RU2592965C1

RU2592965C1 - Universal aerosol generator

Info

Publication number: RU2592965C1
Application number: RU2015112750/11A
Authority: RU
Inventors: Михаил Сергеевич Резников
Original assignee: Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева"
Priority date: 2015-04-08
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2016-07-27

Abstract

FIELD: fire safety.

SUBSTANCE: present invention relates to the means for making protective screens from generated smoke (aerosol) that is produced during the combustion of a functional pyrotechnic stick, and can be used as an agent for the primary fire suppression of fire hazards. Versatile aerosol generator comprises a central initiation assembly containing mechanical and electric igniters, equipped with a shielding flap and installed on the base diaphragm that has within distributed outlets, the base is combined with a screw socket that is arranged coaxially to the output pipe that is equipped with a detachable cover fixed on the housing that holds a functional stick of pyrotechnic composition. Outlet tube has radial smoke exhaust openings that are aligned with through slots in the adjacent rotary shell ring and the diaphragm rests on the flow rate controller made in the form of a disc with coaxial perforation holes, the handle of which is arranged between the igniters.

EFFECT: to expand the functionality of a versatile aerosol generator.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к пиротехнике, а более конкретно - к средствам для постановки маскирующих завес из генерируемого дыма (аэрозоля), образующегося при горении функциональной пиротехнической шашки, и может быть использовано в качестве средства огнетушения для первичного подавления очагов возгорания.The invention relates to pyrotechnics, and more specifically to means for setting masking curtains from the generated smoke (aerosol) generated during the combustion of a functional pyrotechnic checker, and can be used as a fire extinguishing agent for primary suppression of fires.

Уровень данной области техники характеризует генератор аэрозоля, описанный в патенте RU 2365855 С2, F41H 9/06, 2009 г., который содержит термоизолированный корпус с функциональной пиротехнической шашкой, размещенной в корпусе, электро- и механический воспламенители, смонтированные в диафрагме, имеющей распределенные по периферии выходные отверстия, которая расположена над кольцевой термозащитной обечайкой и образует с ней ресивер.The level of this technical field is characterized by the aerosol generator described in patent RU 2365855 C2, F41H 9/06, 2009, which contains a thermally insulated casing with a functional pyrotechnic block placed in the casing, electrical and mechanical igniters mounted in a diaphragm, which are distributed over the periphery of the outlet, which is located above the annular heat-shielding shell and forms a receiver with it.

Особенностью этого генератора является то, что диафрагма смонтирована на винтовом цоколе, сопряженном с патроном, который закреплен на корпусе.A feature of this generator is that the diaphragm is mounted on a screw base coupled to a cartridge that is mounted on the housing.

На выступающий торец цоколя навинчена предохранительная крышка, размещенная в направляющей трубе, по которой генерируемый при горении функциональной пиротехнической шашки дым выводится в атмосферу, где формируется маскирующее облако. В дымовой завесе значительная часть электромагнитного излучения в видимом диапазоне поглощается или рассеивается дисперсной фазой, снижая ее оптическую проницаемость, скрывая от прямой видимости технику и личный состав.A safety cover is screwed onto the protruding end of the base, which is located in the guide tube, through which the smoke generated during the combustion of the functional pyrotechnic checker is discharged into the atmosphere, where a masking cloud is formed. In the smokescreen, a significant part of electromagnetic radiation in the visible range is absorbed or scattered by the dispersed phase, reducing its optical permeability, hiding equipment and personnel from direct line of sight.

Предохранительная крышка перед эксплуатацией генератора снимается для ручного инициирования механического воспламенителя и функционирования генератора по назначению.The safety cover is removed before the generator is operated to manually initiate a mechanical igniter and to operate the generator as intended.

Недостатком описанного генератора маскирующего аэрозоля (дыма) является то, что предохранительная крышка, предотвращая механический доступ к воспламенителям, является проницаемой для электрического сигнала от наводок в цепи управления, случайного электрического импульса инициирования, а также не исключает возможности несанкционированного воздействия на механический воспламенитель установленного в грунт генератора после снятия крышки, что недопустимо по условиям эксплуатации.The disadvantage of the described generator of masking aerosol (smoke) is that the safety cover, preventing mechanical access to igniters, is permeable to an electrical signal from interference in the control circuit, an accidental electrical impulse of initiation, and also does not exclude the possibility of unauthorized exposure to a mechanical igniter installed in the ground generator after removing the cover, which is unacceptable according to operating conditions.

Отмеченный недостаток исключен в более совершенном генераторе дыма по патенту RU 138981 U1, F41H 9/06, 2013 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному универсальному генератору.The noted drawback is excluded in the more advanced smoke generator according to the patent RU 138981 U1, F41H 9/06, 2013, which, according to the technical nature and the number of matching features, was chosen as the closest analogue to the proposed universal generator.

Известный генератор для создания искусственных дымовых завес включает центральный узел инициирования, в диафрагме которого распределены выходные отверстия и закреплены электрический и механический воспламенители, расположенные в ресивере цоколя, сопряженного с винтовым патроном, установленным на корпусе, где через картонную прослойку запрессована функциональная многослойная пиротехническая шашка.The well-known generator for creating artificial smoke screens includes a central initiation unit, in the diaphragm of which the outlet openings are distributed and electric and mechanical igniters are mounted, located in the receiver of the base coupled to a screw cartridge mounted on the housing, where a functional multilayer pyrotechnic checker is pressed through a cardboard layer.

На выступающем торце винтового цоколя установлена предохранительная крышка.On the protruding end of the screw base has a safety cover.

Особенностью известного генератора является то, что узел инициирования оснащен дополнительной ступенью предохранения, выполненной в виде шиберной заслонки, размещенной поперек воспламенителей, перекрывая их энергонасыщенное снаряжение.A feature of the known generator is that the initiation unit is equipped with an additional stage of protection, made in the form of a slide gate located across the igniters, blocking their energy-saturated equipment.

В известном универсальном генераторе полностью исключено случайное срабатывание как электрического, так и механического воспламенителей от несанкционированных импульсов инициирования, которые экранируются шиберной заслонкой. Запуск генератора возможен только после удаления шиберной заслонки из огнепередаточного канала воспламенителей.In the well-known universal generator, accidental operation of both electric and mechanical igniters from unauthorized initiation pulses, which are shielded by a slide gate, is completely eliminated. The start of the generator is possible only after removing the slide gate from the fire transfer channel of the igniters.

При этом стало возможным использовать надежный ударный механизм инициирования механического воспламенителя с подпружиненным накольником капсюля, вырабатывающего тарированный огневой импульс запуска при ручном взведении, что стабилизирует работу саперов.At the same time, it became possible to use a reliable percussion mechanism for initiating a mechanical igniter with a spring-loaded capsule capsule that generates a calibrated fire trigger pulse when manually cocked, which stabilizes the work of sappers.

Однако недостатком известного универсального генератора является узко целевое использование только в качестве средства постановки искусственных дымовых завес, так как в случае его применения в качестве генератора огнетушащего аэрозоля, образующегося при горении функциональной пиротехнической шашки, эффективность подавления очага возгорания невысока.However, the disadvantage of the well-known universal generator is the narrowly targeted use only as a means of setting artificial smoke screens, since if it is used as a fire extinguishing aerosol generator generated by burning a functional pyrotechnic bomb, the suppression of the source of ignition is not high.

Это объясняется тем, что автономно истекающий через распределенные выходные отверстия аэрозоль не формируется в длиннофокусный струйный поток тушащей смеси ингибиторов горения в виде газообразных продуктов и конденсированных высокоэнергетических частиц, который возможно направлять непосредственно в очаг возгорания, чем повысить эффективность подавления пожара.This is because the aerosol that autonomously flows out through the distributed outlet openings does not form into the long-focus jet stream of the extinguishing mixture of combustion inhibitors in the form of gaseous products and condensed high-energy particles, which can be sent directly to the source of ignition, thereby increasing the efficiency of fire suppression.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение технологических возможностей универсального генератора, пригодного как для формирования объемной дымовой завесы, так и для эффективного струйного пожаротушения.The technical problem to which the present invention is directed is to expand the technological capabilities of a universal generator suitable both for the formation of a volumetric smoke screen and for effective jet fire extinguishing.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном универсальном генераторе аэрозоля, включающем центральный узел инициирования, содержащий механический и электрический воспламенители, оснащенные экранирующей заслонкой и установленные в снабженной распределенными выходными отверстиями диафрагме на цоколе, совмещенном с винтовым патроном, коаксиальным выходной трубе, снабженной съемной крышкой и закрепленной на корпусе, несущем функциональную шашку из пиротехнического состава, согласно изобретению в выходной трубке выполнены радиальные дымовыводящие окна, совмещенные со сквозными щелями в примыкающей поворотной обечайке, а диафрагма опирается на регулятор расхода, выполненный в форме диска с соосными перфорациями, рукоятка которого размещена между воспламенителями.The required technical result is achieved by the fact that in the well-known universal aerosol generator, including a central initiation unit, containing mechanical and electric igniters, equipped with a shielding damper and installed in a diaphragm equipped with distributed outlet openings, combined with a screw cartridge, a coaxial outlet pipe equipped with a removable cover and mounted on a housing carrying a functional piece of pyrotechnic composition according to the invention in the outlet tube radial smoke exhaust windows are made, combined with through slots in the adjacent rotary shell, and the diaphragm is supported by a flow regulator made in the form of a disk with coaxial perforations, the handle of which is placed between the igniters.

Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили универсальность конструкции за счет расширения технологических возможностей ее эффективного применения для генерирования огнетушащего аэрозоля и маскирующего дыма, выход которых осуществляется различными газодинамическими потоками в разных каналах, формируемых посредством поворота встроенного цилиндрического шибера (примыкающей к выходной трубке оболочки), каждый из которых оптимизирован для целевого применения.Distinctive features of the proposed technical solution ensured the universality of the design by expanding the technological capabilities of its effective application for generating fire extinguishing aerosol and masking smoke, the output of which is carried out by various gas-dynamic flows in different channels formed by rotation of the built-in cylindrical gate (adjacent to the outlet tube of the shell), each of which is optimized for the intended use.

При этом в генераторе стало возможным регулировать расходные параметры функционального аэрозоля/дыма.At the same time, it became possible to regulate the flow parameters of the functional aerosol / smoke in the generator.

Выполнение в выходной трубке радиальных дымовыводящих окон, совмещенных со сквозными щелями в примыкающей поворотной обечайке, направлено на ламинарное истечение генерируемого дыма во всех направлениях, распределено для образования объемной и протяженной маскирующей завесы, оптически непрозрачной.The implementation in the exhaust pipe of radial smoke exhaust windows, combined with through slots in the adjacent rotary shell, is aimed at the laminar outflow of the generated smoke in all directions, distributed to form a voluminous and extended masking curtain, optically opaque.

Эффективность формирования дымовой завесы увеличивается, когда съемная крышка не удаляется или после ручного инициирования механического воспламенителя устанавливается обратно на выходную трубку корпуса.The efficiency of the formation of the smoke screen increases when the removable cover is not removed or after manual initiation of a mechanical igniter is installed back on the outlet tube of the housing.

В случае использования генератора в качестве огнетушащего средства шиберная обечайка поворачиваются вокруг оси, перекрывая дымовыводящие окна, чтобы генерируемый тушащий аэрозоль, выбрасываемый сквозь распределенные выходные отверстия диафрагмы корпуса, турбулентно перемешивался в ней и струйно истекал через открытый торец выходной трубки, в которой происходит активное перемешивание и охлаждение огнетушащей смеси с инжектируемым извне воздухом.In the case of using the generator as a fire extinguishing agent, the gate shell is rotated around the axis, blocking the smoke exit windows, so that the generated extinguishing aerosol ejected through the distributed outlet openings of the body diaphragm is turbulently mixed in it and flowed out through the open end of the outlet tube, in which active mixing takes place and cooling the extinguishing mixture with injected air from the outside.

Поворот цилиндрической обечайки - шиберной заслонки осуществляется (при снятой крышке с выходной трубки) до перекрытия ее дымовыводящих окон.The rotation of the cylindrical shell - the gate valve is carried out (with the cover removed from the outlet tube) until its smoke-exhaust windows are closed.

Оснащение диафрагмы примыкающим поворотным диском с соосными перфорациями обеспечило возможность регулирования проходного сечения выпускных отверстий диафрагмы, то есть мерным поворотом диска за центральную рукоятку точно устанавливать удельный объем выдачи генерируемого аэрозоля/дыма.Equipping the diaphragm with an adjacent rotary disk with coaxial perforations made it possible to control the bore of the outlet openings of the diaphragm, that is, by measuring the disk by the central handle, the specific volume of the generated aerosol / smoke can be precisely determined.

Рукоятка расходного диска размещена на диафрагме между воспламенителями.The handle of the consumable disc is located on the diaphragm between the igniters.

Таким образом, в одной универсальной конструкции генератора осуществляются различные по назначению аэрозольные или дымовые образования, что позволяет унифицировать производство, упростив технологию изготовления корпусов и структурных комплектующих.Thus, in one universal design of the generator, aerosol or smoke formations of various purposes are carried out, which makes it possible to unify production, simplifying the manufacturing technology of cases and structural components.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивом единстве являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.Therefore, each essential feature is necessary, and their combination in stable unity is sufficient to achieve the novelty of a quality that is not inherent in the signs of disunity, that is, the stated technical problem is solved not by the sum of the effects, but by a new super-effect of the sum of the attributes.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по пиротехнике, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления универсального генератора на действующем производстве можно сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with identified analogues of the prior art, from which the invention does not explicitly follow for a pyrotechnic specialist, showed that it is unknown, and taking into account the possibility of industrial serial production of a universal generator in an existing production, we can conclude that the patentability conditions are met.

Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний формулы.The invention is illustrated by the drawing, which has a purely illustrative purpose and does not limit the scope of the claims of the formula.

На чертеже изображено:The drawing shows:

на фиг. 1 - общий вид универсального генератора;in FIG. 1 - general view of a universal generator;

на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1 (без крышки);in FIG. 2 is a view along arrow A in FIG. 1 (without cover);

на фиг. 3 - фрагмент диафрагмы переменного расхода.in FIG. 3 - a fragment of the diaphragm of variable flow.

Генератор по настоящему изобретению содержит металлический корпус 1, в котором через картонную термоизолирующую прослойку 2 запрессована функциональная шашка 3 из пиротехнического состава, дымооразующего или огнетушащего.The generator of the present invention contains a metal housing 1, in which a functional checker 3 of a pyrotechnic composition, smoke-generating or fire-extinguishing is pressed through a cardboard thermally insulating layer 2.

В корпусе 1 закреплен центральный винтовой патрон 4, в котором до упора завинчен сопрягаемый цоколь 5, закрытый сверху диафрагмой 6, оснащенной распределенными по периметру выходными отверстиями 7 (фиг. 2), соосными сквозным перфорациям 8 в примыкающем снизу диске 9 (фиг. 3), который служит для регулирования расхода.A central screw cartridge 4 is fixed in the housing 1, in which the mating cap 5 is completely screwed, closed at the top by a diaphragm 6, equipped with outlet openings 7 distributed around the perimeter (Fig. 2), coaxial through perforations 8 in the disk 9 adjacent to the bottom (Fig. 3) , which serves to regulate the flow.

Диск 9 установлен с возможностью регламентированных осевых поворотов за центральную рукоятку 10.The disk 9 is installed with the possibility of regulated axial rotations for the central handle 10.

Объем цоколя 5 под диафрагмой 6 образует ресивер 11.The volume of the cap 5 under the diaphragm 6 forms a receiver 11.

В диафрагме 6 закреплены сообщающиеся с пиротехнической шашкой 3 электровоспламенитель 12 и механический воспламенитель 13 ударного действия.In the diaphragm 6, an electric igniter 12 and a mechanical igniter 13 of shock action are connected to the pyrotechnic checker 3.

При этом торец цоколя 5 гарантированно выступает над патроном 4, смонтированным заподлицо с корпусом 1.At the same time, the end face of the cap 5 is guaranteed to protrude above the cartridge 4 mounted flush with the housing 1.

Коаксиально цоколю 5 на корпусе 1 закреплена выводящая трубка 14, внутри которой в примыкании установлена с возможностью относительного поворота обечайка 15. В трубке 14 выполнены дымовыводящие окна 16, соосные щелям 17 в цилиндрической обечайке 15.Coaxially with the base 5 on the housing 1, a lead-out pipe 14 is fixed, inside of which an adjacent shell 15 is mounted with a possibility of relative rotation. Smoke-exhaust windows 16 are made in the tube 14, coaxial with the slots 17 in the cylindrical shell 15.

Центральная рукоятка 10 размещена между воспламенителями 12, 13 (фиг. 2).The central handle 10 is located between the igniters 12, 13 (Fig. 2).

В служебном обращении и при хранении генератора воспламенители 12 и 13 жестко геометрически замкнуты экранирующей их огневые цепи заслонкой 18, предотвращая несанкционированное срабатывание электрического капсюля-воспламенителя и подпружиненного накольника соответственно.In official circulation and during storage of the generator, igniters 12 and 13 are rigidly geometrically closed by a flap 18 shielding their fire circuits, preventing the unauthorized operation of the electric igniter capsule and the spring-loaded nozzle, respectively.

Сверху выводящая трубка 14 закрыта легко съемной предохранительной крышкой 19, перекрывающей свободный доступ к воспламенителям 12, 13.On top of the output tube 14 is closed easily removable safety cover 19, blocking free access to igniters 12, 13.

Функционирует универсальный генератор следующим образом.The universal generator operates as follows.

Для взведения узла инициирования крышку 19 снимают с торца трубки 14, а затем извлекают экранирующую заслонку 18, освобождая огневые цепи воспламенителей 12 и 13.To cock the initiation unit, the cover 19 is removed from the end of the tube 14, and then the screening shutter 18 is removed, releasing the firing chains of the igniters 12 and 13.

Для дистанционного запуска в работу генератора от управляющего электрического сигнала воспламенитель 12 подсоединяют к линии автоматического управления.To remotely start the generator from the control electric signal, the igniter 12 is connected to the automatic control line.

После ручного запуска механического воспламенителя 13 крышку 19 устанавливают на торец трубки 14.After manually starting the mechanical igniter 13, the cover 19 is mounted on the end of the tube 14.

В случае использования генератора для постановки дымовой завесы окна 16 трубки 14 совмещены со щелями 17 в цилиндрической обечайке 15.In the case of using a generator for setting a smoke screen, the windows 16 of the tube 14 are aligned with the slots 17 in the cylindrical shell 15.

Когда генератор в комплектации с пиротехнической шашкой 3, генерирующей огнетушащий аэрозоль, используется для подавления очагов возгорания, цилиндрическую обечайку 15 поворачивают вокруг оси таким образом, чтобы окна 16 трубки 14 были перекрыты, и крышку 19 удаляют.When the generator, in combination with the pyrotechnic block 3 generating the extinguishing aerosol, is used to suppress ignition sources, the cylindrical shell 15 is rotated around its axis so that the windows 16 of the tube 14 are closed and the lid 19 is removed.

При срабатывании воспламенителей 12 или 13 формируется остро направленный огневой форс, поджигающий пиротехнический состав функциональной шашки 3, при горении которого генерируется маскирующий дым или огнетушащий аэрозоль в зависимости от комплектации шашки 3.When the igniters 12 or 13 are triggered, a sharply directed fire force is formed that sets fire to the pyrotechnic composition of the functional checker 3, during the burning of which masking smoke or extinguishing aerosol is generated depending on the configuration of the checker 3.

Генерируемый аэрозоль (дым) накапливается в ресивере 11, где повышается давление, и через совмещенные перфорации 8 диска 9 и распределенные отверстия 7 в диафрагме 6 выбрасывается в выводящую трубку 14.The generated aerosol (smoke) accumulates in the receiver 11, where the pressure rises, and through the combined perforations 8 of the disk 9 and the distributed holes 7 in the diaphragm 6 are ejected into the exhaust pipe 14.

При этом турбулентные струи аэрозоля в трубке 14 под действием инжектируемого через открытый торец трубки 14 воздух перемешиваются и охлаждаются, образуя плотный длиннофокусный осевой поток тушащей смеси, направляемый в очаг возгорания, где ингибиторы горения прерывают цепные реакции и пожар подавляется.In this case, the turbulent aerosol jets in the tube 14 under the action of the tube 14 injected through the open end 14 of the air are mixed and cooled, forming a dense long-focus axial flow of the extinguishing mixture, directed to the ignition site, where combustion inhibitors interrupt chain reactions and suppress the fire.

В случае использования дымообразующей шашки 3 крышку 19 устанавливают на трубку 14, перекрывая осевой выход. В закрытом объеме трубки 14 дымовые потоки перемешиваются и накапливаются, в результате чего давление выравнивается, а на крышке 19 оседают частицы конденсированной фазы, которые догорают.In the case of using smoke-generating checkers 3, the cover 19 is mounted on the tube 14, blocking the axial exit. In the closed volume of the tube 14, the smoke fluxes are mixed and accumulated, as a result of which the pressure is equalized, and condensed phase particles that burn out settle on the lid 19.

При этом дым через совмещенные щели 17 обечайки 15 и окна 16 трубки 14 выводится в окружающую среду горизонтальными потоками, образующими, расширяясь, объемную маскирующую завесу в атмосфере, которая продолжительное время служит оптически непрозрачным экраном, скрывающим технику и личный состав от средств визуального наблюдения.In this case, the smoke through the combined slots 17 of the shell 15 and the window 16 of the tube 14 is discharged into the environment by horizontal streams, forming, expanding, a three-dimensional masking curtain in the atmosphere, which for a long time serves as an optically opaque screen that hides equipment and personnel from visual observation means.

Особенностью предложенной конструкции генератора является возможность регулировать степень диафрагмирования газообразных продуктов горения шашки 3 на выходе из корпуса 1 за счет тарированного смещения диска 9, в результате чего изменяется проходное сечение его перфораций 8, сообщающихся с выходными отверстиями 7 диафрагмы 6, где устанавливается расход и скорость истечения дымового или аэрозольного потоков соответственно.A feature of the proposed generator design is the ability to control the degree of diaphragmization of the gaseous products of combustion of the checker 3 at the outlet of the housing 1 due to the calibrated displacement of the disk 9, as a result of which the flow cross section of its perforations 8 communicating with the outlet openings 7 of the diaphragm 6, where the flow rate and flow rate smoke or aerosol streams respectively.

Испытания опытных образцов предложенного генератора подтвердили широкие технологические возможности по настройке и регулированию параметров в заданных пределах как по автоматическому дистанционному и ручному инициированию воспламенения дымо- или аэрозолеобразующей пиротехнической шашки, так и по соответствующему функциям установленному диафрагмированию различных потоков, что обеспечило универсальность конструкции, которую возможно серийно изготавливать на действующем производстве для поставки заказчикам.Tests of the prototypes of the proposed generator confirmed the wide technological capabilities for setting and adjusting parameters within the specified limits both for automatic remote and manual initiation of ignition of smoke or aerosol-forming pyrotechnic checkers, and for the corresponding functions of the established diaphragm of various flows, which ensured the universality of the design, which is possible in series to make at the current production for delivery to customers.

Claims

A universal aerosol generator, including a central initiation unit, containing mechanical and electric igniters, equipped with a shielding damper and installed in a diaphragm equipped with distributed outlet openings, combined with a screw cartridge, a coaxial output tube, equipped with a removable cover and fixed to the housing carrying a functional checker pyrotechnic composition, characterized in that in the outlet pipe there are radial smoke exhaust windows, combined with through and rotary slits abutting the sleeve, and the diaphragm is supported by a flow regulator arranged in the form of a disk with perforations coaxial outlets, which is arranged between the handle igniters.