RU2457333C1 - Dust-throwing gas-dynamic mortar - Google Patents

Dust-throwing gas-dynamic mortar Download PDF

Info

Publication number
RU2457333C1
RU2457333C1 RU2011102377/03A RU2011102377A RU2457333C1 RU 2457333 C1 RU2457333 C1 RU 2457333C1 RU 2011102377/03 A RU2011102377/03 A RU 2011102377/03A RU 2011102377 A RU2011102377 A RU 2011102377A RU 2457333 C1 RU2457333 C1 RU 2457333C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
mortar
membrane
piston
container
Prior art date
Application number
RU2011102377/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Георгиевич Казанцев (RU)
Владимир Георгиевич Казанцев
Станислав Станиславович Золотых (RU)
Станислав Станиславович Золотых
Роман Иванович Куимов (RU)
Роман Иванович Куимов
Максим Станиславович Золотых (RU)
Максим Станиславович Золотых
Евгений Яковлевич Кулявцев (RU)
Евгений Яковлевич Кулявцев
Михаил Кимович Дурнин (RU)
Михаил Кимович Дурнин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Система промышленной безопасности"
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 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Система промышленной безопасности" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Система промышленной безопасности"
Priority to RU2011102377/03A priority Critical patent/RU2457333C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2457333C1 publication Critical patent/RU2457333C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: mortar includes cylindrical housing, container with dry chemical powder barred with diaphragm at outlet, piston, chamber with preset pressure of gas in it, gas generator. Mortar is started by electric impulse of remotely placed detector tracking the situation independent of its type. Chamber with preset pressure is connected to cavity in which gas generator is located, separated from container with dry chemical powder by membrane to open. Container is provided with movable partitions, the first of them is located with a gap to membrane and has through selection chordwise in its lower part. Mortar housing is provided with elements providing its fastening on carriage or to gas outlet main pipe or to its discharging vertically oriented branch.
EFFECT: improving safety, reliability and efficiency of distance protection of controlled space from fire and explosions upon localisation of these factors at distant approaches from the device independent of type of used detector and mortar space orientation.
10 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области средств, обеспечивающих повышение безопасности горных выработок, газоотводящих магистралей и/или их разгрузочных вертикально ориентированному ответвлений. Мортира пылеметная газодинамическая (МПГ) автоматически осуществляет функции гашения взрывного горения и предотвращает распространение пламени в контролируемом пространстве при возгорании метано- и/или пылевоздушной смеси любой концентрации. МПГ предотвращает распространение разрушающих нагрузок (ударной волны) и огневое воздействие на персонал и оборудование, реализует поршневой принцип вытеснения огнетушащего порошка.The invention relates to the field of means for improving the safety of mine workings, exhaust pipes and / or their discharge vertically oriented branches. Mortira dust-gas-dynamic (PGM) automatically performs the functions of extinguishing explosive combustion and prevents the spread of flame in a controlled space when a methane and / or dust-air mixture of any concentration ignites. PGM prevents the spread of destructive loads (shock wave) and fire impact on personnel and equipment, implements the piston principle of displacement of extinguishing powder.

Известно устройство локализации взрыва метановоздушной смеси и угольной пыли по патенту РФ №2244833 (опубл. 20.01.2005 г.), содержащее корпус, контейнер, наполненный огнетушащим порошком и на выходе перекрытый легко разрушаемой диафрагмой, поршень, камеру с заданным давлением находящегося в ней газа, средство, обеспечивающее генерирование газа.A device for localizing the explosion of a methane-air mixture and coal dust according to the patent of the Russian Federation No. 2248833 (publ. 01/20/2005), containing a housing, a container filled with fire extinguishing powder and at the exit closed by an easily destructible diaphragm, a piston, a chamber with a given pressure of the gas contained in it means for generating gas.

Снаряженное, заправленное и находящееся в режиме ожидания устройство имеет баллон с газом высокого давления (15 МПа и более), что является потенциальным источником опасности для персонала и оборудования, требует соответствующих регламентных работ. Состав конструктивных элементов устройства, их компоновка находятся в привязке к используемому типу датчика, а именно датчику ударной волны, который является составной частью устройства, что снижает эксплуатационные возможности и удобства. Использование выносной штанги длиной 2-6 м, обеспечивающей передачу механического импульса ударной волны, воспринимаемой приемным диском, на скользящую муфту механизма инициации может привести к перекосу в связи со случайным силовым воздействием, последующему возрастанию уровня избыточного давления, необходимого для запуска устройства, и, соответственно, к ухудшению временных параметров устройства и даже отказу. Конусообразная форма корпуса (бункера), из которого производится выброс порошка, препятствует эффективному формированию пылевого облака из огнетушащего порошка, поскольку давление газа, уже сниженное при подходе к расширяющемуся сечению, резко падает при выходе в большой объем защищаемого пространства, что приводит также к резкому снижению скорости и дальности выброса. Большое число сборочных единиц устройства снижают надежность его функционирования. Кроме того, конструкция устройства предопределяет необходимость формирования многоэшелонной системы таких устройств, чтобы добиться приемлемого результата по локализации лавинных процессов взрывов и горения. При срабатывании газообразующего химического состава давление выделенных при этом газов преодолевает сопротивление сферических подвижных опор, массу выносной штанги с приемным диском и расходуется на смещение скользящей муфты справа налево. Это приводит к нежелательному увеличению инерционности срабатывания системы. Наличие в известном устройстве срабатывающих механизмов, действия которых направлены друг против друга, при возникновении ситуации равенства сил воздействия, приведет к тому, что устройство не сработает, что снижает надежность выполнения им своих функций.Curbed, charged and in standby mode, the device has a cylinder with high pressure gas (15 MPa or more), which is a potential source of danger to personnel and equipment, requires appropriate routine maintenance. The composition of the structural elements of the device, their layout are tied to the type of sensor used, namely, the shock wave sensor, which is an integral part of the device, which reduces operational capabilities and amenities. The use of a 2–6 m long extension rod that transmits the mechanical impulse of the shock wave perceived by the receiving disk to the sliding clutch of the initiation mechanism can lead to misalignment due to accidental force action, subsequent increase in the level of excess pressure necessary to start the device, and, accordingly , to the deterioration of the time parameters of the device and even failure. The conical shape of the body (hopper) from which the powder is emitted prevents the effective formation of a dust cloud from the extinguishing powder, since the gas pressure, already reduced when approaching the expanding section, drops sharply when entering a large volume of the protected space, which also leads to a sharp decrease ejection speed and range. A large number of assembly units of the device reduce the reliability of its operation. In addition, the design of the device determines the need for a multi-echelon system of such devices in order to achieve an acceptable result on the localization of avalanche processes of explosions and combustion. When the gas-forming chemical composition is triggered, the pressure of the gases released during this overcomes the resistance of the spherical movable bearings, the mass of the remote rod with the receiving disk and is spent on shifting the sliding sleeve from right to left. This leads to an undesirable increase in the inertia of the response of the system. The presence in the known device of triggering mechanisms, the actions of which are directed against each other, in the event of a situation of equality of forces, will lead to the fact that the device does not work, which reduces the reliability of its functions.

Из уровня техники известно устройство локализации взрывов метановоздушной смеси и (или) угольной пыли (вариант 1), принятое за прототип, по патенту №2342535 (опубл. 27.12.2008 г.), содержащее корпус, контейнер, наполненный огнетушащим порошком и на выходе перекрытый легко разрушаемой диафрагмой, поршень, камеру с заданным давлением находящегося в ней газа, средство, обеспечивающее генерирование газа, снабженное электровоспламенителем.The prior art device for the localization of explosions of methane-air mixture and (or) coal dust (option 1), adopted as a prototype, according to patent No. 2342535 (publ. December 27, 2008), containing a housing, a container filled with extinguishing powder and closed at the exit an easily destructible diaphragm, a piston, a chamber with a given pressure of the gas contained in it, a means for generating gas, equipped with an electric igniter.

Известное устройство, хотя частично и уменьшает некоторые недостатки вышеприведенного аналога, такие как инерционность, но тем не менее не исключает ее. Устройство громоздко, имеет большое число сборочных единиц, подвижные элементы (поршень, шток-поршень и др.) представляют собой достаточно массивную сборку, что обусловливает сравнительно низкую эффективность использования потенциальной энергии сжатого газа. Конструкция устройства разработана с учетом необходимости дублирования процесса формирования первичного взрыволокализующего заслона и взаимодействия с процессами формирования дополнительных взрыволокализующих заслонов, предполагает разрушение первого устройства на пути взрывной волны, что характеризует низкую эффективность конструкции и нестабильность воспроизведения функционального результата, а также снижает экономическую привлекательность устройства. Конусообразная форма корпуса (бункера), из которого производится выброс порошка, препятствует эффективному формированию пылевого облака из огнетушащего порошка, поскольку давление газа, уже сниженное при подходе к расширяющемуся сечению, резко падает при выходе в большой объем защищаемого пространства, что приводит также к резкому снижению скорости и дальности выброса. Наличие во внутреннем объеме бункера распылителя для диспергирования огнетушащего порошка, частично перекрывающего выходное отверстие устройства, создает дополнительное сопротивление и снижает энергию газа - рабочего тела, выбрасывающего порошок, а также приводит к неравномерности распределения порошка по сечению выбрасываемой газопорошковой смеси, к уменьшению дальности действия, нестабильности и неполноте выброса и, соответственно, к снижению эффективности функционирования устройства. Заполнение рабочей камеры сжатым газом высокого давления (15 МПа и более) отрицательно сказывается на безопасности. Конструктивные особенности устройства предопределены типом используемого датчика, а именно датчика ударной волны, который при этом является составной частью устройства, что снижает эксплуатационные возможности и удобства, не позволяет устройству сработать на упреждение, до прихода ударной волны, не исключает взрыв метана в контролируемой зоне, а только ограничивает распространение огня на смежный участок. В соответствии с горно-геологическими факторами, когда исключена возможность монтажа выносной штанги в прямолинейном направлении, устройство требует доработки.The known device, although partially reduces some of the disadvantages of the above analogue, such as inertia, but nevertheless does not exclude it. The device is bulky, has a large number of assembly units, movable elements (piston, piston rod, etc.) are a fairly massive assembly, which leads to a relatively low efficiency of using the potential energy of compressed gas. The design of the device was developed taking into account the need to duplicate the process of forming the primary explosion-proofing barrier and interacting with the processes of forming additional explosion-proofing screens, it involves the destruction of the first device in the path of the blast wave, which characterizes the low efficiency of the design and the instability of reproducing the functional result, and also reduces the economic attractiveness of the device. The conical shape of the body (hopper) from which the powder is emitted prevents the effective formation of a dust cloud from the extinguishing powder, since the gas pressure, already reduced when approaching the expanding section, drops sharply when entering a large volume of the protected space, which also leads to a sharp decrease ejection speed and range. The presence in the inner volume of the spray hopper for dispersing the extinguishing powder, partially covering the outlet of the device, creates additional resistance and reduces the energy of the gas — the working fluid emitting the powder, and also leads to uneven distribution of the powder over the cross section of the ejected gas-powder mixture, to a decrease in the range of action, instability and incomplete release and, accordingly, to reduce the efficiency of the device. Filling the working chamber with high-pressure compressed gas (15 MPa or more) adversely affects safety. The design features of the device are predetermined by the type of sensor used, namely, a shock wave sensor, which at the same time is an integral part of the device, which reduces operational capabilities and amenities, does not allow the device to work ahead, before the shock wave arrives, does not exclude a methane explosion in the controlled area, and only limits the spread of fire to an adjacent area. In accordance with mining and geological factors, when the possibility of mounting a remote rod in a rectilinear direction is excluded, the device requires refinement.

Кроме того, в силу конструктивных особенностей как аналога, так и прототипа известные устройства невозможно эффективно использовать в наклонном положении.In addition, due to the design features of both the analog and the prototype, known devices cannot be effectively used in an inclined position.

Задачей настоящего технического решения является разработка мортиры пылеметной газодинамической, универсальной по типу используемого датчика, позволяющей расширить диапазон областей применения, повысить безопасность, надежность и эффективность дистанционной защиты контролируемого пространства от огня и взрывов, локализовать эти факторы на дальних подступах от устройства, расширить эксплуатационные возможности и удобства за счет создания условий по увеличению импульсности и дальности выброса гармонично организованного компактного и равномерно распределенного по сечению потока газопорошковой смеси, позволяющего создать встречную ударную волну, независимо от расположения мортиры в пространстве.The objective of this technical solution is to develop a dusty gas-dynamic mortar, universal in type of the sensor used, which allows expanding the range of applications, increasing the safety, reliability and effectiveness of distance protection of the controlled space from fire and explosions, localizing these factors at far approaches from the device, expanding operational capabilities and convenience by creating conditions to increase the momentum and emission range of a harmoniously organized compact first and uniformly distributed over the cross section of the powder mixture stream, which allows to create a shock wave counter, regardless of location in space mortars.

Поставленная задача решается заявляемой конструкцией мортиры пылеметной газодинамической, содержащей корпус, контейнер, наполненный огнетушащим порошком и на выходе перекрытый легко разрушаемой диафрагмой, поршень, камеру с заданным давлением находящегося в ней газа, средство, обеспечивающее генерирование газа, снабженное электровоспламенителем. Особенность заключается в том, что корпус выполнен цилиндрическим, со стороны контейнера оснащен фланцем, внутренний диаметр которого меньше диаметра поршня, средство, обеспечивающее генерирование газа представляет собой газогенератор, закрепленный в горловине корпуса соосно и размещенный в полости, образованной корпусом и поршнем, выполненным с постоянной толщиной, камера с заданным давлением находящегося в ней газа, через, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в поршне сообщена с полостью, в которой размещен газогенератор, отделена от контейнера с огнетушащим порошком вскрываемой мембраной, в контейнере, с зазором от вскрываемой мембраны расположена первая перегородка, а со стороны выпуска газопорошковой смеси вплотную к диафрагме - вторая перегородка, причем перегородки выполнены подвижными, а первая перегородка в нижней части имеет сквозную выборку по хорде.The problem is solved by the claimed design of the dusty gas-dynamic mortar, comprising a housing, a container filled with fire extinguishing powder and at the exit blocked by an easily destructible diaphragm, a piston, a chamber with a given pressure of the gas contained in it, a means for generating gas equipped with an electric igniter. The peculiarity lies in the fact that the housing is cylindrical, equipped with a flange on the container side, the inner diameter of which is smaller than the diameter of the piston, the means for generating gas is a gas generator, mounted coaxially in the neck of the housing and placed in a cavity formed by the housing and the piston made with a constant thick, a chamber with a given pressure of the gas contained in it, through at least one through hole in the piston communicates with the cavity in which the gas generator is located, and from the container with extinguishing powder by an openable membrane, in the container, with a gap from the openable membrane, there is a first partition, and on the discharge side of the gas-powder mixture close to the diaphragm there is a second partition, and the partitions are movable, and the first partition in the lower part has a through selection along the chord .

В частности, легко разрушаемая диафрагма выполнена из прессованного картона с насечками или из полимерной пленки.In particular, the easily destructible diaphragm is made of pressed cardboard with notches or of a polymer film.

В частности, поршень оснащен элементом, обеспечивающим радиальное вскрытие мембраны, ширина которого меньше внутреннего диаметра фланца, а высота выбрана из условия исключения его взаимодействия с первой перегородкой.In particular, the piston is equipped with an element that provides radial opening of the membrane, the width of which is less than the inner diameter of the flange, and the height is selected so that it does not interact with the first baffle.

В частности, во фланце корпуса со стороны мембраны выполнена кольцевая с фигурным профилем выборка с образованием заостренного контура внутреннего диаметра фланца.In particular, a ring-shaped sample with a curved profile is made in the housing flange on the membrane side with the formation of a pointed contour of the inner diameter of the flange.

В частности, вскрываемая мембрана снабжена радиальными насечками.In particular, the opening membrane is provided with radial notches.

В частности, вскрываемая мембрана выполнена из металла или из комзиционного полимерного материала.In particular, the openable membrane is made of metal or of komzitsionnogo polymer material.

В частности, перегородки выполнены из пенопласта или войлока.In particular, the partitions are made of foam or felt.

В частности, первая перегородка со стороны вскрываемой мембраны совмещена с прокладкой, выполненной из резины или полимерной пленки.In particular, the first partition from the side of the opened membrane is combined with a gasket made of rubber or a polymer film.

В частности, камера с заданным давлением сообщена со средством его поддержания в виде баллона со сжатым или сжиженным газом или компрессора.In particular, a chamber with a given pressure is in communication with a means of maintaining it in the form of a cylinder with compressed or liquefied gas or a compressor.

В частности, корпус оснащен элементами, обеспечивающими крепление мортиры на лафете или к газоотводящей магистрали или к ее разгрузочному вертикально ориентированному ответвлению.In particular, the casing is equipped with elements that ensure the mortars are mounted on a carriage or to a gas outlet line or to its discharge vertically oriented branch.

Отличительными признаками предлагаемой конструкции мортиры от прототипа являются: отсутствие взаимосвязи выполнения конструктивных элементов и их компоновки от типа используемого датчика; минимизация числа сборочных элементов; компактность устройства в целом; наличие цельного поршня (в прототипе - полый поршень со множеством элементов во внутреннем объеме); иным средством, обеспечивающим генерирование газа, - газогенератор, как отдельная сборочная единица (в прототипе - на шток-поршне, расположенном в цилиндрической полости полого поршня, предусмотрена газогенерирующая камера с размещенным в ней газообразующим химическим составом с электровоспламенителем); приданием иной функции поршню при его перемещении - сжатие газа в камере с первоначально заданным давлением (в прототипе - движение поршня служит для организации пропуска газа из камеры с первоначально заданным высоким давлением через отверстия в его стенках к разрушаемой диафрагме); отсутствием препятствий на пути газопорошковой смеси, только легко разрушаемая диафрагма (в прототипе, кроме диафрагмы установлен распылитель); иным уровнем заданного давления в камере с газом; иной формой корпуса - цилиндр (в прототипе имеется конусообразная часть); возможностью реализации функционального результата при установке на газоотводящих магистралях и ее разгрузочных вертикально ориентированных ответвлениях; минометный принцип выброса газопорошковой пылеобразной смеси, причем время от момента подачи сигнала до окончания выброса газопорошковой смеси составляет не более 13 миллисекунд при дальности 45 м (в прототипе 18-20 миллисекунд при дальности 30 м); возможностью любой ориентации мортиры в пространстве при монтаже (в прототипе только горизонтально); отсутствием необходимости постоянного контроля за уровнем заданного давления (достаточно раз в год, т.к. заданное давление составляет 0,4-0,6 МПа, а давление, необходимое для вскрытия мембраны и метания газопорошковой смеси, создается при работе поршня).Distinctive features of the proposed mortar design from the prototype are: the lack of interconnection between the implementation of structural elements and their layout from the type of sensor used; minimizing the number of assembly elements; compactness of the device as a whole; the presence of a solid piston (in the prototype a hollow piston with many elements in the internal volume); another means of generating gas is a gas generator, as a separate assembly unit (in the prototype, on the piston rod located in the cylindrical cavity of the hollow piston, a gas-generating chamber with a gas-forming chemical composition with an electric igniter is placed in it); giving the piston a different function when moving it — compresses the gas in the chamber with the originally set pressure (in the prototype — the piston moves to organize the passage of gas from the chamber with the originally set high pressure through the holes in its walls to the destructible diaphragm); the absence of obstacles in the way of the gas-powder mixture, only the easily destructible diaphragm (in the prototype, in addition to the diaphragm, a spray is installed); a different level of the set pressure in the chamber with gas; another form of the body is a cylinder (in the prototype there is a cone-shaped part); the possibility of implementing a functional result when installed on gas exhaust lines and its discharge vertically oriented branches; the mortar principle of the ejection of a gas-powder dust-like mixture, and the time from the moment the signal is supplied to the end of the ejection of the gas-powder mixture is not more than 13 milliseconds at a range of 45 m (in the prototype 18-20 milliseconds at a range of 30 m); the possibility of any orientation of the mortars in space during installation (in the prototype only horizontally); the absence of the need for constant monitoring of the level of the set pressure (enough once a year, because the set pressure is 0.4-0.6 MPa, and the pressure required to open the membrane and throw the gas-powder mixture is created during the operation of the piston).

Известно устройство формирования пылевого облака для локализации взрывов по патенту РФ №2335633 (опубл. 10.10.2008 г.), в котором заявлен принцип минометного выброса порошка, при котором используют подвижные перегородки, действующие как пыж, запирающие порошок в корпусе с двух сторон без доступа газа для того, чтобы в начальный момент выброса вся эта сборка вылетала, как пробка. Но есть все разумные основания полагать, что слежавшийся порошок не позволит достичь заявленного результата, плотность порошка неравномерна по сечению, кроме того, на выходе из устройства стоит рассекатель.A device for generating a dust cloud for the localization of explosions according to the patent of the Russian Federation No. 2355633 (published on 10.10.2008) is stated, in which the principle of powder mortar emission is stated, in which movable partitions are used, acting as wads, locking the powder in the housing on both sides without access gas so that at the initial moment of release all this assembly would fly out like a cork. But there is every reasonable reason to believe that the caked powder will not allow to achieve the stated result, the density of the powder is uneven in cross section, in addition, a divider is placed at the exit of the device.

В заявляемой конструкции мортиры на пути летящей сборки только легко разрушаемая диафрагма, а сам порошок, за счет первоначального поступления газа в нижнюю самую уплотненную часть порошка через сквозную выборку в первой подвижной перегородке, уже аэрирован и подготовлен к метанию.In the claimed design, the mortars on the path of the flying assembly are only easily destroyed by the diaphragm, and the powder itself, due to the initial flow of gas into the lower most densified part of the powder through the through sample in the first movable partition, is already aerated and prepared for throwing.

Предложенная совокупность существенных признаков неизвестна из уровня техники. Но именно такое сочетание признаков позволило путем конструктивного обеспечения стабильно воспроизводить эффективный функциональный результат работы заявляемой мортиры и решить поставленную задачу.The proposed set of essential features is unknown from the prior art. But it was precisely this combination of features that made it possible by means of constructive support to stably reproduce the effective functional result of the claimed mortar and solve the problem.

Предлагаемая мортира пылеметная газодинамическая иллюстрируется графическими изображениями:The proposed mortar gas-dynamic dust is illustrated by graphic images:

Фиг.1 - продольный разрез мортиры с поршнем, оснащенным элементом вскрытия мембраны;Figure 1 is a longitudinal section of a mortar with a piston equipped with a membrane opening element;

Фиг.2 - узел А на фиг.1 при выполнении кольцевой выборки во фланце корпуса;Figure 2 - node a in figure 1 when performing ring sampling in the flange of the housing;

Фиг.3 - общий вид мортиры, закрепленной на лафете;Figure 3 - General view of the mortar, mounted on a gun carriage;

Фиг.4 - общий вид мортиры с фланцевым креплением на газоотводящей магистрали;Figure 4 - General view of the mortar with flange mounting on the exhaust pipe;

Фиг.5 - общий вид мортиры с фланцевым креплением к разгрузочному ответвлению газоотводящей магистрали;5 is a General view of the mortar with flange mounting to the discharge branch of the exhaust pipe;

Фиг.6 - фото факела распыла огнетушащего порошка при срабатывании мортиры в неограниченное пространство.6 is a photo of a spray torch of extinguishing powder when the mortar is triggered in unlimited space.

Мортира (Фиг.1) содержит корпус 1, контейнер 2 с огнетушащим порошком 3, перекрытый диафрагмой 4, поршень 5, камеру 6 с заданным давлением находящегося в ней газа (любой инертный, например углекислый газ, или воздух). В горловине корпуса 1 закреплен газогенератор 7. Корпус 1 со стороны контейнера 2 оснащен фланцем 8. Генерируемые газы поступают в полость 9, образованную корпусом 1 и поршнем 5. Камера 6 сообщена с полостью 9 через, по меньшей мере, одно отверстие 10, отделена от контейнера 2 вскрываемой мембраной 11 (например, из нержавеющей стали или оцинкованного железа или стекло- или углепластика). В контейнере 2 размещены первая перегородка 12, которая может быть упрочнена прокладкой 13, вторая перегородка 14. Камера 6 может быть сообщена со средством поддержания давления 15. Корпус оснащен элементами 16 (например, серьга) и/или 17 (например, фланец), обеспечивающими крепление мортиры соответственно на лафете или к газоотводящей магистрали или к ее ответвлению (Фиг.3 и Фиг.4). Газогенератор 7 через клеммную коробку 18 и кабель 19 соединен с датчиком 20 с малым временем выдачи управляющего импульса (может быть оптическим, ударной волны, тепловым и т.д.). Поршень 5 может быть в необходимых случаях практической реализации конструкции мортиры оснащен элементом 21 для гарантированного вскрытия мембраны 11. Для обеспечения радиального вскрытия мембраны элемент 21 может быть выполнен, например, из, по меньшей мере, двух металлических пластин в виде прямоугольных трапеций с заточенными ребрами, соединенных между собой большими основаниями, а с поршнем соединенных по стороне, являющейся высотой трапеции. При креплении мортиры, например, к магистрали поджатие диафрагмы 4 осуществляют ответным фланцем, которым оснащена магистраль. При креплении мортиры на лафете диафрагму 4 поджимают, например, кольцом, скрепленным с фланцем 17.Mortira (Figure 1) contains a housing 1, a container 2 with a fire extinguishing powder 3, blocked by a diaphragm 4, a piston 5, a chamber 6 with a given pressure of the gas contained in it (any inert, such as carbon dioxide, or air). A gas generator is fixed in the neck of the housing 1. The housing 1 is equipped with a flange 8 on the container 2 side. The generated gases enter the cavity 9 formed by the housing 1 and the piston 5. The chamber 6 is in communication with the cavity 9 through at least one opening 10 and is separated from container 2 with an openable membrane 11 (for example, stainless steel or galvanized iron or glass or carbon fiber). In the container 2, a first partition 12 is placed, which can be hardened by a gasket 13, a second partition 14. The chamber 6 can be in communication with a means of maintaining pressure 15. The housing is equipped with elements 16 (for example, an earring) and / or 17 (for example, a flange), providing mounting mortars, respectively, on the carriage or to the exhaust pipe or to its branch (Fig. 3 and Fig. 4). The gas generator 7 through the terminal box 18 and the cable 19 is connected to the sensor 20 with a short time of issuing a control pulse (it can be optical, shock wave, thermal, etc.). The piston 5 may be, in necessary cases of practical implementation of the mortar design, equipped with an element 21 for guaranteed opening of the membrane 11. To ensure radial opening of the membrane, element 21 can be made, for example, of at least two metal plates in the form of rectangular trapezoid with sharpened ribs, interconnected by large bases, and with a piston connected on the side that is the height of the trapezoid. When attaching the mortars, for example, to the highway, the pressing of the diaphragm 4 is carried out by the counter flange with which the highway is equipped. When fixing the mortars on the carriage, the diaphragm 4 is pressed, for example, with a ring fastened to the flange 17.

Мортира работает следующим образом. При вспышке, дефлограционном или взрывном горении метано- и/или пылевоздушной смеси или смеси углеводородов (пропан, метан, этан, этилен и т.п.) с воздухом датчик 20 слежения за обстановкой, установленный на расстоянии 100-150 м от мортиры в контролируемом пространстве, передает электрический импульс по кабелю 19, соединенному в клеммной коробке 18 с выводами электровоспламенителя (условно не показан) газогенератора 7. Происходит воспламенение пиротехнического состава (например, навеска дымного охотничьего пороха марки ДРП-3 по ГОСТ 1028) газогенератора 7. Давление, создающееся в полости 9 генерируемым газом, приводит в движение поршень 5, который сжимает газ в камере 6. Вначале сжатый газ после вскрытия мембраны 11 поступает через сквозную выборку в перегородке 12 в нижнюю уплотненную часть порошка 3 и аэрирует его. Практически одновременно перегородки 12, 14 и порошок 3 начинают совместный вылет из мортиры, вскрывая легко разрушаемую диафрагму 4, и гармонично организованный поток газопорошковой смеси поступает в защищаемое пространство.Mortira works as follows. During an outbreak, deflogration, or explosive combustion of a methane and / or dusty air mixture or a mixture of hydrocarbons (propane, methane, ethane, ethylene, etc.) with air, a sensor 20 for monitoring the situation, installed at a distance of 100-150 m from the mortar in a controlled space, transmits an electrical impulse through a cable 19 connected in the terminal box 18 with the leads of an electric igniter (not shown conventionally) of the gas generator 7. The pyrotechnic composition ignites (for example, a sample of hunting powder of DRP-3 brand according to GOST 1028) gas generator pressure 7. The pressure generated in the cavity 9 by the generated gas drives a piston 5, which compresses the gas in the chamber 6. First, the compressed gas, after opening the membrane 11, enters through the through sampling in the partition 12 into the lower compacted part of the powder 3 and aerates it. Almost simultaneously, the partitions 12, 14 and the powder 3 begin a joint departure from the mortar, opening the easily destructible diaphragm 4, and a harmoniously organized flow of the gas-powder mixture enters the protected space.

Навеску пороха в газогенераторе выбирают обусловленной исчерпанием кинетической энергии поршня в момент вскрытия мембраны.A portion of the powder in the gas generator is selected due to the exhaustion of the kinetic energy of the piston at the time of opening of the membrane.

Конструктивные параметры мортиры, условия нагружения и вес метаемого заряда огнетушащего порошка связаны соотношениями:The design parameters of the mortar, loading conditions and the weight of the missile charge of the extinguishing powder are related by the relations:

Figure 00000001
;
Figure 00000001
;

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где G - вес метаемого заряда огнетушащего порошка, кг;where G is the weight of the missile charge extinguishing powder, kg;

Figure 00000003
- объем камеры 6 между мембраной 11 и поршнем 5 в исходном перед выстрелом положении, м3, фиг.1;
Figure 00000003
- the volume of the chamber 6 between the membrane 11 and the piston 5 in the initial position before firing, m 3 , figure 1;

Dk - внутренний диаметр камеры 6, фиг.1;D k - the inner diameter of the chamber 6, figure 1;

Pн - давление наддува в камере 6, МПа;P n - boost pressure in the chamber 6, MPa;

Figure 00000004
- длина камеры 6 между мембраной 11 и поршнем 5 при вскрытии мембраны 11, м;
Figure 00000004
- the length of the chamber 6 between the membrane 11 and the piston 5 when opening the membrane 11, m;

Lk - длина камеры 6 между мембраной 11 и поршнем 5 в исходном перед выстрелом положении, м.L k - the length of the chamber 6 between the membrane 11 and the piston 5 in the initial position before firing, m

Пример 1.Example 1

Примем: Dk=0,204 м; Lk=1,05 м; Pн=0,6 МПа.Take: D k = 0.204 m; L k = 1.05 m; P n = 0.6 MPa.

По формулам получим: G≤25 кг.According to the formulas we get: G≤25 kg.

Пример 2.Example 2

Примем: G=25 кг; Pн=0,4 МПа.Take: G = 25 kg; P n = 0.4 MPa.

По формулам получим: Vk≥0,051 м3;According to the formulas we get: V k ≥0.051 m 3 ;

если Dk=0,1 м, то Lk=6,5 м;if D k = 0.1 m, then L k = 6.5 m;

Dk=0,2 м, то Lk=1,6 м;D k = 0.2 m, then L k = 1.6 m;

Dk=0,3 м, то Lk=0,72 м.D k = 0.3 m, then L k = 0.72 m.

Пример 3.Example 3

Примем: Dk=0,3 м; Lk=1,5 м; G=25 кг.Take: D k = 0.3 m; L k = 1.5 m; G = 25 kg.

По формулам получим: Pн≥0,2 МПа.By the formulas we get: P n ≥0.2 MPa.

Мортира, снаряженная огнетушащим порошком "Феникс" в количестве 30 кг, успешно испытана в ОАО УК "Южкузбассуголь" в условиях его филиалов "Шахта Есаульская", "Шахта Абашевская", "Шахта Осинники", "Шахта Ульяновская". При этом навеска пороха марки ДРП-3 составляла 150 г, а заданное давление 0,6 МПа.30 Mortar equipped with Phoenix fire extinguishing powder was successfully tested at Yuzhkuzbassugol Management Company OJSC under the conditions of its branches: Esaulskaya Mine, Abashevskaya Mine, Osinniki Mine, Ulyanovskaya Mine. At the same time, the weight of gunpowder of the DRP-3 brand was 150 g, and the set pressure was 0.6 MPa.

При срабатывании мортиры конфигурация распыла порошка 3 представляет собой результат сложного двухфазного истечения высокотурбулентной газопорошковой смеси из контейнера 2. При выходе из мортиры газопорошковая смесь формирует угол раствора струи распыления, который составляет 12-15°. Далее за счет сопротивления окружающего воздуха факел распыла резко увеличивается в поперечном сечении. Дальность выстрела (шлейф распыления порошка) составляет не менее 45 м (Фиг.4).When the mortar is activated, the configuration of the powder spray 3 is the result of a complex two-phase outflow of a highly turbulent gas-powder mixture from the container 2. When leaving the mortar, the gas-powder mixture forms the angle of the spray jet, which is 12-15 °. Further, due to the resistance of the ambient air, the spray torch sharply increases in cross section. The firing range (plume of powder spraying) is at least 45 m (Figure 4).

Мортира как изделие отвечает требованиям стандартов пожаровзрывобезопасности, не является источником образования пожаро- и взрывоопасной среды, источником зажигания и инициирования взрыва в условиях атмосферы горных выработок или транзита по магистралям газа любой концентрации, снижает физические и нервнопсихологические нагрузки на персонал.Mortira as a product meets the requirements of fire and explosion safety standards, is not a source of the formation of a fire and explosive atmosphere, a source of ignition and explosion initiation in an atmosphere of mine workings or transit through gas pipelines of any concentration, reduces physical and psychological stress on staff.

Таким образом, заявляемая конструкция мортиры пылеметной газодинамической практически реализуема и позволяет удовлетворить давно существующую потребность в решении поставленной задачи.Thus, the claimed design of the dusty gas dynamic mortar is practically feasible and allows you to satisfy a long-standing need for solving the problem.

Claims (10)

1. Мортира пылеметная газодинамическая, содержащая корпус, контейнер, наполненный огнетушащим порошком и на выходе перекрытый легко разрушаемой диафрагмой, поршень, камеру с заданным давлением находящегося в ней газа, средство, обеспечивающее генерирование газа, снабженное электровоспламенителем, отличающаяся тем, что корпус выполнен цилиндрическим, со стороны контейнера оснащен фланцем, внутренний диаметр которого меньше диаметра поршня, средство, обеспечивающее генерирование газа представляет собой газогенератор, закрепленный в горловине корпуса соосно и размещенный в полости, образованной корпусом и поршнем, выполненным с постоянной толщиной, камера с заданным давлением находящегося в ней газа через, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в поршне сообщена с полостью, в которой размещен газогенератор, отделена от контейнера с огнетушащим порошком вскрываемой мембраной, в контейнере с зазором от вскрываемой мембраны расположена первая перегородка, а со стороны выпуска газопорошковой смеси вплотную к диафрагме - вторая перегородка, причем перегородки выполнены подвижными, а первая перегородка в нижней части имеет сквозную выборку по хорде.1. Mortar gas-dynamic dust-containing, containing a housing, a container filled with fire-extinguishing powder and at the exit blocked by an easily destructible diaphragm, a piston, a chamber with a given pressure of the gas contained in it, a means for generating gas, equipped with an electric igniter, characterized in that the housing is cylindrical, on the container side is equipped with a flange, the inner diameter of which is less than the diameter of the piston, the means for generating gas is a gas generator fixed in g the barrel of the housing coaxially and placed in the cavity formed by the housing and the piston made with a constant thickness, the chamber with a given pressure of the gas contained in it through at least one through hole in the piston communicates with the cavity in which the gas generator is located, is separated from the container with a fire-extinguishing powder with an openable membrane, the first partition is located in the container with a gap from the openable membrane, and on the discharge side of the gas-powder mixture close to the diaphragm is the second partition, and the partition is made movable, and the first partition in the lower part has a through the sample along the chord. 2. Мортира по п.1, отличающаяся тем, что легко разрушаемая диафрагма выполнена из прессованного картона с насечками или из полимерной пленки.2. Mortar according to claim 1, characterized in that the easily destructible diaphragm is made of pressed cardboard with notches or of a polymer film. 3. Мортира по п.1, отличающаяся тем, что поршень оснащен элементом, обеспечивающим радиальное вскрытие мембраны, ширина которого меньше внутреннего диаметра фланца, а высота выбрана из условия исключения его взаимодействия с первой перегородкой.3. Mortar according to claim 1, characterized in that the piston is equipped with an element that provides radial opening of the membrane, the width of which is less than the inner diameter of the flange, and the height is selected so that it does not interact with the first baffle. 4. Мортира по п.1, отличающаяся тем, что во фланце корпуса со стороны мембраны выполнена кольцевая с фигурным профилем выборка с образованием заостренного контура внутреннего диаметра фланца.4. Mortar according to claim 1, characterized in that in the flange of the housing on the membrane side, an annular sample with a curved profile is made with the formation of a pointed contour of the inner diameter of the flange. 5. Мортира по п.1, отличающаяся тем, что вскрываемая мембрана снабжена радиальными насечками.5. Mortar according to claim 1, characterized in that the opened membrane is provided with radial notches. 6. Мортира по п.1, отличающаяся тем, что вскрываемая мембрана выполнена из металла или из композиционного полимерного материала.6. Mortar according to claim 1, characterized in that the membrane to be opened is made of metal or of a composite polymer material. 7. Мортира по п.1, отличающаяся тем, что перегородки выполнены из пенопласта или войлока.7. Mortira according to claim 1, characterized in that the partitions are made of foam or felt. 8. Мортира по п.1, отличающаяся тем, что первая перегородка со стороны вскрываемой мембраны совмещена с прокладкой, выполненной из резины или полимерной пленки.8. Mortira according to claim 1, characterized in that the first partition from the side of the opened membrane is combined with a gasket made of rubber or a polymer film. 9. Мортира по п.1, отличающаяся тем, что камера с заданным давлением сообщена со средством его поддержания в виде баллона со сжатым или сжиженным газом или компрессором.9. Mortira according to claim 1, characterized in that the chamber with a given pressure is in communication with the means for maintaining it in the form of a cylinder with compressed or liquefied gas or a compressor. 10. Мортира по п.1, отличающаяся тем, что корпус оснащен элементами, обеспечивающими крепление мортиры на лафете или к газоотводящей магистрали или к ее разгрузочному вертикально ориентированному ответвлению. 10. Mortira according to claim 1, characterized in that the casing is equipped with elements for securing the mortars on a carriage or to a gas outlet line or to its discharge vertically oriented branch.
RU2011102377/03A 2011-01-21 2011-01-21 Dust-throwing gas-dynamic mortar RU2457333C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011102377/03A RU2457333C1 (en) 2011-01-21 2011-01-21 Dust-throwing gas-dynamic mortar

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011102377/03A RU2457333C1 (en) 2011-01-21 2011-01-21 Dust-throwing gas-dynamic mortar

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2457333C1 true RU2457333C1 (en) 2012-07-27

Family

ID=46850746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011102377/03A RU2457333C1 (en) 2011-01-21 2011-01-21 Dust-throwing gas-dynamic mortar

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2457333C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109772065A (en) * 2019-03-03 2019-05-21 贵州贵安新联爆破工程有限公司 A kind of explosion water curtain dust fall device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1101557A1 (en) * 1982-07-28 1984-07-07 Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности Apparatus for suppressing the explosion of dust-gas mixture
RU15753U1 (en) * 1999-06-25 2000-11-10 Чуприков Алексей Егорович AUTOMATIC DEVICE FOR SUPPRESSING FIRE IN MINING MINES
RU2244833C2 (en) * 2003-03-14 2005-01-20 Горлов Юрий Владимирович Method of localization of explosion of methane-and-air mixture and coal dust and device for realization of this method (versions)
RU2335633C2 (en) * 2006-09-22 2008-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП "ЦНИИМАШ") Device for generating dust cloud for localisation of explosions
RU2342535C1 (en) * 2007-05-14 2008-12-27 ЗАО "Межведомственная комиссия по взрывному делу при Академии горных наук" (ЗАО "МВК по ВД при АГН") Method of localisation of explosions of methan-air mixture and/or coal dust in underground mine workings and facility for implementation of this method (versions)

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1101557A1 (en) * 1982-07-28 1984-07-07 Государственный Макеевский Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности Apparatus for suppressing the explosion of dust-gas mixture
RU15753U1 (en) * 1999-06-25 2000-11-10 Чуприков Алексей Егорович AUTOMATIC DEVICE FOR SUPPRESSING FIRE IN MINING MINES
RU2244833C2 (en) * 2003-03-14 2005-01-20 Горлов Юрий Владимирович Method of localization of explosion of methane-and-air mixture and coal dust and device for realization of this method (versions)
UA80945C2 (en) * 2003-03-14 2007-11-26 Appliance for localization of explosion of methane-air mix (variants)
RU2335633C2 (en) * 2006-09-22 2008-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП "ЦНИИМАШ") Device for generating dust cloud for localisation of explosions
RU2342535C1 (en) * 2007-05-14 2008-12-27 ЗАО "Межведомственная комиссия по взрывному делу при Академии горных наук" (ЗАО "МВК по ВД при АГН") Method of localisation of explosions of methan-air mixture and/or coal dust in underground mine workings and facility for implementation of this method (versions)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109772065A (en) * 2019-03-03 2019-05-21 贵州贵安新联爆破工程有限公司 A kind of explosion water curtain dust fall device
CN109772065B (en) * 2019-03-03 2023-08-29 贵州贵安新联爆破工程有限公司 Blasting water curtain dust fall device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2342535C1 (en) Method of localisation of explosions of methan-air mixture and/or coal dust in underground mine workings and facility for implementation of this method (versions)
US20050139363A1 (en) Fire suppression delivery system
US6860187B2 (en) Projectile launching apparatus and methods for fire fighting
RU2267738C2 (en) Method for seismic reconnaissance, method for fire fighting
EP2881148B1 (en) Unidirectional, sprinkler-type,high-explosive-fragmentation-free fire-extinguishing bomb
RU2658690C1 (en) Multifunctional automatic system of localization of explosions of dust and gas-air mixtures in underground mining workings containing devices for localization of explosions
EA012131B1 (en) Processes to fight foci of heat and/or fires of any magnitude and equipment for running thereof, devices for fire extinction and compounds promoting fire extinction
US7836965B2 (en) Method and device for controlling and/or putting out fires
JP2911154B2 (en) Method and apparatus for finely dispersing a fluid in a gaseous medium
KR101606921B1 (en) A forest fire suppressing bomb
US20150182768A1 (en) Target-Specific Fire Fighting Device for Launching a Liquid Charge at a Fire
WO2021143944A1 (en) Fire extinguishing system
RU2674378C1 (en) Method of localization of explosion of methane-air mixture and coal dust and device for its implementation
CN101940825B (en) Oil gas explosion suppression method in restricted space
RU2457333C1 (en) Dust-throwing gas-dynamic mortar
RU2445138C2 (en) Barrelled thrower
RU2193906C2 (en) Fire-extinguishing method and rocket-type fire-extinguishers for effectuating method
RU2244833C2 (en) Method of localization of explosion of methane-and-air mixture and coal dust and device for realization of this method (versions)
CN208372336U (en) A kind of throwing type extinguishing device
RU2335633C2 (en) Device for generating dust cloud for localisation of explosions
US3685453A (en) Antipersonnel mine destruct system
RU2740594C1 (en) Fire-extinguishing shell
CN209820293U (en) Blasting dust fall fire gun device that disappears
CN109764764B (en) Blasting dust fall fire prevention gun device
RU193123U1 (en) DEVICE FOR LOCALIZING EXPLOSIONS OF DUST AND GAS AIR-MIXTURES IN UNDERGROUND MINING PRODUCTION

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170122