RU2116090C1

RU2116090C1 - Device for fire extinguishing

Info

Publication number: RU2116090C1
Application number: RU96121008A
Authority: RU
Inventors: О.Л. Дубрава; С.В. Логинов; А.В. Романьков
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Холдинговая компания Гранит-Саламандра"
Priority date: 1996-10-23
Filing date: 1996-10-23
Publication date: 1998-07-27

Abstract

FIELD: devices for generation of aerosol fire inhibitors in burning of pyrotechnical composition for protection of closed objects from fire. SUBSTANCE: device has heat-insulated body accommodating successively arranged: pyrotechnic charge, combustion chamber, cooling cylinder having layer of ablation material and outlet holes. Cooling layer is gas-permeable in the form of granules or tablets filling the cooling cylinder which is closed with a cover having outlet holes on its side surface. EFFECT: reduced temperature of generated fire-extinguishing mixture. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, генерирующим аэрозольные ингибиторы горения, которые получаются при сжигании пиротехнического заряда и выносятся в защищаемый объем через выходные отверстия. The invention relates to devices generating aerosol combustion inhibitors, which are obtained by burning a pyrotechnic charge and carried into the protected volume through the outlet openings.

Информационно-патентным поиском выявлен ближайший аналог (заявка РФ N 94002970, кл. A 62 C 35/00, 1996), который содержит термозащищенный корпус, несущий средство инициирования, и аксиально последовательно расположенные пиротехнический заряд, камеру сгорания, цилиндр охлаждения с выходными отверстиями, покрытый изнутри абляционным газопроницаемым материалом (охлаждающим слоем). An information-patent search revealed the closest analogue (RF application N 94002970, class A 62 C 35/00, 1996), which contains a thermally protected housing carrying initiation means and pyrotechnic charge axially arranged, a combustion chamber, a cooling cylinder with outlet openings, coated inside with ablative gas-permeable material (cooling layer).

Охлаждающий цилиндр относительно корпуса укреплен с зазором для эжекции воздуха из защищаемого объема внутрь цилиндра посредством кинетической энергии генерируемого газоаэрозольного потока. The cooling cylinder relative to the housing is reinforced with a gap for ejecting air from the protected volume into the cylinder by means of the kinetic energy of the generated gas-aerosol stream.

Недостатком известного устройства является относительно высокая температура рабочей газоаэрозольной смеси, охлаждение которой происходит при перемешивании с эжектируемым воздухом и дополнительно за счет эндотермической реакции разложения материала абляционного слоя цилиндра охлаждения с выделением негорючих газообразных продуктов. A disadvantage of the known device is the relatively high temperature of the working gas-aerosol mixture, the cooling of which occurs with stirring with ejected air and additionally due to the endothermic decomposition of the material of the ablative layer of the cooling cylinder with the release of non-combustible gaseous products.

Низкая эффективность снижения температуры огнетушащей рабочей смеси определяется технически ограниченной протяженностью охлаждающего цилиндра, где происходит перемешивание продуктов рабочей смеси, и тем, что с абляционным материалом взаимодействует только приграничный слой газоаэрозольного потока. The low efficiency of lowering the temperature of the extinguishing working mixture is determined by the technically limited length of the cooling cylinder, where the products of the working mixture are mixed, and by the fact that only the boundary layer of the gas-aerosol stream interacts with ablative material.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности основного действия - тушения пожаров. The task to which the invention is directed is to increase the effectiveness of the main action - extinguishing fires.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном устройстве для объемного аэрозольного тушения пожаров, содержащем термозащищенный корпус, несущей средство инициирования и аксиально последовательно расположенные пиротехнический заряд, камеру сгорания, цилиндр охлаждения, заполненный газопроницаемым абляционным слоем и закрытый крышкой с распределенными выходными отверстиями для формирования струйного истечения газоаэрозольного потока, согласно изобретению крышка выполнена в виде усеченного конуса, на боковой поверхности которого расположены выходные отверстия. The required technical result is achieved by the fact that in the known device for volumetric aerosol fire extinguishing, containing a thermally protected case, carrying initiation means and axially arranged pyrotechnic charge, a combustion chamber, a cooling cylinder filled with a gas-permeable ablation layer and covered with a cover with distributed outlet openings for forming an inkjet the expiration of the gas-aerosol stream, according to the invention, the cover is made in the form of a truncated cone, on the side erhnosti which are located the outlet openings.

Отличительные признаки обеспечили заметное снижение температуры газоаэрозольной смеси, всей массой прошедшей через пористый слой охлаждающего материала и струйно распределяемой в объеме защищаемого помещения. Distinctive features provided a noticeable decrease in the temperature of the gas-aerosol mixture, the whole mass passing through the porous layer of cooling material and jet-distributed in the volume of the protected room.

Повышенная эффективность охлаждения генерируемой огнетушащей смеси позвонила сократить сравнительно с прототипом длину цилиндра охлаждения на две трети, а устройство в целом почти вдвое. The increased cooling efficiency of the generated extinguishing mixture called to reduce, compared with the prototype, the length of the cooling cylinder by two-thirds, and the device as a whole by almost half.

Компактный аэрозольный генератор с радиальным струйным истечением охлажденной огнетушащей смеси возможно устанавливать на потолке защищаемого помещения, в частности в вентиляционных каналах вагонов электропоездов или под сиденьями. It is possible to install a compact aerosol generator with a radial jet outflow of a cooled extinguishing mixture on the ceiling of the protected room, in particular in the ventilation ducts of electric train cars or under the seats.

Рассредоточенное распространение огнетушащей смеси сокращает время создания огнетушащей концентрации аэрозоля в объеме защищаемого помещения и, соответственно, сокращает время тушения пожара, то есть улучшает показатели назначения устройства. The dispersed distribution of the fire extinguishing mixture reduces the time it takes to create a fire extinguishing aerosol concentration in the volume of the room to be protected and, accordingly, reduces the time to extinguish the fire, that is, it improves the purpose of the device.

Коническая крышка с радиальными отверстиями создает над абляционным слоем цилиндра охлаждения ресивер для накопления и перемешивания газообразных продуктов огнетушащей смеси и формирует струйное поперечное истечение газоаэрозольного потока, охлаждение воздухом помещения которого происходит более динамично. A conical cover with radial holes creates a receiver above the ablation layer of the cooling cylinder for accumulating and mixing gaseous products of the extinguishing mixture and forms a jet transverse outflow of the gas-aerosol stream, the cooling of the room air of which is more dynamic.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. The drawing shows a diagram of the proposed device.

В корпусе 1, с внутренней стороны покрытом прокладкой 2 из минерального (каолинового) картона - термозащитного слоя, установлен пиротехнический заряд 3 диаметром 144 и высотой 60 мм. Масса заряда 3 при плотности пиротехнической композиции на основе перхлоратов и нитратов щелочных металлов 1,69 г/см³ составляет 1650 г.In the case 1, on the inside, covered with a gasket 2 of mineral (kaolin) cardboard - a thermal protective layer, a pyrotechnic charge 3 with a diameter of 144 and a height of 60 mm is installed. The charge mass 3 at a density of the pyrotechnic composition based on perchlorates and alkali metal nitrates of 1.69 g / cm ³ is 1650 g.

Охлаждающий слой 4 из таблеток абляционного материала - основного карбоната магния с добавлением жидкого стекла - смонтирован в перфорированной сетчатой обечайке 5, образуя блок охлаждения, который установлен с зазором 6 относительно заряда 3, равным 15 мм. Объем зазора 6 представляет собой камеру сгорания продуктов пиротехнической композиции заряда 3 в газовой фазе, где в основном завершаются окислительно-восстановительные реакции. The cooling layer 4 of tablets of ablative material - the main magnesium carbonate with the addition of liquid glass - is mounted in a perforated mesh shell 5, forming a cooling unit, which is installed with a gap 6 relative to charge 3 of 15 mm. The volume of the gap 6 is a combustion chamber of the products of the pyrotechnic composition of charge 3 in the gas phase, where the redox reactions are mainly completed.

Необходимое охлаждение газоаэрозольного потока интенсивно происходит в слое 4. The necessary cooling of the gas-aerosol stream occurs intensively in layer 4.

В корпусе 1 напротив камеры сгорания 6 укреплен узел 7 воспламенения (средств инициирования) пиротехнического заряда 3. In the housing 1 opposite the combustion chamber 6, the ignition unit 7 (means of initiation) of the pyrotechnic charge 3 is strengthened.

Таблетки охлаждающего слоя 4 выполнены диаметром 10 и высотой 6 мм. При плотности укладки таблеток 0,85-0,87 г/см³ масса слоя 4 составляет 500 г.The tablets of the cooling layer 4 are made with a diameter of 10 and a height of 6 mm. When the density of laying tablets 0.85-0.87 g / cm ^{3 the} mass of layer 4 is 500 g

Крышка 8, выполненная в виде усеченного конуса, на боковой поверхности которого распределены отверстия 9 диаметром 4 мм, установлена на корпусе 1 над слоем 4 с зазором, который образует ресивер 10. The cover 8, made in the form of a truncated cone, on the lateral surface of which holes 9 with a diameter of 4 mm are distributed, is mounted on the housing 1 above the layer 4 with a gap that forms the receiver 10.

Инициированный узлом 7 форс пламени воспламеняет композицию заряда 3, газообразные продукты горения которого в камере 6 составляет огнетушащую смесь, содержащую ингибиторы горения, образующиеся в виде высокодисперсных твердых соединений, включающих соли и окислы щелочных металлов. The force of flame initiated by the unit 7 ignites the charge composition 3, the gaseous products of which combustion in chamber 6 constitutes an extinguishing mixture containing combustion inhibitors formed in the form of highly dispersed solid compounds, including salts and oxides of alkali metals.

Под действием избыточного давления в камере 6 генерируемая смесь по порам слоя 4 между таблетками поступает в ресивер 10, где накапливается и перемешивается. Under the action of excess pressure in the chamber 6, the generated mixture through the pores of the layer 4 between the tablets enters the receiver 10, where it accumulates and mixes.

Горячий газоаэрозольный поток в слое 4 возбуждает эндотермическую реакцию разложения материала его таблеток, основные негорючие продукты которого - водяной пар и углекислый газ - препятствуют осаждению твердой фазы смеси в порах слоя 4 и способствуют более полному выносу аэрозоля. При этом происходит охлаждение газоаэрозольного потока за счет поглощения тепла на термораспад материала слоя 4. The hot gas-aerosol stream in layer 4 excites an endothermic decomposition reaction of the material of its tablets, the main non-combustible products of which - water vapor and carbon dioxide - prevent the solid phase of the mixture from precipitating in the pores of layer 4 and contribute to a more complete aerosol removal. In this case, the gas-aerosol stream is cooled due to heat absorption by the thermal decomposition of the material of layer 4.

Далее через отверстия 9 тушащая смесь равномерно выбрасывается в защищаемый объем, где перемешивается с его атмосферой, подавляя пожар. Then, through the openings 9, the extinguishing mixture is uniformly thrown into the protected volume, where it is mixed with its atmosphere, suppressing the fire.

Предложенное конструктивное выполнение устройства обеспечивало эффективное многоступенчатое охлаждение рабочей смеси:
- в камере сгорания при перераспределении и выравнивании температуры генерируемого аэрозоля;
- в слое 4 таблеток эндотермической реакцией разложения абляционного материала;
- в ресивере 10 под крышкой 8 при перемешивании и накоплении рабочей смеси;
- локальным обдувом каждой струи, выходящей из отверстий 9 крыши 8, эжектируемым к ней воздухом защищаемого объема.The proposed structural embodiment of the device provided effective multi-stage cooling of the working mixture:
- in the combustion chamber during redistribution and equalization of the temperature of the generated aerosol;
- in a layer of 4 tablets with an endothermic decomposition reaction of ablative material;
- in the receiver 10 under the lid 8 with stirring and the accumulation of the working mixture;
- local blowing of each jet emerging from the holes 9 of the roof 8, ejected to it by the air of the protected volume.

Испытания опытных образцов устройства проводились в камере объемом 25 м³ по тушению горящего в чашке бензина 0,5 л.Tests of prototypes of the device were carried out in a chamber with a volume of 25 m ³ by extinguishing 0.5 l of gasoline burning in a cup.

Время тушения составило 43-48 с при соотношении массы охлаждающего слоя 4 к массе заряда 3, равном 0,3. The quenching time was 43-48 s with a ratio of the mass of the cooling layer 4 to the mass of charge 3 equal to 0.3.

Температура боковой поверхности и дна корпуса 1 не превысила 100^oC.The temperature of the side surface and the bottom of the housing 1 did not exceed 100 ^o C.

Температура генерируемой газоаэрозольной смеси распределялась по удалению (L) от выходных отверстий 9 в соответствии с таблицей. The temperature of the generated gas-aerosol mixture was distributed by the distance (L) from the outlet openings 9 in accordance with the table.

Изобретение обеспечило снижение температуры огнетушащей смеси при улучшенных массо-габаритных характеристиках генератора. The invention ensured a decrease in the temperature of the extinguishing mixture with improved mass-dimensional characteristics of the generator.

По удельным техническим показателям эффективности пожаротушения предложенный генератор весом 5,5 кг превосходит известные аналоги. Его конструкция полностью адаптируется к заданным техническим условиям эксплуатации без изменения сущности изобретения, гарантирующей получение требуемого технического результата. In terms of specific technical fire extinguishing efficiency indicators, the proposed 5.5 kg generator exceeds the known analogues. Its design is fully adapted to the specified technical conditions of operation without changing the essence of the invention, guaranteeing the receipt of the required technical result.

Claims

A device for volumetric aerosol fire extinguishing, comprising a thermally protected casing, an initiating means and an axially arranged pyrotechnic charge, a combustion chamber, a cooling cylinder filled with a gas-permeable ablation layer and covered with a cover with distributed outlet openings, characterized in that the cover is made in the form of a truncated cone, on the side surface of which there are outlet openings.