RU2066561C1 - Gas generator for powder-type fire extinguisher - Google Patents

Gas generator for powder-type fire extinguisher Download PDF

Info

Publication number
RU2066561C1
RU2066561C1 RU93010513/12A RU93010513A RU2066561C1 RU 2066561 C1 RU2066561 C1 RU 2066561C1 RU 93010513/12 A RU93010513/12 A RU 93010513/12A RU 93010513 A RU93010513 A RU 93010513A RU 2066561 C1 RU2066561 C1 RU 2066561C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
charge
gas generator
generator
generating
Prior art date
Application number
RU93010513/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93010513A (en
Inventor
Владимир Михайлович Сакурин
В чеслав Борисович Мартышев
Вячеслав Борисович Мартышев
Original Assignee
Владимир Михайлович Сакурин
Вячеслав Борисович Мартышев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Михайлович Сакурин, Вячеслав Борисович Мартышев filed Critical Владимир Михайлович Сакурин
Priority to RU93010513/12A priority Critical patent/RU2066561C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2066561C1 publication Critical patent/RU2066561C1/en
Publication of RU93010513A publication Critical patent/RU93010513A/en

Links

Landscapes

  • Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: fire-fighting equipment. SUBSTANCE: gas generator for powder-type fire extinguisher has combustion chamber with holes for gas discharge and gas generating charge located inside the chamber in a spaced relation to walls. Gas- generating charge has digressive combustion surface and made of composition capable of gas generation at normal pressure, and total area of holes for gas discharge is equal to (-.0013-0.05) of the charge total area. Gas- generating charge may be made in form of a set of tablet having no channels, and holes for air discharge are closed with material decomposing under the effect of temperature of burning of gas-generating composition or at pressure which does not exceed the supercritical pressure differential for generated gas. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к пожарной технике, касается, в частности, средств создания рабочего давления в корпусах порошковых огнетушителей. The proposed solution relates to fire fighting equipment, in particular, to means for creating working pressure in the bodies of powder fire extinguishers.

Известен газогенератор для порошкового огнетушителя (Авт.свид. СССР N 860773 1979). Газогенератор представляет собой последовательно соединенные камеры, содержащую газогенерирующий заряд,охладитель, выполненный в виде коаксиальных цилиндров из теплопоглощающего материала и газовод. Known gas generator for a powder fire extinguisher (Autosvid. USSR N 860773 1979). The gas generator is a series-connected chamber containing a gas-generating charge, a cooler made in the form of coaxial cylinders of heat-absorbing material and a gas duct.

Известен газогенератор порошкового огнетушителя (Патент РФ N 1537279, 1990). Газогенератор представляет собой камеру с расположенными внутри нее инициатором с частью газогенерирующего заряда, соосно которому установлен газовод, на части боковой поверхности которого выполнена перфорация. Вокруг перфорации газовода расположена основная часть газогенерирующего заряда. A known gas generator of a powder fire extinguisher (RF Patent N 1537279, 1990). The gas generator is a chamber with an initiator located inside it with a part of the gas-generating charge, coaxially to which a gas duct is installed, perforation is performed on a part of its side surface. Around the gas perforation is the main part of the gas-generating charge.

Недостатком известных устройств являются сложность и нетехнологичность конструкций, а также в ряде случаев невозможность применения для вытеснения из корпуса огнетушителя огнетушащих порошков на легкоплавкой основе. A disadvantage of the known devices is the complexity and low-tech designs, as well as in some cases the inability to use fire-extinguishing powders on a fusible basis for displacing from the fire extinguisher body.

Прототипом предлагаемого технического решения является газогенератор порошкового огнетушителя (патент РФ N 1637813, 1990), т.к. он совпадает с предлагаемым по наибольшему числу признаков. The prototype of the proposed technical solution is a powder fire extinguisher gas generator (RF patent N 1637813, 1990), because It coincides with the proposed for the greatest number of signs.

Газогенератор содержит камеру сгорания с отверстиями для выхода газа, расположенный внутри камеры газогенерирующий заряд, установленный с зазором относительно стенок. The gas generator comprises a combustion chamber with openings for gas outlet, a gas generating charge located inside the chamber, installed with a gap relative to the walls.

Недостатком прототипа является недостаточная широта эксплуатационных возможностей. Указанный недостаток обусловлен невозможностью применения известного устройства для вытеснения огнетушащих порошков, выполненных на основе легкоплавких компонентов, например, фосфатов аммония. Так, фосфаты аммония имеют температуру плавления около 180oС, а температура генераторных газов, образующихся при горении газогенерирующего заряда, составляет от 500 до 1500oС. Поэтому при использовании известного устройства для вытеснения порошков на легкоплавкой основе в результате воздействия высокотемпературных газов на порошок в нем образуются агломераты, препятствующие свободному истечению порошка из корпуса огнетушителя.The disadvantage of the prototype is the insufficient breadth of operational capabilities. This drawback is due to the impossibility of using the known device for displacing fire extinguishing powders made on the basis of low-melting components, for example, ammonium phosphates. So, ammonium phosphates have a melting point of about 180 o C, and the temperature of the generator gases generated by the combustion of a gas generating charge is from 500 to 1500 o C. Therefore, when using the known device for displacing powders on a low melting point as a result of exposure to high temperature gases on the powder in it forms agglomerates that prevent the free flow of powder from the body of the fire extinguisher.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей газогенератора. The aim of the invention is to expand the operational capabilities of the gas generator.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что в газогенераторе для порошкового огнетушителя, содержащим камеру сгорания с отверстиями для выхода газа и расположенный внутри камеры газогенерирующий заряд, установленный с зазором относительно стенок, газогенерирующий заряд имеет дегрессивную поверхность горения и выполнен из состава, способного генерировать газ при нормальном давлении, а общая площадь отверстий для выхода газа равна (0,0013-0,05) общей начальной площади поверхности заряда. The essence of the proposed technical solution consists in the fact that in a gas generator for a powder fire extinguisher containing a combustion chamber with openings for gas outlet and a gas generating charge located inside the chamber, installed with a gap relative to the walls, the gas generating charge has a degrading combustion surface and is made of a composition capable of generating gas at normal pressure, and the total area of the gas outlet openings is (0.0013-0.05) the total initial surface area of the charge.

В предпочтительном варианте выполнения газогенератора, газогенерирующий заряд выполнен в виде набора бесканальных таблеток. In a preferred embodiment, the gas generator, the gas generating charge is made in the form of a set of channelless tablets.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

В результате проведенных экспериментальных исследований было установлено, что высокотемпературные генераторные газы оказывают отрицательное воздействие на порошки, выполненные из легкоплавкой основы, только при наличии сверхкритического перепада давлений между камерой сгорания газогенератора и корпусом огнетушителя, когда имеет место сверхзвуковая струя газа, истекающая из газогенератора. Только в этом случае происходит оплавление порошка и образование в порошке агломератов, препятствующих свободному истечению порошка из корпуса огнетушителя через расходный клапан. При дозвуковой скорости истечения газа из газогенератора в порошок агломераты в нем не образуются и отрицательного воздействия высокотемпературный генераторный газ на легкоплавкие порошки не оказывает. As a result of experimental studies, it was found that high-temperature generator gases have a negative effect on powders made from a fusible base only in the presence of a supercritical pressure differential between the combustion chamber of the gas generator and the fire extinguisher body when there is a supersonic gas stream flowing out of the gas generator. Only in this case does the powder melt and form agglomerates in the powder, which prevent the free flow of the powder from the extinguisher body through the flow valve. At a subsonic speed of gas outflow from the gas generator to the powder, agglomerates are not formed in it and the high-temperature generator gas does not adversely affect low-melting powders.

Для обеспечения дозвуковой скорости истечения газа из газогенератора необходимо применение заряда из состава, способного генерировать газ без наличия избыточного давления в камере сгорания, т.е. способного гореть в замкнутом пространстве при нормальном давлении, а общая площадь отверстий для выхода газа должна обеспечивать отток образующегося газа без появления избы точного давления в камере сгорания. Кроме того, площадь горения заряда, определяющая газоприход не должна увеличиваться с течением времени, а иметь дегрессивную поверхность, т.е. уменьшающуюся с течением времени. В этом случае наибольшее значение скорости газового потока, истекающего из газогенератора, имеет место в начальный момент времени и с течением времени будет уменьшаться, что гарантирует отсутствие отрицательного влияния на порошок генераторного газа за все время работы газогенератора даже с учетом небольшого увеличения скорости горения состава за счет роста давления в корпусе огнетушителя и соответственно в камере сгорания газогенератора. To ensure the subsonic velocity of gas outflow from the gas generator, it is necessary to use a charge from a composition capable of generating gas without the presence of excess pressure in the combustion chamber, i.e. capable of burning in a confined space at normal pressure, and the total area of the gas outlet openings should ensure the outflow of the resulting gas without the appearance of excessive pressure in the combustion chamber. In addition, the area of charge burning, which determines the gas intake, should not increase over time, but rather have a degressive surface, i.e. decreasing over time. In this case, the highest value of the velocity of the gas stream flowing out of the gas generator takes place at the initial time and will decrease over time, which guarantees that there is no negative effect on the powder of the generator gas over the entire life of the gas generator, even taking into account a small increase in the burning rate of the composition due to pressure increase in the body of the fire extinguisher and, accordingly, in the combustion chamber of the gas generator.

Кроме того, дегрессивная форма поверхности горения заряда обеспечивает в начале работы газогенератора быстрый набор давления в корпусе огнетушителя и последующее его небольшое поддержание при вскрытии расходного клапана (при подаче порошка на очаг пожара) до окончания работы газогенератора. In addition, the degressive shape of the surface of the charge charge provides a quick set of pressure in the fire extinguisher body at the beginning of the gas generator operation and its subsequent slight maintenance when the flow valve is opened (when powder is supplied to the fire) until the gas generator is completed.

Общая площадь выходных отверстий в газогенераторе, обеспечивающая отток образующегося газа без наличия сверхкритического перепада давлений между камерой сгорания газогенератора и корпусом огнетушителя, можно определить из уравнения неразрывности (равенство газоприхода газорасходу):
vгρгSa= Sг•v•ρт(1-κ) (1)
где Sг начальная площадь поверхности газогенерирующего заряда, м2;
v скорость горения газогенерирующего состава, м/с;
κ относительное количество образующихся при горении состава шлаков;
rт плотность газогенерирующего состава, кг/м3;
Sa общая площадь отверстий для выхода газа в газогенераторе, м2;

Figure 00000002
плотность генераторного газа в начальный момент времени работы газогенератора, кг/м3;
Рн начальное давление в корпусе огнетушителя в начальный момент времени работы газогенератора, н/м2
R газовая постоянная генераторного газа, Дж/кг К;
Тгo температура генераторного газа в газогенераторе,К;
vг скорость газового потока истекающего из камеры сгорания газогенератора, кг/с.The total area of the outlet openings in the gas generator, which ensures the outflow of the produced gas without the presence of a supercritical pressure difference between the combustion chamber of the gas generator and the fire extinguisher body, can be determined from the continuity equation (equality of the gas intake of the gas outlet):
v g ρ g S a = S g • v • ρ t (1-κ) (1)
where S g the initial surface area of the gas-generating charge, m 2 ;
v burning rate of the gas generating composition, m / s;
κ relative amount of slag composition formed during combustion;
r t is the density of the gas generating composition, kg / m 3 ;
S a the total area of the gas outlet openings in the gas generator, m 2 ;
Figure 00000002
the density of the generator gas at the initial time of the gas generator, kg / m 3 ;
P n the initial pressure in the body of the fire extinguisher at the initial time of the gas generator, n / m 2
R gas constant of the generator gas, J / kg K;
T g the temperature of the generator gas in the gas generator, K;
v g the speed of the gas stream flowing from the combustion chamber of the gas generator, kg / s

Принимаем, что скорость газового потока равна критической, выше которой она подниматься не должна:

Figure 00000003

где R газовая постоянная генераторного газа, Дж/кг К; Тгo- температура генераторного газа в камере газогенератора, К; к коэффициент изоэнтропы генераторного газа. Преобразуя исходное выражение (1), получаем следующую зависимость для определения общей площади выходных отверстий газогенератора, обеспечивающих отсутствие сверхкритического перепада давлений:
Figure 00000004

Подставляя предельное значение характеристик газогенерирующих составов, применяемых в газогенераторах порошковых огнетушителей (v (0,5 - 5)•10-3 м/с, ρт= (1,4-1,6)•10-3 кг/м3, κ = (0-0,55), R (330-360) Дж/кг К, Тго= (773-1773)К, к (1,15-1,27), получаем, что в зависимости от характеристик используемого газогенерирующего состава отношение общей площади выходных отверстий газогенератора к общей начальной поверхности заряда составляет:
Sa/Sг= (0,0013 0,05)
Выполнение газогенерирующего заряда в виде набора прессованных таблеток обеспечивает дегрессивную форму поверхности заряда, причем, бесканальная таблетка является наиболее технологичной формой заряда, что является весомым фактором при массовом выпуске порошковых огнетушителей.We accept that the gas flow rate is critical, above which it should not rise:
Figure 00000003

where R is the gas constant of the generator gas, J / kg K; T g - the temperature of the generator gas in the chamber of the gas generator, K; to the coefficient of isentropes of the generator gas. Transforming the original expression (1), we obtain the following dependence for determining the total area of the outlet openings of the gas generator, ensuring the absence of supercritical pressure difference:
Figure 00000004

Substituting the limiting value of the characteristics of gas generating compositions used in gas generators of powder fire extinguishers (v (0.5 - 5) • 10 -3 m / s, ρ t = (1.4-1.6) • 10 -3 kg / m 3 , κ = (0-0.55), R (330-360) J / kg K, T go = (773-1773) K, k (1.15-1.27), we obtain that depending on the characteristics used gas-generating composition, the ratio of the total area of the outlet of the gas generator to the total initial surface of the charge is:
S a / S g = (0.0013 0.05)
The implementation of the gas-generating charge in the form of a set of pressed tablets provides a degressive shape of the surface of the charge, and a channel-free tablet is the most technologically advanced form of charge, which is a significant factor in the mass production of powder fire extinguishers.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид газогенератора в разрезе. Газогенератор имеет запорно-пусковую головку 1 с воспламенителем 2, камеру сгорания 3 с установленным внутри нее с зазором относительно стенок газогенерирующим зарядом 4. выполненным из прессованной пиротехнической смеси, способной устойчиво гореть в камере сгорания при нормальном давлении. В стенках камеры разложения выполнены отверстия 5 общей площадью, обеспечивающей дозвуковой режим истечения струй газа из газогенератора. The essence of the proposed technical solution is illustrated by the drawing, which shows a General view of the gas generator in section. The gas generator has a shut-off and start-up head 1 with an igniter 2, a combustion chamber 3 with a gas-generating charge 4. installed inside it with a gap relative to the walls, made of a pressed pyrotechnic mixture capable of stably burning in the combustion chamber at normal pressure. In the walls of the decomposition chamber, holes 5 are made with a total area providing a subsonic regime for the outflow of gas jets from the gas generator.

Газогенератор работает следующим образом. The gas generator operates as follows.

С помощью запорно-пусковой головки 1 запускается воспламенитель 2. от которого зажигается газогенерирующий заряд 4. Образующийся генераторный газ выходит из отверстий 5 с дозвуковой скоростью и создает в корпусе огнетушителя рабочее давление. Давление в камере сгорания отслеживает давление в корпусе огнетушителя, т.е. с ростом давления в корпусе огнетушителя растет и давление в камере сгорания, однако. за все время работы газогенератора перепад давлений между камерой сгорания и корпусом огнетушителя сохранит докритическое значение. Using the shut-off-start head 1, the igniter 2 is started. From which the gas-generating charge 4 is ignited. The generated generator gas leaves the openings 5 at a subsonic speed and creates operating pressure in the fire extinguisher body. The pressure in the combustion chamber monitors the pressure in the extinguisher body, i.e. with increasing pressure in the fire extinguisher body, the pressure in the combustion chamber also increases, however. for the entire duration of the gas generator operation, the pressure difference between the combustion chamber and the fire extinguisher body will retain a subcritical value.

Использование предлагаемого технического решения в сравнении с известными устройствами обеспечивает возможность наддува порошкового огнетушителя и вытеснения из него не только порошков на тугоплавкой основе (например, бикарбонат натрия), которые используются в основном для тушения очагов пожаров классов В, С, Е, но и порошков на легкоплавкой основе (фосфаты аммония), которые, в свою очередь, используются для тушения пожаров классов А,В,С,Е. Using the proposed technical solution in comparison with known devices provides the ability to pressurize a powder fire extinguisher and displace from it not only powders on a refractory basis (for example, sodium bicarbonate), which are mainly used to extinguish fires of classes B, C, E, but also powders fusible basis (ammonium phosphates), which, in turn, are used to extinguish fires of classes A, B, C, E.

Claims (2)

1. Газогенератор для порошкового огнетушителя, содержащий камеру сгорания с отверстиями для выхода газа и расположенный внутри камеры газогенерирующий заряд, установленный с зазором относительно стенок, отличающийся тем, что газогенерирующий заряд имеет дегрессивную поверхность горения и выполнен из состава, способного генерировать газ при нормальном давлении, а общая площадь отверстий для выхода газа равна (0,0013 0,05) общей начальной площади поверхности заряда. 1. A gas generator for a powder fire extinguisher, containing a combustion chamber with gas outlet openings and a gas generating charge located inside the chamber, installed with a gap relative to the walls, characterized in that the gas generating charge has a degrading combustion surface and is made of a composition capable of generating gas at normal pressure, and the total area of the gas outlet openings is (0.0013 0.05) the total initial surface area of the charge. 2. Газогенератор по п. 1, отличающийся тем, что газогенерирующий заряд выполнен в виде набора бесканальных таблеток. 2. The gas generator according to claim 1, characterized in that the gas-generating charge is made in the form of a set of channel-free tablets.
RU93010513/12A 1993-03-01 1993-03-01 Gas generator for powder-type fire extinguisher RU2066561C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93010513/12A RU2066561C1 (en) 1993-03-01 1993-03-01 Gas generator for powder-type fire extinguisher

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93010513/12A RU2066561C1 (en) 1993-03-01 1993-03-01 Gas generator for powder-type fire extinguisher

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2066561C1 true RU2066561C1 (en) 1996-09-20
RU93010513A RU93010513A (en) 1997-04-10

Family

ID=20137896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93010513/12A RU2066561C1 (en) 1993-03-01 1993-03-01 Gas generator for powder-type fire extinguisher

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2066561C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RU, патент 1637813, кл. A 62C 13/22, 1991. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6513602B1 (en) Gas generating device
US9682259B2 (en) Fire suppression systems and methods of suppressing a fire
RU2066561C1 (en) Gas generator for powder-type fire extinguisher
EP1318858B1 (en) Gas generating device
RU198340U1 (en) Aerosol-powder fire extinguishing device
AU2016216605B2 (en) Liquid-augmented, generated-gas fire suppression systems and related methods
RU2050874C1 (en) Local fire extinguishing device
SU1475685A1 (en) Gas generator for powder fire-extinguisher
RU2159647C1 (en) Generator of fire-extinguishing aerosol
RU2189265C2 (en) Fire extinguishing apparatus
RU2081641C1 (en) Powder-type fire extinguisher
Grosshandler et al. Suppression Effectiveness Screening for Impulsively Discharged Agents
SU1313448A1 (en) Powder-type fire extinguisher
KR102711631B1 (en) Device for volumetric aerosol fire extinguishing
RU2115449C1 (en) Gas generator for fire extinguishers
RU2110304C1 (en) Powder-type fire extinguisher
RU2097079C1 (en) Device for volume fire extinguishing
JP6239051B2 (en) Liquid augmentation, gas generation fire extinguishing system and related methods
RU2676505C1 (en) Device for volumetric aerosol fire extinguishing
RU2143544C1 (en) Method, device and system for suppressing gushers on flame in gas, oil, and gas-oil wells
RU3387U1 (en) POWDER FIRE EXTINGUISHER
RU2160618C2 (en) Powder-type fire extinguisher
SU1153937A2 (en) Apparatus for fighting fire
RU2087170C1 (en) Method for three-dimensional fire extinguishing
RU2108825C1 (en) Thrown fire extinguisher

Legal Events

Date Code Title Description
QZ4A Changes in the licence of a patent

Effective date: 19961029

QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20070926

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090302