RU2617624C1

RU2617624C1 - Autonomous fire extinguishing device

Info

Publication number: RU2617624C1
Application number: RU2016111990A
Authority: RU
Inventors: Леонид Олегович Дубрава; Вячеслав Викторович Воробьёв
Original assignee: Леонид Олегович Дубрава
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-04-25

Abstract

FIELD: fire safety.

SUBSTANCE: invention relates to devices for automatic fire extinguishing by means of fire-fighting gas-flame-shaped fire-control gauges generated in the combustion of pyrotechnic composition, which are sent in an organized manner to the protected volume; the devices are intended for use on vehicles, warehouses and industrial premises. The stand-alone extinguishing device includes a source of flame retardants, a means of initiating it in the form of a pulse starter comprising a spring-loaded stem seized by means of an open ring made of material with a thermomechanical shape memory installed in the head groove. At the end of the rod a nock stinger is fixed, which interacts with the primer placed in the mounting nozzle sleeve, communicating with the channel pyrotechnic checker, generating a functional aerosol during combustion, closed from the opposite end with a diaphragm with distributed outlets covered by the combustion membrane. On the nozzle sleeve coaxially tubular body, carrying a pulse starter, and the shell of the generator of a functional aerosol are mounted.

EFFECT: device is characterised by high functional reliability due to the creation of a membrane that closes the outlets of the diaphragm.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к противопожарной технике, а более конкретно к устройствам автоматического тушения пожаров посредством генерируемых при горении пиротехнического состава шашки газоаэрозольных ингибиторов горения, организованно направляемых в защищаемый объем, которые предназначены для использования на транспортных средствах, в складских и производственных помещениях.The invention relates to fire fighting equipment, and more particularly, to devices for automatically extinguishing fires by means of a pyrotechnic composition generated by a checkerboard of gas aerosol combustion inhibitors, organized in a controlled manner, which are intended for use in vehicles, in storage and industrial premises.

Уровень данной области техники характеризует автономное устройство пожаротушения и сигнализации, описанное в изобретении RU 2003125939 А, А62С 37/08, опубл. 27.02.2005, Бюл. №6, которое по технической сущности и числу совпадающих признаков выбрано в качестве наиболее близкого аналога предложенному устройству.The level of this technical field is characterized by an autonomous fire extinguishing and signaling device described in the invention RU 2003125939 A, A62C 37/08, publ. 02/27/2005, Bull. No. 6, which in terms of technical nature and the number of matching features is selected as the closest analogue to the proposed device.

Известное автономное устройство пожаротушения содержит импульсный пускатель, оснащенный термочувствительным элементом из материала с термомеханической памятью формы, который взаимодействует с электротехническим механизмом генерирования управляющего сигнала, передаваемого на контакты средства инициирования огнетушащего устройства.The known self-contained fire extinguishing device comprises a pulse starter equipped with a thermosensitive element made of a material with thermomechanical shape memory, which interacts with the electrotechnical mechanism for generating a control signal transmitted to the contacts of the means for initiating the fire extinguisher.

Термочувствительный элемент представляет собой разомкнутое кольцо из никелида титана, которое установлено в проточке штока, нагруженного пружиной.The thermosensitive element is an open ring of titanium nickelide, which is installed in the groove of the rod, loaded with a spring.

Особенностью этого термочувствительного разомкнутого кольца является возможность при нагреве принимать форму технологической переработки, когда зазор между концами кольца был заведомо больше диаметра головки штока, за которую он стопорится на корпусе, где шток, несущий на свободном конце постоянные магниты, аксиально установлен.A feature of this heat-sensitive open ring is the ability to take the form of technological processing when heating, when the gap between the ends of the ring was obviously larger than the diameter of the rod head, for which it locks on the housing, where the rod carrying permanent magnets on the free end is axially mounted.

Постоянные магниты штока пускателя имеют возможность взаимодействия с катушкой индуктивности, вырабатывающей токовый сигнал управления, электрически связанной с контактами огнетушащего устройства.Permanent magnets of the starter rod have the ability to interact with an inductor that generates a current control signal that is electrically connected to the contacts of the extinguishing device.

Известное автономное устройство автоматически запускается в работу при повышении температуры помещения до соответствующей температуры, при которой было изготовлено разомкнутое кольцо, когда силами неупругой деформации кольцо из материала с памятью формы разжимается. При этом шток освобождается и пружиной перемещается в направлении катушки индуктивности.The well-known stand-alone device automatically starts up when the room temperature rises to the corresponding temperature at which the open ring was made, when the ring of material with shape memory is expanded by inelastic deformation. In this case, the rod is released and the spring moves in the direction of the inductor.

От пересечения постоянными магнитами витков обмотки катушки индуктивности наводится ЭДС в форме электрического импульса тока, поступающего на контакты огнетушащего устройства, которое автоматически запускается в работу.From the intersection of the windings of the windings of the inductor with permanent magnets, an EMF is induced in the form of an electric current pulse supplied to the contacts of the fire extinguishing device, which automatically starts up.

Недостатком известного автономного устройства пожаротушения является ограничение по использованию в среде высоких электрических полей, например в электровозах, трансформаторных подстанциях и проч., из-за несанкционированного срабатывания катушки намагничивания импульсного пускателя от наведенных токовых нагрузок, что недопустимо.A disadvantage of the known autonomous fire extinguishing device is the restriction on the use of high electric fields in the environment, for example, in electric locomotives, transformer substations, etc., due to unauthorized operation of the magnetization coil of the pulse starter from induced current loads, which is unacceptable.

При этом известная конструкции электромагнитного механизма инициирования управляющего сигнала запуска в работу функционального огнетушащего средства сложна и требует прецизионной точности изготовления, наладки и профилактического обслуживания, что повышает потребительскую стоимость изделия.Moreover, the known construction of the electromagnetic mechanism for initiating the control signal for putting the functional fire extinguishing agent into operation is complex and requires precision manufacturing, commissioning, and preventative maintenance, which increases the consumer cost of the product.

Кроме того, при генерировании слабого и короткого сигнала управления требуется дополнительный усилитель для инициирования устройства пожаротушения.In addition, when generating a weak and short control signal, an additional amplifier is required to initiate a fire extinguishing device.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является упрощение быстродействующей конструкции, пригодной для ручного использования по назначению.The technical problem to which the present invention is directed is the simplification of a high-speed design suitable for manual use for its intended purpose.

Требуемый технический результат достигается тем, что в автономном устройстве пожаротушения, включающем источник ингибиторов горения, средство его инициирования в форме импульсного пускателя, содержащего подпружиненный шток, застопоренный посредством установленного в головной проточке разомкнутого кольца из материала с термомеханической памятью формы, согласно изобретению на торце штока закреплено накольное жало, взаимодействующее с капсюлем-воспламенителем, размещенным в монтажной сопловой втулке, сообщающейся с канальной пиротехнической шашкой, генерирующей при горении функциональный аэрозоль, закрытой с противного торца диафрагмой с распределенными выпускными отверстиями, перекрытыми сгорающей мембраной.The required technical result is achieved by the fact that in a stand-alone fire extinguishing device including a source of combustion inhibitors, means for initiating it in the form of an impulse starter containing a spring-loaded rod, locked by means of an open ring made of material with a thermomechanical shape memory, installed in the head groove, according to the invention, is fixed to the rod end a sting tip interacting with the igniter capsule placed in the mounting nozzle sleeve in communication with the channel pierce to technical checker that generates an aerosol during the combustion function, contrary to the closed end of the diaphragm with distributed discharge openings, overlain from burning the membrane.

Другой особенностью устройства по изобретению является то, что на сопловой втулке соосно смонтированы трубчатые корпус, несущий импульсный пускатель, и оболочка генератора функционального аэрозоля.Another feature of the device according to the invention is that a tubular housing carrying a pulse actuator and a shell of a functional aerosol generator are coaxially mounted on the nozzle sleeve.

Отличительные признаки предложенного технического решения сформировали простое и высоконадежное автономно действующее устройство, представляющее собой компактный генератор огнетушащего аэрозоля, струйно выбрасываемого через торцевую диафрагму для локального подавления очагов возгорания, которое возможно применять вручную с прямым воздействием на пламя, включая труднодоступные места и узины в охраняемом помещении.Distinctive features of the proposed technical solution have formed a simple and highly reliable autonomous acting device, which is a compact generator of a fire extinguishing aerosol, jetted out through an end diaphragm for local suppression of fires, which can be used manually with direct exposure to the flame, including hard-to-reach places and jails in a protected room.

Устройство по изобретению характеризуется высокой функциональной надежностью за счет создания посредством мембраны, перекрывающей выпускные отверстия диафрагмы, изолированного объема генератора, чем предотвращается доступ атмосферной влаги к пиротехнической шашке и капсюлю-воспламенителю, длительно сохраняющим работоспособность, а также обеспечивается быстродействие по инициированию воспламенения пиротехнической шашки посредством «стреляющего» механизма.The device according to the invention is characterized by high functional reliability due to the creation of an isolated volume of the generator by means of a membrane blocking the outlet openings of the diaphragm, thereby preventing atmospheric moisture from accessing the pyrotechnic checker and the igniter capsule, which will remain operational for a long time, and also provide quick response to initiate ignition of the pyrotechnic checker by means of firing "mechanism.

Размещение капсюля-воспламенителя в сопловой втулке направлено на практически мгновенную передачу тепловой энергии формируемого при его срабатывании форса пламени на всю развитую поверхность пиротехнической шашки для интенсификации ее воспламенения и стабильного горения, результатом чего является конечная цель - максимально быстрое создание заданной концентрации ингибиторов горения в охраняемом ограниченном объеме пультов управления приборных шкафов, электронных блоков и т.п.Placing the igniter capsule in the nozzle sleeve is aimed at almost instantaneous transfer of thermal energy generated by the force of the flame to the entire developed surface of the pyrotechnic checker to intensify its ignition and stable combustion, the result is the ultimate goal - the fastest possible creation of a given concentration of combustion inhibitors in a guarded limited the volume of control panels in dashboards, electronic units, etc.

При этом резьбовая втулка служит базовым опорным элементом для соосного крепления трубчатых оболочки генератора и корпуса инициирующего механизма, формируя компактное самодостаточное устройство автономного и автоматического действия.In this case, the threaded sleeve serves as the basic support element for the coaxial fastening of the tubular shell of the generator and the housing of the initiating mechanism, forming a compact, self-contained device of autonomous and automatic action.

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

Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков 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 totality of the features of the formula.

На чертеже изображено в продольном разрезе предложенное автономное устройство для объемного тушения пожара.The drawing shows in longitudinal section the proposed autonomous device for volumetric fire extinguishing.

Автономное устройство для объемного тушения пожара по настоящему изобретению содержит соосно скрепленные через резьбовую втулку 1 трубчатую оболочку 2, несущую генератор 3 функционального аэрозоля, и корпус 4 в форме стакана диаметром под кисть руки человека импульсного пускателя 5.The self-contained volumetric fire extinguishing device of the present invention comprises a tubular shell 2 coaxially fastened through a threaded sleeve 1, carrying a functional aerosol generator 3, and a housing 4 in the form of a cup with a diameter of a pulse gun 5 for a person’s hand.

Во втулке 1 установлен капсюль-воспламенитель 6, сообщающийся с соплом 7, направленным на открытый торец канальной пиротехнической шашки 8, смонтированной в корпусе 2 генератора 3.A plug-igniter 6 is installed in the sleeve 1, which communicates with the nozzle 7 directed to the open end of the channel pyrotechnic checker 8 mounted in the housing 2 of the generator 3.

При горении пиротехнической шашки 8 образуется функциональный аэрозоль, содержащий газообразные и конденсированные ингибиторы горения.When burning pyrotechnic checkers 8, a functional aerosol is formed containing gaseous and condensed combustion inhibitors.

На дне корпуса 2 установлена диафрагма 9 с распределенными выпускными отверстиями 10, которые перекрыты сгорающей мембраной 11.At the bottom of the housing 2, a diaphragm 9 is installed with distributed outlet openings 10, which are blocked by a burning membrane 11.

Аксиально корпусу 4 пускателя 5 размещен шток 12, нагруженный пружиной 13 и оснащенный накольным жалом 14, расположенным на нижнем (по чертежу) торце для взаимодействия с капсюлем-воспламенителем 6.Axially to the housing 4 of the starter 5, a rod 12 is placed, loaded with a spring 13 and equipped with a pricking tip 14 located on the bottom (according to the drawing) end face for interaction with the igniter capsule 6.

Противный торец штока 12 выполнен с кольцевой проточкой 15, формообразущей головку 16, выступающую в служебном положении охранения над дном корпуса 4.The opposite end of the rod 12 is made with an annular groove 15, forming a head 16, which protrudes in the guard position above the bottom of the housing 4.

Это положение штока 12 фиксируется стопором 17, выполненным в виде разомкнутого кольца из никелида титана, материала с термомеханической памятью формы.This position of the rod 12 is fixed by a stopper 17 made in the form of an open ring of titanium nickelide, a material with a thermomechanical shape memory.

Зазор между концами кольца 17 выполнен под диаметр проточки 15, гарантированно меньше диаметра штока 12, то есть в сборе образуют геометрическое замыкание, в результате чего кольцо 17, опираясь на дно корпуса 4, удерживает за головку 16 шток 12 в крайнем верхнем относительно капсюля-воспламенителя 6 положении при сжатой пружине 13.The gap between the ends of the ring 17 is made for the diameter of the groove 15, it is guaranteed to be smaller than the diameter of the rod 12, that is, when assembled, they form a geometric closure, as a result of which the ring 17, resting on the bottom of the housing 4, holds the rod 12 at the top 16 relative to the igniter caps 6 position with a compressed spring 13.

Нагруженный пружиной 13 шток 12 с жалом 14, удерживаемый во взведенном положении стопором 17, представляет собой так называемый «стреляющий механизм».Loaded by a spring 13, the rod 12 with the tip 14, held in the cocked position by the stopper 17, is the so-called "firing mechanism".

Функционирует автономное устройство для автоматического объемного пожаротушения следующим образом.A stand-alone device for automatic volumetric fire extinguishing operates as follows.

Предложенное устройство размещается в охраняемом помещении желательно направленным на возможный очаг возгорания.The proposed device is placed in a secure room, preferably aimed at a possible source of fire.

Технологией изготовления определена температура обратной неупругой деформации кольцевого стопора 17, когда его концы имеют исходный зазор, превышающий диаметр штока 12, после чего при охлаждении в материале происходят мартенситные превращения, в результате чего рабочий зазор уменьшается адекватно диаметру проточки 15. При этом разомкнутое кольцо 17 сохраняет термомеханическую память формы полуфабриката, его переработки.The manufacturing technology determines the temperature of the inelastic deformation of the annular stopper 17, when its ends have an initial clearance greater than the diameter of the rod 12, after which martensitic transformations occur in the material, as a result of which the working gap decreases adequately to the diameter of the groove 15. In this case, the open ring 17 retains thermomechanical memory of the shape of the semi-finished product, its processing.

При возникновении пожара в охраняемом помещении, когда температура превысит заданный технологией изготовления разомкнутого кольца 17 уровень, она принимает форму памяти, то есть ее концы раздвигаются и выходят из замыкания с проточкой 15, освобождая шток 12.In the event of a fire in a secure room, when the temperature exceeds the level set by the technology for manufacturing the open ring 17, it takes the form of a memory, that is, its ends move apart and exit the circuit with the groove 15, freeing the rod 12.

Под действием сил упругости сжатой пружины 13 шток 12 динамично перемещается вниз (выстреливает), при этом накольное жало 14 инициирует капсюль-воспламенитель 6.Under the action of the elastic forces of the compressed spring 13, the rod 12 is dynamically moved down (shoots), while the floor sting 14 initiates the igniter 6.

От срабатывания капсюля-воспламенителя 6 формируется форс пламени, который, расширяясь в сопле 7, поджигает открытую поверхность пиротехнической шашки 8.From the operation of the igniter capsule 6, a force of flame is formed, which, expanding in the nozzle 7, sets fire to the open surface of the pyrotechnic checker 8.

Генерируемый при горении шашки 8 функциональный аэрозоль прожигает мембрану 11 и распределенными струями выбрасывается в охраняемый объем помещения, заполняя его.The functional aerosol generated by burning the checkers 8 burns through the membrane 11 and is distributed into the protected volume of the room with distributed jets, filling it.

Динамичное движение аэрозоля вызывает пульверизацию окружающего воздуха, который подсасывается внутрь потока аэрозоля и охлаждает его тонкие струи и, смешиваясь, разбавляет тушащую смесь.The dynamic movement of the aerosol causes the atomization of the surrounding air, which is sucked into the aerosol stream and cools its thin jets and, mixing, dilutes the extinguishing mixture.

При достижении в объеме необходимой концентрации ингибиторов горения очаг возгорания подавляется из-за разрыва цепных реакций окисления.When the required concentration of combustion inhibitors is reached in the volume, the ignition site is suppressed due to the rupture of chain oxidation reactions.

Предложенное устройство срабатывает автоматически и работает автономно, что упрощает его эксплуатацию, исключая монтаж коммуникаций и средств управления.The proposed device operates automatically and works autonomously, which simplifies its operation, excluding the installation of communications and controls.

Дополнительным преимуществом предложенного устройства является возможность ручного применения по назначению, удерживая за холодный корпус 4 пускателя 5, действием направленных струй аэрозоля в очаг возгорания в закрытых стесненных объемах и узинах помещения, чем повышается эффективность пожаротушения оборудования, находящегося под напряжением.An additional advantage of the proposed device is the possibility of manual application for the intended purpose, holding the cold starter 4 of the starter 5 by the action of directed aerosol jets into the ignition area in closed, confined volumes and in the room, thereby increasing the fire extinguishing efficiency of energized equipment.

Сравнение предложенного технического решения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.Comparison of the proposed technical solution with the closest prior art analogues did not reveal an identical match of the totality of the essential features of the invention.

Предложенные отличия автономного устройства пожаротушения, которые прямо не следуют из постановки технической задачи, не являются очевидными для специалиста по противопожарной технике.The proposed differences of an autonomous fire extinguishing device, which do not directly follow from the statement of a technical problem, are not obvious to a specialist in fire fighting equipment.

Изготовление устройства по изобретению возможно на механосборочном производстве пиротехники серийно.The manufacture of the device according to the invention is possible in a mechanical assembly production of pyrotechnics in series.

Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.From the foregoing, we can conclude that the invention meets the conditions of patentability.

Натурные и стендовые испытания опытных образцов предложенного автономного устройства пожаротушения показали полную адекватность автоматического срабатывания импульсного пускателя при заданном уровне температуры и быстродействие мгновенного запуска генератора аэрозоля, пригодность для ручного пожаротушения, что позволяет рекомендовать его серийный выпуск для поставки заказчикам.Full-scale and bench tests of prototypes of the proposed autonomous fire extinguishing device showed the full adequacy of the automatic operation of the pulse starter at a given temperature level and the speed of instant start of the aerosol generator, the suitability for manual fire extinguishing, which allows recommending its serial production for delivery to customers.

Предложенное техническое решение является универсальным, импульсный пускатель которого срабатывает от заданного превышения уровня температуры в охраняемом помещении, формируя тарированный форс пламени для поджига пиротехнической шашки практического ряда генераторов огнетушащего аэрозоля, с которым монолитно монтируется посредством резьбовой втулки, содержащей коммуникационное сопло для локализации факела воспламенительного форса пламени от стандартного капсюля.The proposed technical solution is universal, the pulse starter of which is triggered by a specified temperature level in the protected room, forming a calibrated flame force for igniting the pyrotechnic checkers of a practical series of fire extinguishing aerosol generators, with which it is monolithically mounted by means of a threaded sleeve containing a communication nozzle for localizing the flame ignition flame from a standard capsule.

Особенностью предложенной конструкции является возможность ручного направленного применения огнетушащего устройства, корпус пускателя которого выполняет функции рукоятки.A feature of the proposed design is the possibility of manual directional use of a fire extinguishing device, the starter housing of which serves as a handle.

Устройство по изобретению характеризуется простой конструкцией надежного функционирования вне зависимости от внешних климатических условий.The device according to the invention is characterized by a simple design of reliable operation regardless of external climatic conditions.

Claims

1. A stand-alone fire extinguishing device, including a source of combustion inhibitors, a means for initiating it in the form of a pulse starter containing a spring-loaded rod, locked by means of an open ring made of a material with thermomechanical shape memory installed in the head groove, characterized in that a ground tip is attached to the rod end, interacting with an igniter capsule placed in the mounting nozzle sleeve in communication with a channel pyrotechnic checker generating a functional aerosol closed from the opposite end by a diaphragm with distributed outlet openings covered by a burning membrane.

2. The device according to p. 1, characterized in that the tubular shell carrying the pulse actuator and the generator housing of the functional aerosol are coaxially mounted on the nozzle sleeve.