой емкости под газовую ракету, а также недостаточную эффективность огнетушителя, связанную с относительной низкой энергоемкостью сжатого газа и с затруднением аэрации состава при неизбежном слеживании порошка. Fire extinguishers are known containing a sequentially arranged delivery vehicle and a vessel of readily destructible material with a fire extinguishing composition, the cavity of the delivery vehicle (in this case, a gas rocket) and the vessel with a fire extinguishing composition are connected through a spring-loaded valve. The disadvantages of such fire extinguishers include the presence of a relatively large capacity for a gas rocket, as well as the insufficient efficiency of the fire extinguisher associated with the relatively low energy intensity of the compressed gas and with the difficulty of aeration of the composition with the inevitable caking of the powder.

Более близкими техническими решениями являются огнетушители, содержащие разрывной баллон с обечайкой, крышкой и днищем, заполненным порошкообразным огнетушащим составом, и газогенерирующее устройство, размещенное в баллоне и включающее корпус с перфорациями, воспламенительный узел, газогенерирующий заряд и мембрану. По совокупности признаков в качестве прототипа выбран порошковый огнетушитель [1] Недостатками упомянутых огнетушителей являются затруднительная аэрация порошка при его слеживании и его невысокая дальнобойность при разлете. Closer technical solutions are fire extinguishers containing a bursting cylinder with a shell, a lid and a bottom filled with a powdery extinguishing composition, and a gas-generating device placed in the cylinder and including a housing with perforations, an ignition unit, a gas-generating charge, and a membrane. According to the totality of the signs, a powder fire extinguisher was selected as a prototype [1] The disadvantages of the mentioned fire extinguishers are the difficult aeration of the powder during caking and its low range during expansion.

Технический результат, достигаемый обоими вариантами рассматриваемых в данной заявке огнетушителей, заключается в повышении эффективности локализации пожаров путем увеличения дальности разлета порошкообразного огнетушащего состава (далее порошка) независимо от степени его слеживаемости путем его псевдосжижения и разгона сверхзвуковыми газовыми струями. При использовании предложенных огнетушителей также резко снижается влияние конвективных потоков от горящих объектов на траекторию струй огнетушащего состава. The technical result achieved by both versions of the fire extinguishers considered in this application is to increase the efficiency of localization of fires by increasing the range of the powder fire extinguishing composition (hereinafter powder), regardless of its degree of caking by means of its fluidization and dispersal by supersonic gas jets. When using the proposed fire extinguishers, the effect of convective flows from burning objects on the trajectory of the jets of fire extinguishing composition is also sharply reduced.

Технический результат достигается тем, что в соответствии с вариантом, предусматривающим равномерное радиальное распределение порошка, огнетушитель, содержащий разрывной баллон с крышкой, обечайкой и днищем, заполненный порошком, и газогенерирующее устройство, закрепленное в крышке и состоящее из перфорированного корпуса, наружной мембраны, формирующей с обечайкой емкость под порошок воспламенительного узла и порохового заряда, снабжен дополнительной мембраной, а также пробкой. При этом разрывной баллон и корпус выполнены цилиндрической формы, последний размещен в баллоне аксиально и равномерно перфорирован в экваториальной и меридиональной плоскостях по боковой поверхности. Дополнительная мембрана размещена внутри корпуса с зазором по отношению к его внутренней стенке, при этом наружная мембрана также размещена с зазором по отношению к наружной стенке корпуса по всей его длине. Все отверстия перфорации выполнены расширяющимися в сторону периферии, а пробка введена в днище. The technical result is achieved by the fact that in accordance with an option providing uniform radial distribution of the powder, a fire extinguisher containing a bursting cylinder with a cap, a shell and a bottom, filled with powder, and a gas generating device mounted in the cap and consisting of a perforated body, an outer membrane forming with the container for the powder of the igniter unit and the powder charge is equipped with an additional membrane, as well as a stopper. In this case, the bursting cylinder and the housing are cylindrical in shape, the latter being axially and uniformly perforated in the cylinder in the equatorial and meridional planes along the lateral surface. An additional membrane is placed inside the housing with a gap with respect to its inner wall, while the outer membrane is also placed with a gap with respect to the outer wall of the housing along its entire length. All perforation holes are made expanding towards the periphery, and the plug is inserted into the bottom.

Согласно второму варианту, предусматривающему направленное действие порошка, огнетушитель, содержащий разрывной баллон с крышкой, обечайкой и днищем, заполненным порошком, и газогенерирующее устройство, закрепленное в крышке и состоящее из перфорированного корпуса, наружной мембраны, воспламенительного узла и порохового заряда, снабжен отражателем и дополнительной мембраной. При этом разрывной баллон и корпус выполнены цилиндрической формы, последний размещен в баллоне асимметрично со смещением в сторону отражателя и перфорирован преимущественно в направлении подачи потока. Дополнительная мембрана размещена внутри корпуса. Наружная мембрана размещена с зазором по отношению к его наружной стенке по всей его длине. Все отверстия перфорации выполнены расширяющимися в сторону периферии, отражатель перекрывает 25-40% поверхности обечайки и прикреплен к ней, а пробка введена в днище со стороны, противоположной воспламенительному узлу. According to the second variant, which provides the directed action of the powder, the fire extinguisher containing a bursting cylinder with a lid, a shell and a bottom filled with powder, and a gas generating device fixed in the lid and consisting of a perforated body, an outer membrane, an ignition unit, and a powder charge, is equipped with a reflector and an additional the membrane. At the same time, the bursting cylinder and the body are made of cylindrical shape, the latter is placed asymmetrically in the cylinder with an offset towards the reflector and is perforated mainly in the direction of flow. An additional membrane is located inside the housing. The outer membrane is placed with a gap with respect to its outer wall along its entire length. All perforation holes are made expanding towards the periphery, the reflector covers 25-40% of the surface of the shell and is attached to it, and the plug is inserted into the bottom from the side opposite to the ignition unit.

Кроме того, в обоих вариантах предусмотрено, что отверстия перфорации выполнены ступенчатой или конической формы с соотношением входа и выхода 3-4; пороховой заряд выполнен из смеси медленно и быстрогорящих порохов в соотношении 1:1 по массе; корпус выполнен в виде пакета трубок, вставленных одна в другую, а в случае соединения последовательного ряда огнетушителей пробка выполнена в виде соединительной переходной втулки с центральным сквозным отверстием. In addition, in both versions, it is provided that the perforation holes are made in a stepped or conical shape with an input and output ratio of 3-4; the powder charge is made of a mixture of slowly and rapidly burning gunpowders in a ratio of 1: 1 by weight; the housing is made in the form of a package of tubes inserted one into the other, and in the case of connecting a series of fire extinguishers, the plug is made in the form of a connecting adapter sleeve with a central through hole.

На фиг. 1 приведено продольное сечение огнетушителя по варианту, предусматривающему равномерное распределение пороша в радиальном направлении; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 то же, вариант исполнения; на фиг. 4 поперечное сечение огнетушителя по варианту, предусматривающему направленное действие порошка; на фиг. 5 пример последовательного соединения нескольких огнетушителей. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a fire extinguisher according to an embodiment providing for uniform distribution of powder in the radial direction; in FIG. 2 node I in FIG. one; in FIG. 3 the same option; in FIG. 4 is a cross-sectional view of a fire extinguisher according to an embodiment providing a directed action of the powder; in FIG. 5 is an example of the series connection of several fire extinguishers.

Порошковый огнетушитель по первому варианту состоит из баллона с крышкой 1 и днищем 1^а и легко разрушаемое обечайкой 2, заполненной порошкообразным огнетушащим составом 3 (далее в тексте порошком), и газогенерирующего устройства, которое в свою очередь выполнено из перфорированного корпуса 4, закрепленного в крышке 1 и днище 1^а наружной мембраны 5, примыкающей к порошку 3 воспламенительного узла 6 с датчиком и инициатором и газогенерирующего заряда 7. Пороховой заряд 7 состоит из смеси быстрогорящих и медленно горящих порохов в соотношении 1:1 по массе. Например, порохов ВТ-1 и 4/7 НБ. Перфорированный корпус 4 может быть выполнен либо монолитным, либо в виде пакета трубок, вставленных одна в другую, в каждой такой трубке перфорация выполнена цилиндрической с диаметром, соответствующим положению трубки в пакете и профилю ступенчатого отверстия. Внутри корпуса размещена дополнительная мембрана 8. Дополнительная мембрана 8 фактически является форсирующей мембраной (мембрана свободного прорыва) и выполнена в виде трубки из металла расчетной толщины, например фольги. Наружная мембрана 5 выполнена из легкоразрушаемого материала, например из бумаги. Она может быть размещена с зазором по отношению к внешней стенке корпуса газогенерирующего устройства.The powder extinguisher according to the first embodiment consists of a cylinder with a cap 1 and a bottom 1 ^a and is easily destroyed by a shell 2 filled with a powder extinguishing composition 3 (hereinafter referred to as powder), and a gas generating device, which in turn is made of a perforated body 4 fixed in the cap 1 and the bottom 1 ^{a of the} outer membrane 5 adjacent to the powder 3 of the ignition unit 6 with the sensor and initiator and a gas-generating charge 7. The powder charge 7 consists of a mixture of quick-burning and slowly burning gunpowders in a 1: 1 ratio by weight. For example, powders VT-1 and 4/7 NB. The perforated body 4 can be made either monolithic or in the form of a packet of tubes inserted one into the other, in each such tube the perforation is cylindrical with a diameter corresponding to the position of the tube in the packet and the profile of the stepped hole. An additional membrane 8 is placed inside the housing. The additional membrane 8 is actually a forcing membrane (free-break membrane) and is made in the form of a tube made of metal of the calculated thickness, for example, foil. The outer membrane 5 is made of readily destructible material, such as paper. It can be placed with a gap in relation to the outer wall of the housing of the gas generating device.

Корпус 4 как в экваториальной, так и в меридиональной плоскостях перфорирован равномерно, причем отверстия перфорации могут быть выполнены либо коническими (см. фиг. 2), либо ступенчатыми (см. фиг. 3). Суммарная площадь проходных отверстий перфорации на 30-50% выполнена меньшей площади наименьшего внутреннего сечения корпуса при его удлинении до 10 калибров того же сечения, а соотношение входа и выхода перфорированных отверстий равно 3-4. The housing 4 in both the equatorial and meridional planes is perforated uniformly, and the perforation holes can be either conical (see Fig. 2) or stepped (see Fig. 3). The total area of the perforation through holes is 30-50% smaller than the area of the smallest internal section of the body when it is extended to 10 calibers of the same section, and the ratio of the entrance and exit of the perforated holes is 3-4.

На днище 1^а закреплена пробка 9. В случае последовательного соединения ряда огнетушителей пробка 9 заменяется соединительной переходной втулкой 9^а с центральным сквозным отверстием диаметром 1-2 мм (см фиг. 5).On the bottom 1 ^{and the} fixed tube 9. replaced connecting bushing 9 ^and a central through-hole 1-2 mm in diameter in the case of a series of fire extinguishers serial connection tube 9 (see FIG. 5).

Порошковый огнетушитель по второму варианту, обеспечивающему направленное действие порошка в экваториальной плоскости, отличается от первого варианта тем, что он снабжен отражателем 10 (см. фиг. 4), а газогенерирующее устройство, состоящее из узлов и деталей 4-8, смещено с центральной оси баллона в сторону отражателя 10. При этом отражатель 10 перекрывает 20-40% поверхности обечайки 2. Перфорация корпуса 4 в меридиональной плоскости выполнена равномерной, а в экваториальной неравномерной из расчета размещения 80% отверстий перфорации в секторе 30-60^о (от направления метания), а 20% отверстий в секторе с углами 100-130^о.The powder extinguisher according to the second embodiment, providing a directed action of the powder in the equatorial plane, differs from the first embodiment in that it is equipped with a reflector 10 (see Fig. 4), and the gas-generating device, consisting of units and parts 4-8, is offset from the central axis the cylinder in the direction of the reflector 10. In this case, the reflector 10 covers 20-40% of the surface of the shell 2. The perforation of the housing 4 in the meridional plane is uniform, and in the equatorial uneven, based on the placement of 80% of the holes in the sector 30-60 ^about (from the direction of throwing), and 20% of the holes in the sector with angles of 100-130 ^about .

Оба варианта огнетушителя работают следующим образом. Both fire extinguisher options are as follows.

По команде датчика, размещенного в воспламенительном узле 6 или вынесенного на расстояние от этого узла, но связанного с ним той или иной коммуникацией, осуществляется воспламенение порохового заряда 7. Предварительно подобрав толщину дополнительной внутренней форсирующей мембраны 8, например, для давления свободного прорыва 40-50 МПа при плотности заряжания 0,1-0,4 г/см³ и учитывая начальную инерционность порошка 3, получим давление в корпусе свыше 80 МПа. При прорыве мембраны в зазоре образуются струи, которые расширяются тем быстрее, чем податливее преграда из порошка перед ними. При расширении струй возрастает объем их слоя смешения, который активно захватывает и разгоняет порошок 3.At the command of the sensor, located in the ignition unit 6 or taken out at a distance from this unit, but connected with it by one or another communication, ignition of the powder charge 7 is carried out. After selecting the thickness of the additional internal boosting membrane 8, for example, for the pressure of a free break 40-50 MPa with a loading density of 0.1-0.4 g / cm ³ and taking into account the initial inertia of the powder 3, we obtain a pressure in the body of more than 80 MPa. When the membrane breaks through, gaps are formed in the gap, which expand more rapidly the more compliant the powder barrier in front of them. With the expansion of the jets, the volume of their mixing layer increases, which actively captures and accelerates the powder 3.

В случае срабатывания огнетушителя, выполненного по первому варианту, распыленный порошок разбрасывается пороховыми газами равномерно во все стороны от оси симметрии огнетушителя. In the event of a fire extinguisher operating according to the first embodiment, the sprayed powder is scattered by the powder gases evenly in all directions from the axis of symmetry of the fire extinguisher.

В случае срабатывания огнетушителя, выполненного по второму варианту, распыленный порошок разбрасывается пороховыми газами в направлении, противоположном отражателю 10. In the event of a fire extinguisher operating according to the second embodiment, the sprayed powder is scattered by the powder gases in the opposite direction to the reflector 10.

Описанные устройства реализованы и испытаны на модельном пожаре в условиях испытательного пожарного полигона г. Новокуйбышевска. The described devices are implemented and tested on a model fire in the conditions of a test fire range in Novokuybyshevsk.

Claims

1. A powder extinguisher containing a shell with a shell, a lid and a bottom, filled with a powdered extinguishing composition, and a gas generating device installed inside the cylinder and consisting of a perforated body, an outer membrane, an ignition unit and a gas generating charge, characterized in that it is equipped with an additional membrane placed inside the body of the gas generating device, and the perforation of the body is made in the form of holes widening from the center.

2. A powder extinguisher containing a shell with a shell, a lid and a bottom filled with a powder extinguishing composition, and a gas generating device installed inside the cylinder and consisting of a perforated body, an outer membrane, an ignition unit and a gas generating charge, characterized in that it is equipped with an additional membrane, placed inside the body of the gas generating device, and a reflector overlapping 25
40% of the surface of the shell, and the body of the gas-generating device is placed asymmetrically in the cylinder with a shift towards the reflector, while the perforation of the body is made in the form of holes widening from the center.

3. Fire extinguisher according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the shell is made of cylindrical shape.

4. Fire extinguisher according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the housing of the gas generating device is fixed in the cap and bottom of the cylinder.

5. Fire extinguisher according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the perforation holes of the body of the gas generating device are made in a stepped or conical shape with an input / output ratio of 3 to 4, and the total area of the perforation holes is made 30 to 50% less than the area of the smallest internal section of the body with its length corresponding to 10 calibres same section and less.

6. Fire extinguisher according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the additional membrane is installed inside the housing along its entire length and is made in the form of a membrane of free breakthrough.

7. Fire extinguisher according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the outer membrane is installed outside the housing along its entire length.

8. Fire extinguisher according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the outer membrane is made of readily destructible material and placed with a gap with respect to the housing of the gas generating device.

9. Fire extinguisher according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the bottom is made flat and provided with a cork.

10. Fire extinguisher according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that in it the plug is made in the form of a transition sleeve with a central through hole.

11. Fire extinguisher according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that in it the gas-generating charge is made of a mixture of slow-burning and quick-burning powders in a ratio of 1 to 1 by weight.

12. Fire extinguisher according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that in it the body of the gas generating device is made in the form of a packet of tubes inserted one into the other, while in each tube the perforation is cylindrical, but with a diameter corresponding to the position of the tube in the packet and the profile of the stepped hole.

13. A fire extinguisher according to claim 1, characterized in that the perforation of the body of the gas generating device is uniform in both the equatorial and the meridional planes.

14. A fire extinguisher according to claim 2, characterized in that the perforation of the body of the gas generating device is uniform in the meridional plane, and in the equatorial plane 80% of the perforations are located within the sector 30 60 ^o from the throwing direction of the fire extinguishing composition, and 20% in sector 100 - 130 ^o from the direction of his throwing.