RU2770196C1

RU2770196C1 - Manual fire extinguishing aerosol generator

Info

Publication number: RU2770196C1
Application number: RU2021117960A
Authority: RU
Inventors: Николай Михайлович Вареных; Сергей Викторович Брыксин; Артем Константинович Муранов; Алексей Андреевич Попов; Алёна Алексеевна Калмыкова
Priority date: 2021-06-21
Filing date: 2021-06-21
Publication date: 2022-04-14

Abstract

FIELD: fire protection.SUBSTANCE: invention relates to fire-fighting equipment, in particular to manual devices generating a gas-aerosol mixture of combustion inhibitors, designed for the primary suppression of fire foci by a directed flow of extinguishing mixture. The manual generator of the extinguishing aerosol consists of a tubular handle housing with a lid, a piece of pyrotechnic composition of the extinguishing aerosol, a grater primer-igniter with a grater and a perforated diaphragm located inside the handle housing. The grating primer-igniter is installed in a guide tube mounted on the perforated diaphragm, the perforation windows of which are blocked by a metal mesh, and the annular space between the checker, the handle body and the diaphragm is filled with tablets of an easily gasifying substance, ammonium oxalate, whose decomposition products have a fire extinguishing effect. The gap between the tube cut and the block is at least 1/4 of the inner cavity of the handle housing, and the distance from the diaphragm to the body cut is at least 1/2 of the inner diameter of this housing.EFFECT: ensuring a low temperature of the combustion products at the output of the generator while maintaining high fire extinguishing efficiency.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к ручным устройствам, генерирующим газоаэрозольную смесь ингибиторов горения, предназначенную для первичного подавления очагов пожара направленным потоком тушащей смеси.The invention relates to fire fighting equipment, in particular to hand-held devices that generate a gas-aerosol mixture of flame retardants, designed for primary suppression of fires by a directed flow of an extinguishing mixture.

Ручной генератор предложенной конструкции предназначен для объемного аэрозольного тушения пожаров твердых и жидких горючих веществ, а также электрооборудования, в том числе находящегося под напряжением.The manual generator of the proposed design is intended for volumetric aerosol extinguishing of fires of solid and liquid combustible substances, as well as electrical equipment, including those under voltage.

Уровень данной области техники характеризует ручной генератор огнетушащего аэрозоля описанный в патенте RU 2597580 С2, А62С 13/22, 2006 г., который содержит функциональный заряд из пиротехнических шашек, последовательно установленных в полимерном или картонном корпусе трубчатой формы.The level of this field of technology is characterized by a hand-held fire extinguishing aerosol generator described in patent RU 2597580 C2, A62C 13/22, 2006, which contains a functional charge of pyrotechnic checkers installed in series in a tubular polymer or cardboard case.

Между шашками и корпусом размещена термоизолирующая асбестовая трубка, опирающаяся через обтюратор на инертную массивную перемычку.Between the checkers and the body there is a thermally insulating asbestos tube resting through an obturator on an inert massive jumper.

Корпус изнутри сопряжен с несущим хвостовиком, на который внатяг установлена рифленая рукоятка, до упора в корпус, диаметром под кисть руки человека.The housing is internally coupled with a bearing shank, on which a corrugated handle is installed tightly, until it stops in the housing, with a diameter under the human hand.

С противной стороны на корпусе закреплен кожух, формирующий остро направленный поток генерируемого аэрозоля при горении функционального заряда пиротехнических шашек.On the opposite side, a casing is fixed on the body, which forms a sharply directed flow of the generated aerosol during the combustion of the functional charge of pyrotechnic checkers.

Внутри кожуха расположена свободно перемещаемая цилиндрическая полая пробка, на торце которой закреплена терка.Inside the casing there is a freely movable cylindrical hollow plug, at the end of which a grater is fixed.

Центральная пробка с кожухом жестко связаны посредством шплинта с кольцом выдергивания.The central plug with the casing is rigidly connected by means of a cotter pin with a pull-out ring.

В диафрагме размещена примыкающая к верхнему торцу пиротехнической шашки функционального заряда огнепередаточная втулка, наполненная чувствительным к трению пиротехническим составом, избыток которого формообразует воспламенительную головку для взаимодействия с теркой.In the diaphragm there is a fire-transfer sleeve adjacent to the upper end of the pyrotechnic checker of the functional charge, filled with a friction-sensitive pyrotechnic composition, the excess of which forms an igniter head for interaction with the grater.

Функционирует известный ручной генератор аэрозоля следующим образом.The well-known manual aerosol generator operates as follows.

Для приведения генератора в рабочее состояние его удерживают одной рукой за рукоятку, а другой - за кольцо выдергивают шплинт (чеку), освобождая пробку, снимая ступень предохранения в служебном обращении.To bring the generator into working condition, it is held with one hand by the handle, and with the other hand, the cotter pin (pin) is pulled out by the ring, releasing the plug, removing the protection stage in official use.

Затем свободную пробку с теркой на ее торце подают вдоль кожуха до упора в головку воспламенительного состава, после чего производят вращательное движение пробки, осуществляя чиркание терки касательно головки, после чего пробку извлекают из кожуха, а генератор направляют на очаг возгорания.Then a free plug with a grater on its end is fed along the casing until it stops in the head of the igniter composition, after which the cork is rotated, striking the grater against the head, after which the cork is removed from the casing, and the generator is directed to the source of ignition.

При этом чувствительный к трению состав головки воспламеняется и горит в огнепередаточной втулке, в конце которой локализована передача импульса тепловой энергии на пиротехнический состав шашки, который воспламеняется, обеспечивая тем самым устойчивое ее торцевое горение.At the same time, the friction-sensitive composition of the head ignites and burns in the fire-transfer sleeve, at the end of which the transfer of a pulse of thermal energy to the pyrotechnic composition of the cartridge is localized, which ignites, thereby ensuring its stable end combustion.

Газообразные продукты горения пиротехнической шашки струйно истекают через свободное сопловое отверстие втулки вовнутрь кожуха, где расширяются и перемешиваются, формируя направленный поток огнетушащего аэрозоля на очаг возгорания, в узины и иные труднодоступные места для активного воздействия на прерывание цепных окислительных реакций горения, исключающего образование активных радикалов, в результате чего при достижении тушащей концентрации ингибиторов горения очаг пожара подавляется.The gaseous combustion products of the pyrotechnic cartridge flow in a jet through the free nozzle hole of the bushing into the inside of the casing, where they expand and mix, forming a directed flow of fire extinguishing aerosol to the source of fire, into the narrows and other hard-to-reach places for active influence on the interruption of chain oxidative reactions of combustion, excluding the formation of active radicals, as a result, when the extinguishing concentration of combustion inhibitors is reached, the fire source is suppressed.

Струя тушащей смеси вручную направляется непосредственно на очаг возгорания для эффективного локального воздействия и подавления очагов возгорания.The jet of the extinguishing mixture is manually directed directly to the source of ignition for effective local action and suppression of sources of ignition.

Недостатком данного генератора является наличие высокотемпературной струи аэрозоля и пламени, что может привести к сопутствующему ущербу материального имущества.The disadvantage of this generator is the presence of a high-temperature aerosol jet and flame, which can lead to collateral damage to property.

Отмеченный недостаток устранен в генераторе огнетушащего аэрозоля, описанном в патенте RU 74813 U1, А62С 13/00; А62С 3/00, 2008 г., который по числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному генератору и выбрано в качестве прототипа.The noted drawback is eliminated in the fire extinguishing aerosol generator described in patent RU 74813 U1, A62C 13/00; А62С 3/00, 2008, which, according to the number of matching features, was chosen as the closest analogue to the proposed generator and was chosen as a prototype.

Известный генератор содержит пиротехническую шашку, смонтированную в корпусе, выполненном из двух тарельчатой формы емкостей, встречно состыкованных отбортовками, формообразующимими щелевое выходное сопло, и охлаждающее устройство из коаксиально смонтированных перфорированных центрального кожуха, несущего шашку, и периферийную обечайку, отстоящую с кольцевым зазором образуя ресивер, совмещенный с ресиверным каналом.The known generator contains a pyrotechnic checker mounted in a housing made of two plate-shaped containers, counter-joined by flanges that form a slotted outlet nozzle, and a cooling device made of coaxially mounted perforated central casing carrying the checker, and a peripheral shell spaced with an annular gap forming a receiver, combined with the receiver channel.

Центральный кожух и периферийная обечайка, которые конвективно отбирают тепловую энергию от газообразных продуктов горения шашки, покрыты прослойками из строительного гипса. При их разогреве кожуха и обечайки из гипса выпаривается структурная влага, которая поперечными распределенными струями через их перфорации поступает к генерируемому аэрозолю, дополнительно охлаждая и разбавляя его.The central casing and the peripheral shell, which convectively take thermal energy from the gaseous combustion products of the pellet, are covered with layers of building gypsum. When they are heated, the shell and shell of gypsum evaporate structural moisture, which is distributed through transverse jets through their perforations to the generated aerosol, additionally cooling and diluting it.

При торможении и развороте газо-аэрозольной тушащей смеси в реверсивном канале происходит активная теплопередача и охлаждение функциональной смеси.When braking and turning the gas-aerosol extinguishing mixture in the reverse channel, active heat transfer and cooling of the functional mixture occur.

Особенностью этого генератора является размещение осесимметричного воспламенителя непосредственно на открытом торце пиротехнической шашки, под наружным инициирующим устройством, электрически связанным с датчиками противопожарной охранной системы.A feature of this generator is the placement of an axisymmetric igniter directly on the open end of the pyrotechnic checker, under an external initiating device electrically connected to the sensors of the fire alarm system.

На корпусе генератора закреплен кронштейн, посредством которого он монтируется на несущих поверхностях защищаемого помещения.A bracket is fixed on the generator case, by means of which it is mounted on the load-bearing surfaces of the protected premises.

Недостатком известного генератора является неудовлетворительное охлаждение отходящего аэрозоля, который частично выходит через кольцевое сопло, минуя тупик реверсивного канала, вынося при этом раскаленные конденсированные частицы в защищаемый объем, где они могут образовывать вторичные очаги возгорания.A disadvantage of the known generator is the unsatisfactory cooling of the exhaust aerosol, which partially exits through the annular nozzle, bypassing the dead end of the reverse channel, while carrying hot condensed particles into the protected volume, where they can form secondary ignition sources.

Кроме того, в реверсивном тупиковом канале, сформированном между обечайкой и кожухом, покрытыми теплоизолирующими прослойками, отбор тепловой энергии неэффективен, так как осуществляется только за счет конвекции.In addition, in a reverse dead-end channel formed between the shell and the casing, covered with heat-insulating layers, the selection of thermal energy is inefficient, since it is carried out only due to convection.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание ручного генератора огнетушащего аэрозоля, обеспечивающего низкую температуру продуктов сгорания на выходе из генератора за счет применения химического охладителя, при использовании которого, достигается значительное повышение отбора тепловой энергии генерируемого аэрозоля, не имеющего пламени на выходе при сохранении высокой пожаротушащей эффективности.The technical problem to be solved by the present invention is the creation of a manual fire-extinguishing aerosol generator that provides a low temperature of the combustion products at the outlet of the generator through the use of a chemical cooler, which, when used, achieves a significant increase in the selection of thermal energy of the generated aerosol that does not have a flame at the outlet. while maintaining high fire extinguishing efficiency.

Требуемый технический результат достигается тем, что ручной генератор огнетушащего аэрозоля, содержит трубчатый корпус-рукоятку с крышкой, шашку из пиротехнического состава огнетушащего аэрозоля, терочный капсюль-воспламенитель с теркой и перфорированную диафрагму, расположенные внутри корпуса-рукоятки.The required technical result is achieved by the fact that the manual fire extinguishing aerosol generator comprises a tubular body-handle with a lid, a piece of pyrotechnic composition of a fire-extinguishing aerosol, a grating primer-igniter with a grater and a perforated diaphragm located inside the body-handle.

Особенностью предложенного технического решения является то, что терочный капсюль-воспламенитель установлен в направляющей трубке, закрепленной на перфорированной диафрагме, окна перфорации которой перекрыты металлической сеткой, а кольцевое пространство между трубкой и диафрагмой заполнено таблетками из легкогазифицирующегося вещества, оксалата аммония, продукты разложения которого обладают огнетушащим действием, при этом зазор между срезом трубки и шашкой составляет не менее

внутренней полости корпуса-рукоятки, а расстояние от диафрагмы до среза корпуса - не менее

внутреннего диаметра этого корпуса.A feature of the proposed technical solution is that the grating primer-igniter is installed in a guide tube fixed on a perforated diaphragm, the perforation windows of which are covered with a metal mesh, and the annular space between the tube and the diaphragm is filled with tablets of a highly gasifying substance, ammonium oxalate, whose decomposition products have a fire extinguishing agent. action, while the gap between the cut of the tube and the checker is at least

internal cavity of the body-handle, and the distance from the diaphragm to the cut of the body is not less than

inner diameter of this body.

Отличительные признаки обеспечили эффективный отбор тепловой энергии газообразных продуктов горения шашки из пиротехнического состава.Distinctive features ensured efficient selection of thermal energy of gaseous products of combustion of the checker from the pyrotechnic composition.

Легкогазифицирующееся вещество оксалат аммония выполняет несколько функций, с одной стороны охлаждает огнетушащий аэрозоль, образующийся при горении пиротехнического состава, и обеспечивает внутреннее пламягашение, а с другой, продукты разложения в частности, вода и углекислый газ, усиливают огнетушащий эффект аэрозоля.The easily gasifying substance ammonium oxalate performs several functions, on the one hand it cools the fire extinguishing aerosol formed during the combustion of the pyrotechnic composition and provides internal flame extinguishing, and on the other hand, the decomposition products, in particular, water and carbon dioxide, enhance the fire extinguishing effect of the aerosol.

Направляющая трубка обеспечивает надежное воспламенение пиротехнического состава при срабатывании капсюля-воспламенителя, а указанное ограничение на размер зазора между срезом трубки и шашкой исключает возникновение повышенного давления в трубке, что увеличивает время воздействия продуктов горения состава капсюля, создавая возможность «мягкого» зажигания.The guide tube ensures reliable ignition of the pyrotechnic composition when the primer-igniter is triggered, and the specified limitation on the size of the gap between the cut of the tube and the checker eliminates the occurrence of increased pressure in the tube, which increases the exposure time of the combustion products of the composition of the primer, creating the possibility of "soft" ignition.

Наличие металлической сетки усиливает эффект пламягашения в корпусе и исключает вылет вместе с высокодисперсным аэрозолем крупных фрагментов.The presence of a metal mesh enhances the effect of flame extinguishing in the housing and eliminates the flight of large fragments together with a highly dispersed aerosol.

Зазор между срезом трубки и шашкой, составляющий не менее

внутренней полости корпуса-рукоятки, образует свободный внутренний объем, выполняющий роль камеры смешения огнетушащего аэрозоля, где также завершаются процессы пламягашения.The gap between the cut of the tube and the checker, which is not less than

internal cavity of the body-handle, forms a free internal volume, which acts as a mixing chamber for fire extinguishing aerosol, where the flame extinguishing processes are also completed.

Внутренний объем корпуса-рукоятки между диафрагмой и его срезом составляющий не менее

внутреннего диаметра этого корпуса помимо того, что в нем в транспортном положении (с установленной крышкой) располагается кольцо и шнур терки, формирует струю огнетушащего аэрозоля.The internal volume of the housing-handle between the diaphragm and its cut is not less than

of the internal diameter of this body, in addition to the fact that in the transport position (with the cover installed) there is a ring and a grater cord, it forms a jet of fire-extinguishing aerosol.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.Consequently, each essential feature is necessary, and their combination is sufficient to achieve a novelty of quality that is not inherent in features in disunity, that is, the set technical problem is solved not by the sum of effects, but by a new super-effect of the sum of features.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня данной области техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста противопожарной техники, показал, что она неизвестна, а с учетом возможности практического серийного изготовления ручного генератора огнетушащего аэрозоля на действующем производстве, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with the identified analogues of the level of this field of technology, from which the invention does not explicitly follow for a specialist in fire fighting equipment, showed that it is unknown, and taking into account the possibility of practical serial production of a manual fire extinguishing aerosol generator in an existing production, we can conclude on compliance with the patentability criteria.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом (фиг. 1), который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы изобретения. На чертеже изображен предложенный ручной генератор огнетушащего аэрозоля.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the drawing (Fig. 1), which has a purely illustrative purpose and does not limit the scope of claims of the totality of the features of the claims. The drawing shows the proposed manual generator of fire extinguishing aerosol.

В полости корпуса-рукоятки (1) размещена шашка (2) из пиротехнического состава.In the cavity of the body-handle (1) there is a checker (2) from a pyrotechnic composition.

Над шашкой (2) из пиротехнического состава при помощи стопорных колец (3) закреплена перфориванная диафрагма (4), окна перфорации которой перекрыты металлической сеткой (5), и в которую внатяг установлены направляющая трубка (6) и ограничительная трубка (7).A perforated diaphragm (4) is fixed above the block (2) of the pyrotechnic composition with the help of retaining rings (3), the perforation windows of which are covered with a metal mesh (5), and in which the guide tube (6) and the restrictive tube (7) are installed under tension.

Кольцевое пространство между направляющей трубкой и ограничительной трубкой заполнено таблетками (8) из легкогазифицирующегося вещества, оксалата аммония.The annular space between the guide tube and the restrictive tube is filled with tablets (8) of a highly gasifying substance, ammonium oxalate.

Для предотвращения перемещения таблеток (8) относительной друг друга, они поджаты металлической сеткой (5), поджатие которой обеспечивается закаткой ограничительной трубки (7).To prevent the tablets (8) from moving relative to each other, they are pressed with a metal mesh (5), the compression of which is ensured by rolling the restrictive tube (7).

В направляющей трубке (6) расположен колпачок с терочным составом (9) выполненным, например, из бертолетовой соли, трехсернистой сурьмы и карбида циркония, и проходящая через него металлическая пружина (10) с хвостовиком, соединенным с отрезком вытяжного шнура (11) с кольцом (12).In the guide tube (6) there is a cap with a grating composition (9) made, for example, of Berthollet salt, antimony trisulphide and zirconium carbide, and a metal spring (10) passing through it with a shank connected to a piece of an exhaust cord (11) with a ring (12).

На верхнюю часть корпуса-рукоятки навинчена крышка (13).A cover (13) is screwed onto the upper part of the body-handle.

Функционирует ручной генератор огнетушащего аэрозоля следующим образом.Functions manual generator fire extinguishing aerosol as follows.

Для приведения ручного генератора огнетушащего аэрозоля в действие, удерживая его за нижнюю часть корпуса-рукоятки (1) одной рукой, другой отвинчивают крышку (13), освобождая вытяжной шнур (11) с кольцом (12). Резким движением руки кольцо (12) выдергивается.To bring the manual generator of fire extinguishing aerosol into action, hold it by the lower part of the body-handle (1) with one hand, unscrew the cover (13) with the other, releasing the lanyard (11) with the ring (12). With a sharp movement of the hand, the ring (12) is pulled out.

При этом за счет силы натяжения шнура (11), кинематически связывающего кольцо с пружиной (10), пружина выдергивается и резким движением чиркает по терочному составу (9), вызывая инициирование воспламенения.At the same time, due to the tension force of the cord (11), which kinematically connects the ring with the spring (10), the spring is pulled out and with a sharp movement strikes over the grating composition (9), causing ignition initiation.

Огневым импульсом от терочного состава, проходящим через направляющую трубку (6), воспламенятся шашка (2) из пиротехнического состава, образуя аэрозольную струю, проходящую через таблетки (8), которые отбирая тепло на разложение снижают температуру аэрозоля.The fire pulse from the grating composition passing through the guide tube (6) ignites the pyrotechnic composition block (2), forming an aerosol jet passing through the tablets (8), which, taking heat for decomposition, reduce the temperature of the aerosol.

Продукты аэрозолеобразования проходящие через отверстия перфорированной диафрагмы (4) содержат частицы-ингибиторы, воздействующие на реакционную зону пламени и создающие химические связи препятствующие горению.Aerosol formation products passing through the holes of the perforated diaphragm (4) contain particles-inhibitors that act on the reaction zone of the flame and create chemical bonds that prevent combustion.

При работе генератора отсутствует искрение и пламя, температура аэрозольной струи не приводит к воспламенению материалов и не причиняет материальный ущерб.When the generator is running, there is no sparking and flame, the temperature of the aerosol jet does not ignite materials and does not cause material damage.

Крышка (13) генератора свободно свинчивается, освобождая кольцо (12) со шнуром (11), что облегчает действие в экстремальных ситуациях.The cover (13) of the generator is freely screwed, releasing the ring (12) with the cord (11), which makes it easier to operate in extreme situations.

В результате испытаний опытных образцов предложенной конструкции генератора установлено, что на протяжении всей работы генератора отсутствует пламя на расстоянии 15 см от среза сопла температура аэрозольной струи не превышает 200°С, а на удалении 40 см от генератора температура составляет 50-60°С, что принципиально отличается от аналогов.As a result of testing prototypes of the proposed generator design, it was found that throughout the entire operation of the generator there is no flame at a distance of 15 cm from the nozzle exit, the temperature of the aerosol jet does not exceed 200 ° C, and at a distance of 40 cm from the generator the temperature is 50-60 ° C, which fundamentally different from analogues.

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 analogues of the prior art did not reveal an identical match of the essential features of the invention.

Предложенные отличия ручного генератора тушащего аэрозоля не являются очевидными для специалиста по противопожарной технике, которые прямо не следуют из постановки технической задачи.The proposed differences of the manual extinguishing aerosol generator are not obvious to a specialist in fire fighting technology, which do not directly follow from the formulation of the technical problem.

Изготовление совокупности структурных элементов предложенного ручного генератора в их взаимосвязи в едином устройстве возможно осуществлять на действующем производстве пиротехнических изделий, что было подтверждено при изготовлении опытной партии ручного генератора огнетушащего аэрозоля.It is possible to manufacture a set of structural elements of the proposed manual generator in their interconnection in a single device at the existing production of pyrotechnic products, which was confirmed during the manufacture of an experimental batch of a manual fire-extinguishing aerosol generator.

Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.From the foregoing, it can be concluded that the invention complies with the conditions of patentability.

Claims

Hand-held fire extinguishing aerosol generator, consisting of a tubular body-handle with a lid, checkers from the pyrotechnic composition of a fire-extinguishing aerosol, a grating primer-igniter with a grater and a perforated diaphragm, located inside the body-handle, characterized in that the grating primer-igniter is installed in the guide tube, fixed on a perforated diaphragm, the perforation windows of which are covered with a metal mesh, and the annular space between the checker, the body-handle and the diaphragm is filled with tablets from a highly gasifying substance, ammonium oxalate, the decomposition products of which have a fire extinguishing effect, while the gap between the tube cut and the checker is at least

inner diameter of this body.