RU2329840C2

RU2329840C2 - Method volume firefighting and related equipment

Info

Publication number: RU2329840C2
Application number: RU2006129054/12A
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Амосов (RU); Александр Петрович Амосов; Елена Анатольевна Кузнец (RU); Елена Анатольевна Кузнец; Юрий Михайлович Михайлов (RU); Юрий Михайлович Михайлов; Владимир Андреевич Рекшинский (RU); Владимир Андреевич Рекшинский; Анатолий Романович Самборук (RU); Анатолий Романович Самборук
Priority date: 2006-08-10
Filing date: 2006-08-10
Publication date: 2008-07-27
Also published as: RU2006129054A

Abstract

FIELD: medicine, life saving equipment.

SUBSTANCE: method of volume firefighting and related equipment enables to increase efficiency of firefighting procedures due to decreased temperature and losses of fire-control aerosol by introduction thereof with pyrotechnic composition resulted from combustion, thus charges are inflamed from lower non-reserved end face, and produced aerosol is let through channels between charges and through cellular plaster filter. Thereafter aerosol is exhausted to protected volume through clearances of outlet cone. Firefighting unit consists of working body, injector assembly and two fire-resistant grids, and also contains block cellular plaster filter for aerosol cooling, mounted between fire-resistant grids, and outlet cone for uniform distribution of produced aerosol.

EFFECT: provided increase of firefighting efficiency.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к противопожарной технике, к способам тушения пожаров с помощью устройств, снабженных пиротехническими составами, которые при горении выделяют пожаротушащую газоаэрозольную смесь. Изобретение может эффективно использоваться для тушения загораний и пожаров в сооружениях и устройствах закрытого типа, например, таких как склады, гаражи, офисы, квартиры, двигательные и багажные отсеки различных транспортных средств.The invention relates to fire fighting equipment, to methods for extinguishing fires using devices equipped with pyrotechnic compositions, which, when burning, emit a fire extinguishing gas-aerosol mixture. The invention can be effectively used to extinguish fires and fires in buildings and devices of a closed type, for example, such as warehouses, garages, offices, apartments, engine and luggage compartments of various vehicles.

Существующий способ объемного пожаротушения, заключающийся в получении охлажденных нетоксичных газов, основан на совместном одновременном окислении-восстановлении-охлаждении высокотемпературных газов, содержащих продукты неполного окисления, последовательном пропускании их через по меньшей мере один неподвижный слой гранулированной активированной окиси алюминия и по меньшей мере один слой гранулированного цеолита, разделенных между собой по меньшей мере одним фиксированным свободным объемом [1].The existing method of volumetric fire extinguishing, which consists in producing chilled non-toxic gases, is based on the simultaneous simultaneous oxidation-reduction-cooling of high-temperature gases containing products of incomplete oxidation, sequentially passing them through at least one fixed layer of granular activated alumina and at least one granular layer zeolite separated by at least one fixed free volume [1].

Недостатком такого способа являются большие потери образующейся газоаэрозольной смеси в комбинированном блоке «окисления-восстановления-охлаждения».The disadvantage of this method is the large loss of the resulting gas-aerosol mixture in the combined oxidation-reduction-cooling unit.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся во введении в защищаемый объем предварительно доокисленной, охлажденной газоаэрозольной смеси, образующейся при сгорании пиротехнического состава. Доокисление проводят путем пропускания через слой сорбента с кислородсодержащим окислителем газоаэрозольной смеси, а ее твердую фазу с частицами заданного размера получают путем пропускания охлажденной газоаэрозольной смеси через фильтрующий сорбент, через который дополнительно в защищаемый объем вводят парогазовую смесь, получаемую при десорбции хладагента с поверхности твердого охладителя за счет тепла газоаэрозольной смеси, передаваемого путем косвенного теплообмена [2]. Также в качестве охладителей горячих газов и огнетушащего аэрозоля применяют природные кристаллические минералы или различные кристаллогидраты солей или окислов металлов или составов на их основе, зачастую с применением различных алюмосиликатов.Closest to the proposed method is the introduction of a pre-oxidized, cooled gas-aerosol mixture formed during the combustion of a pyrotechnic composition into the protected volume. Further oxidation is carried out by passing through a layer of a sorbent with an oxygen-containing oxidizing agent a gas-aerosol mixture, and its solid phase with particles of a given size is obtained by passing a cooled gas-aerosol mixture through a filtering sorbent, through which a vapor-gas mixture is additionally introduced into the protected volume, obtained by desorption of the refrigerant from the surface of the solid cooler for the heat of the gas-aerosol mixture transferred by indirect heat exchange [2]. Also, natural crystalline minerals or various crystalline hydrates of metal salts or oxides or compositions based on them, often using various aluminosilicates, are used as hot gas and extinguishing aerosol coolers.

Однако при реализации данного способа обнаружены следующие недостатки: при реальных скоростях истечения в генераторе продуктов горения через доокислитель, при наличии в его составе дополнительного кислородсодержащего окислителя, не удается заметно снизить содержание СО и особенно N0 и NO₂ в атмосфере защищаемого от пожара помещения.However, when implementing this method, the following disadvantages were found: at real rates of expiration of combustion products through the oxidizer in the generator, if there is an additional oxygen-containing oxidizing agent in it, it is not possible to significantly reduce the content of CO, and especially N0 and NO ₂ in the atmosphere of a room protected from fire.

Для реализации объемного способа пожаротушения используется устройство, состоящее из комбинированного блока совместного одновременного окисления-восстановления-охлаждения газов, включающего по меньшей мере один неподвижный слой гранулированной активированной окиси алюминия и по меньшей мере один слой гранулированного цеолита, разделенных между собой по меньшей мере одним фиксированным постоянным свободным объемом, при этом каждый из слоев гранулированной активированной окиси алюминия и цеолита разделен по меньшей мере двумя металлическими сетками-решетками, а последовательность слоев и размер частиц гранулированной окиси алюминия и цеолита подбирают в зависимости от начальной температуры газов, а комбинированный блок расположен в теплоизолированном корпусе, снабженном отверстиями для входа и выхода газов [1].To implement the volumetric method of fire extinguishing, a device is used consisting of a combined unit for simultaneous simultaneous oxidation-reduction-cooling of gases, comprising at least one fixed layer of granular activated alumina and at least one layer of granular zeolite separated by at least one fixed constant free volume, with each of the layers of granular activated alumina and zeolite separated by at least two met llicheskimi mesh-bars, and the sequence of layers and the particle size of the granulated aluminum oxide and the zeolite is selected depending on the initial temperature of the gases, and the combined unit is disposed in heat-insulated casing provided with openings for entry and exit of gases [1].

Однако существенным недостатком данного устройства является громоздкость конструкции генератора за счет использования комбинированного блока, что обуславливает большие потери генерируемого аэрозоля.However, a significant drawback of this device is the cumbersome design of the generator through the use of a combined unit, which leads to large losses of the generated aerosol.

В качестве наиболее близкого прототипа заявленного изобретения принято устройство, содержащее корпус с выходным отверстием и с расположенными в нем камерой сгорания с пиротехническим составом, инициирующим устройством и блоком охлаждения, который выполнен изолированным от прямого контакта охладителя с продуктами сгорания пиротехнического состава и состоящий по крайней мере из двух коаксиально расположенных оболочек, заполненных охладителем, причем стенкой одной оболочки служит внутренняя поверхность корпуса. Кроме этого, камера сгорания дополнительно содержит сорбент с кислородсодержащим окислителем, расположенным между двумя перегородками, закрепленными над пиротехническим составом, а оболочки с противоположной стороны от камеры сгорания имеют отверстия, над которыми установлены перегородки, пространство между которыми заполнено фильтрующим сорбентом [2].As the closest prototype of the claimed invention, a device is adopted comprising a housing with an outlet and a combustion chamber located therein with a pyrotechnic composition, an initiating device and a cooling unit, which is made isolated from direct contact of the cooler with the combustion products of the pyrotechnic composition and consisting of at least two coaxially located shells filled with a cooler, and the inner surface of the shell serves as the wall of one shell. In addition, the combustion chamber additionally contains a sorbent with an oxygen-containing oxidizing agent located between two partitions fixed above the pyrotechnic composition, and the shells on the opposite side of the combustion chamber have openings over which partitions are installed, the space between which is filled with a filtering sorbent [2].

Недостатком данного устройства является использование доокислителей, при сгорании которых концентрация NO и NO₂ в защищаемом помещении намного выше допустимой; при этом слой алюмосиликатов плавится, и гранулы его сплавляются, что затрудняет выход аэрозоля из генератора, приводя к росту давления в нем и нерасчетному времени его работы.The disadvantage of this device is the use of oxidizing agents, during the combustion of which the concentration of NO and NO ₂ in the protected room is much higher than the permissible; in this case, the aluminosilicate layer melts, and its granules melt, which makes it difficult for the aerosol to exit the generator, leading to an increase in pressure in it and an unintended time of its operation.

Техническим результатом, на решение которого направлено настоящее изобретение, является снижение температуры огнетушащего аэрозоля на выходе из устройства, при этом потери аэрозоля несущественны.The technical result, the solution of which the present invention is directed, is to reduce the temperature of the extinguishing aerosol at the outlet of the device, while the loss of aerosol is negligible.

Требуемый технический результат достигается тем, что способ объемного пожаротушения заключается во введении в защищаемый объем огнетушащего аэрозоля, образующегося при сгорании пиротехнического состава, при этом заряды пиротехнического состава зажигают с нижнего незабронированного торца и образующийся аэрозоль пропускают через каналы между зарядами и сквозь блочный гипсовый фильтр сотовой структуры, а в дальнейшем аэрозоль выводится в защищаемый объем через зазоры в выпускном конусе. Устройство для осуществления способа объемного пожаротушения состоит из корпуса, узла запуска и двух огнепреградительных сеток, также дополнительно содержит блочный гипсовый фильтр сотовой структуры, помещенный между огнепреградительными сетками, и выпускной конус.The required technical result is achieved by the fact that the method of volumetric fire extinguishing consists in introducing into the protected volume a fire-extinguishing aerosol generated during the combustion of the pyrotechnic composition, while the charges of the pyrotechnic composition are ignited from the lower unarmoured end face and the resulting aerosol is passed through the channels between the charges and through the block gypsum filter of the honeycomb structure , and then the aerosol is discharged into the protected volume through the gaps in the exhaust cone. A device for implementing the method of volumetric fire extinguishing consists of a housing, a launch unit and two fire protection nets, also additionally contains a block gypsum filter of a honeycomb structure placed between the fire protection nets and an exhaust cone.

Осуществление предлагаемого способа пожаротушения заключается в следующем: в защищаемый объем вводится огнетушащий аэрозоль, образующийся при сгорании пиротехнического состава, воспламенение которого производится от узла запуска, при этом продукты горения состава пропускаются между шнуровыми элементами заряда, забронированными по боковой поверхности, и охлаждаются, отдавая свое тепло несгоревшей части заряда. Для дополнительного снижения температуры аэрозоля генератор на выходе снабжен блочным гипсовым фильтром сотовой структуры.Implementation of the proposed method of fire extinguishing is as follows: a fire extinguishing aerosol is introduced into the protected volume, which is formed during the combustion of the pyrotechnic composition, ignition of which is carried out from the launch unit, while the combustion products of the composition are passed between the cord charge elements reserved on the side surface and are cooled, giving off their heat unburned part of the charge. To further reduce the temperature of the aerosol, the output generator is equipped with a block gypsum filter of a honeycomb structure.

В качестве аэрозолеобразующего использовался состав со следующей рецептурой: азид натрия NaN₃ - 27%; перхлорвиниловая смола - 20%; перхлорат калия KClO₄ - 51%; технический углерод С - 2%.As an aerosol forming composition was used with the following formulation: sodium azide NaN ₃ - 27%; perchlorovinyl resin - 20%; potassium perchlorate KClO ₄ - 51%; carbon black C - 2%.

Заряды изготавливались в виде набора шнуровых элементов различной длины. Боковая поверхность и один торец каждого шнура покрывались бронировкой марки БФК-2 путем окунания в бронировку, растворенную в ацетоне. Скорость горения шнура на воздухе составляла 2 мм/с и не зависела от его длины.Charges were made in the form of a set of cord elements of various lengths. The lateral surface and one end of each cord were covered with a BFK-2 brand reservation by dipping into a reservation dissolved in acetone. The burning rate of the cord in air was 2 mm / s and did not depend on its length.

В таблице приведены результаты испытаний заряда в виде набора из семи шнуров в предлагаемом устройстве.The table shows the test results of the charge in the form of a set of seven cords in the proposed device.

Таблица Table Результаты испытаний заряда из семи шнуровSeven-cord charge test results Длина заряда 1, ммCharge length 1, mm Время горения trop, сBurning time trop, s Средняя скорость горения U, мм/сAverage burning rate U, mm / s 20twenty 9,09.0 2,22.2 4040 7,57.5 5,35.3 6060 6,06.0 10,010.0 8080 4,24.2 19,019.0

Зависимость средней скорости горения от длины заряда в устройстве представлена на фиг.1.The dependence of the average burning rate on the length of the charge in the device is presented in figure 1.

Неочевидным оказалось, что с увеличением длины заряда уменьшается время его горения. Это можно объяснить следующим образом: при горении состава выходящий аэрозоль интенсивно отдает тепло несгоревшей части заряда, при этом начальная температура заряда увеличивается, следовательно, возрастает скорость горения состава и уменьшается время аэрозолеобразования. При уменьшении несгоревшей части заряда температура аэрозоля в конце работы генератора становится близкой к температуре горения состава. Для снижения температуры аэрозоля рекомендуется устанавливать блочный гипсовый фильтр сотовой структуры.It turned out to be unobvious that with increasing charge length, its burning time decreases. This can be explained as follows: when the composition is burned, the effluent aerosol intensively gives off heat to the unburned part of the charge, while the initial temperature of the charge increases, therefore, the composition burns and the aerosol formation time decreases. With a decrease in the unburned part of the charge, the aerosol temperature at the end of the generator operation becomes close to the combustion temperature of the composition. To reduce the temperature of the aerosol, it is recommended to install a block gypsum filter with a honeycomb structure.

Изменение температуры образующегося аэрозоля на выходе из устройства при длине фильтра 20 мм показано на фиг.2.The temperature change of the resulting aerosol at the outlet of the device with a filter length of 20 mm is shown in Fig.2.

Из фиг.2 видно, что более половины времени работы устройства температура на выходе не превышает 200°С. Дальнейшее снижение температуры можно обеспечить, увеличив длину фильтра, но одновременно с этим возрастут потери аэрозоля.From figure 2 it can be seen that more than half of the device’s operating time, the outlet temperature does not exceed 200 ° C. A further decrease in temperature can be achieved by increasing the length of the filter, but at the same time, aerosol losses will increase.

На фиг.3 представлено предлагаемое устройство, где 1 - корпус, 2 - заряды, 3 - выпускной конус, 4 - узел запуска, 5 - зажигательный состав, 6 - огнепреградительные сетки, 7 - бронировка, 8 - блочный гипсовый фильтр сотовой структуры.Figure 3 presents the proposed device, where 1 is the housing, 2 is the charges, 3 is the exhaust cone, 4 is the launch unit, 5 is the incendiary structure, 6 is the fire protection nets, 7 is the reservation, 8 is the block gypsum filter of the honeycomb structure.

Принцип работы предлагаемого устройства состоит в следующем. Узел запуска 4 воспламеняет зажигательный состав 5, который нанесен на незабронированный торец зарядов 2, выполненных в виде набора шнуровых элементов, забронированных 7 по боковой поверхности и верхнему торцу. Образующийся аэрозоль проходит через каналы между зарядами, обтекая их боковую поверхность, и отдает им свое тепло. Для дополнительного охлаждения образующегося аэрозоля целесообразно применение блочного гипсового фильтра сотовой структуры 8, который помещен между огнепреградительными сетками 6. На корпусе 1 закреплен выпускной конус 3, который равномерно распределяет образующийся аэрозоль в защищаемом объеме.The principle of operation of the proposed device is as follows. The launch unit 4 ignites the incendiary composition 5, which is applied to the unarmored end face of the charges 2, made in the form of a set of cord elements, booked 7 on the side surface and upper end. The resulting aerosol passes through the channels between the charges, flowing around their side surface, and gives them their heat. For additional cooling of the resulting aerosol, it is advisable to use a block gypsum filter of a honeycomb structure 8, which is placed between the fire protection nets 6. An exhaust cone 3 is fixed to the housing 1, which evenly distributes the resulting aerosol in the protected volume.

Предложенные способ объемного пожаротушения и устройство для его осуществления позволяют эффективно тушить загорания и пожары различных горючих веществ в сооружениях и устройствах закрытого типа. Они характеризуются достаточно низкой температурой образующегося огнетушащего аэрозоля на выходе из устройства и значительным снижением его потерь.The proposed method of volumetric fire extinguishing and a device for its implementation can effectively extinguish tanning and fires of various combustible substances in buildings and closed devices. They are characterized by a sufficiently low temperature of the resulting fire extinguishing aerosol at the outlet of the device and a significant reduction in its losses.

Предложенная совокупность существенных признаков неизвестна из доступных источников информации уровня техники и может быть серийно воспроизведена в производстве, то есть соответствует критериям патентоспособности.The proposed set of essential features is unknown from available sources of information of the prior art and can be serially reproduced in production, that is, meets the criteria of patentability.

Использованная литератураReferences

1. Патент РФ №2193430, опубл. 27.11.2002, кл. А62D 3/00, А62С 3/00.1. RF patent No. 2193430, publ. 11/27/2002, class A62D 3/00, A62C 3/00.

2. Патент РФ №2142834, опубл. 20.12.1999, кл. А62С 3/00, А62С 35/02.2. RF patent No. 2142834, publ. 12/20/1999, class A62C 3/00, A62C 35/02.

Claims

1. The method of volumetric fire extinguishing, which consists in introducing into the protected volume a fire-extinguishing aerosol generated during the combustion of a pyrotechnic composition, characterized in that the charges of the pyrotechnic composition are ignited from the lower unarmoured end and the resulting aerosol is passed through the channels between the charges and through the block gypsum filter of the honeycomb structure, and further the aerosol is discharged into the protected volume through the gaps in the exhaust cone.

2. A device for implementing the method of volumetric fire extinguishing, consisting of a housing, a launch unit and two fire protection nets, characterized in that it further comprises a block gypsum filter of a honeycomb structure placed between the fire protection nets and an exhaust cone.