RU2814715C1 - Модуль порошкового пожаротушения и способ псевдоожижения огнетушащего порошка в модуле - Google Patents
Модуль порошкового пожаротушения и способ псевдоожижения огнетушащего порошка в модуле Download PDFInfo
- Publication number
- RU2814715C1 RU2814715C1 RU2023120341A RU2023120341A RU2814715C1 RU 2814715 C1 RU2814715 C1 RU 2814715C1 RU 2023120341 A RU2023120341 A RU 2023120341A RU 2023120341 A RU2023120341 A RU 2023120341A RU 2814715 C1 RU2814715 C1 RU 2814715C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fire extinguishing
- powder
- module
- gas generator
- combustion
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 10
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 4
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 5
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Группа изобретений относится к противопожарной технике, а именно к способу псевдоожижения огнетушащего порошка в модуле порошкового пожаротушения и к модулю порошкового пожаротушения. При этом способ псевдоожижения огнетушащего порошка включает наддув модуля до рабочего давления продуктами сгорания, образующимися при сжигании комбинированного заряда газогенератора, с последующим импульсным сбросом указанного давления, при этом наддув на первом этапе осуществляют до давления, равного 0,1÷0,5 рабочего давления, продуктами сгорания, образующимися при сжигании шашек, сгорающих за время τ1, на втором этапе наддув осуществляют продуктами сгорания, образующимися при сжигании шашек, сгорающих за время τ2, причем τ1 меньше τ2 в 3-4 раза. Изобретения могут быть использованы для защиты производственных, складских и бытовых помещений, моторных и багажных отсеков автомобилей, большегрузной, карьерной, сельскохозяйственной техники и других дорожно-транспортных средств и прицепов, где при их эксплуатации модуль пожаротушения может подвергаться высоким эксплуатационным нагрузкам (тряска и/или вибрации). Технический результат – повышение эффективности пожаротушения за счет равномерного и полного псевдоожижения огнетушащего порошка, включая уплотненный. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Группа изобретений относится к противопожарной технике, а именно к модулям порошкового пожаротушения (МПП), которые могут быть использованы для защиты производственных, складских и бытовых помещений, моторных и багажных отсеков автомобилей, большегрузной, карьерной, сельскохозяйственной техники и других дорожно-транспортных средств и прицепов, где при их эксплуатации модуль пожаротушения может подвергаться высоким эксплуатационным нагрузкам (тряска и/или вибрации).
Длительная эксплуатация в обычных условиях, а также непродолжительное использование в тяжелых эксплуатационных условиях приводит к уплотнению огнетушащего порошка в модуле и, как следствие, закупорке выходных отверстий распылителей и невозможности его выхода из модуля при срабатывании. В связи с чем, вопрос подготовки огнетушащего порошка к подаче на тушение, особенно при эксплуатации на транспорте, очень актуален.
Широко известно использование на транспорте порошковых огнетушителей закачного типа, которые всегда готовы к действию за счет заранее созданного давления в корпусе огнетушителя (см., например, URL: https://www.pogkomplekt.ru/prod1_1.htm). Однако, к таким устройствам, как к сосудам, постоянно находящимся под давлением, предъявляются повышенные требования: наличие манометра; контроль величины утечки не более 10 % в год от рабочего давления, возможность слеживания огнетушащего порошка и др. В связи с чем, наиболее предпочтительным для использования на транспорте являются огнетушители и/или модули, снабженные газогенератором, поскольку они обладают следующими положительными качествами: увеличенный гарантийный срок хранения, отсутствие необходимости проверки давления в корпусе, воздействие газообразных продуктов на огнетушащий порошок в процессе работы газогенератора, что потенциально повышает возможности для его аэрации (например, RU50840 U1, 27.01.2006; RU 177480 U1, 26.02.2018 и др.).
Из патента RU 2651433 С1, опубл. 19.04.2018 (прототип) известно устройство для распыления порошков, которое включает цилиндрический корпус, содержащий порошок, газогенератор с зарядом твердого топлива, систему аэрации порошка и сопло для истечения газопорошковой смеси. Газогенератор, выполненный в виде отдельного блока, содержит сопло и установлен соосно с корпусом, содержащим порошок. Заряд, бронированный по боковой поверхности, выполнен в виде последовательно расположенных чередующихся сплошных и канальных дисков одинакового диаметра из твердого топлива. В канальных дисках выполнено центральное отверстие, а на их торцевой поверхности со стороны, противоположной соплу газогенератора, выполнена система радиально-концентрических канавок. Система аэрации порошка выполнена в виде перфорированной по боковой поверхности трубки, установленной по оси корпуса с порошком в пределах его длины. Один торец трубки заглушен, а второй соединен газоводом с соплом газогенератора. Перфорации на боковой поверхности трубки выполнены тангенциально в виде чередующихся поясов с возможностью создания закрученного в противоположных направлениях потока продуктов сгорания газогенератора.
В прототипе раскрыт также способ псевдоожижения огнетушащего порошка в модуле порошкового пожаротушения с газогенератором, при котором осуществляют наддув модуля до рабочего давления с последующим импульсным сбросом указанного давления. Причем наддув обеспечивают за счет импульсных колебаний давления в газогенераторе и, следовательно, колебаний расхода продуктов сгорания в системе аэрации модуля. При этом продукты сгорания образуются при сжигании твердотопливного комбинированного заряда, состоящего из канальных и сплошных дисков из одного твердотопливного состава. Циклограмма расхода газа, поступающего на аэрацию порошка, представляет собой рабочий режим (при горении сплошного диска) с наложенными на него пульсациями повышенного расхода (при совместном горении сплошного и канального дисков).
К недостаткам прототипа можно отнести следующее:
– сложность изготовления и сборки комбинированного заряда, сложность конфигурации канальных дисков, высокие требования к бронировке наружной поверхности комбинированного заряда (загорание заряда по внешней поверхности может привести к катастрофическому росту давления в газогенераторе и разрушению всего модуля);
– требование наличия сверхкритического перепада давления на трех последовательно расположенных минимальных сечениях тракта движения рабочей среды (сопло газогенератора, отверстия в трубке системы аэрации порошка, сопло истечения газопорошковой смеси) приводит к очень высокому давлению в газогенераторе, что повышает опасность применения модуля в целом. Особенно высокое давление в газогенераторе и других узлах модуля образуется при совместном горении сплошного и канального дисков (давление в газогенераторе доходит до 32,4 МПа (324 бар)).
– трудоемкость изготовления тангенциальных отверстий в трубке системы аэрации порошка, а также отсутствие элементов герметизации этих отверстий.
Задачей предлагаемой группы изобретений является создание нового модуля, способного эффективно работать как в обычных эксплуатационных условиях (в составе стационарных установок), так и в сложных эксплуатационных условиях, вызывающих уплотнение или слеживание огнетушащего порошка.
Технический результат – повышение эффективности пожаротушения за счет равномерного и полного псевдоожижения огнетушащего порошка, включая уплотненный.
Для решения задачи и достижения технического результата предложена группа изобретений, включающая способ псевдоожижения огнетушащего порошка и модуль порошкового пожаротушения.
Способ псевдоожижения огнетушащего порошка в модуле порошкового пожаротушения с газогенератором осуществляют путем наддува модуля до рабочего давления продуктами сгорания, образующимися при сжигании комбинированного заряда газогенератора, с последующим импульсным сбросом указанного давления. При этом наддув на первом этапе осуществляют до давления, равного 0,1 ÷ 0,5 рабочего давления, продуктами сгорания, образующимися при сжигании шашек, сгорающих за время τ1, на втором этапе наддув осуществляют продуктами сгорания, образующимися при сжигании шашек, сгорающих за время τ2, причем τ1 меньше τ2 в 3-4 раза.
Модуль порошкового пожаротушения содержит корпус с огнетушащим порошком, узел выпуска с разрушаемой мембраной, пусковое устройство с инициирующим элементом, газогенератор, включающий корпус с отверстиями и комбинированным зарядом, выполненным из шашек и размещенным внутри корпуса. Газогенератор выполнен с возможностью осуществления наддува модуля в два этапа, при этом комбинированный заряд газогенератора содержит шашки, выполненные с возможностью сгорания за время τ1, для осуществления наддува на первом этапе, и шашки, выполненные с возможностью сгорания за время τ2, для осуществления наддува на втором этапе, причем τ1 меньше τ2 в 3-4 раза. При этом шашки комбинированного заряда, сгорающие за время τ1, расположены в корпусе газогенератора ближе к инициирующему элементу, чем шашки, сгорающие за время τ2.
Отверстия в корпусе газогенератора закрыты герметизирующей мембраной. Модуль дополнительно содержит рассекатель, соединенный с корпусом газогенератора и установленный между газогенератором и узлом выпуска.
Группа изобретений поясняется чертежом.
На фигуре представлен общий вид модуля порошкового пожаротушения в разрезе.
Модуль порошкового пожаротушения содержит цилиндрический или чечевицеобразный или сферический корпус 1, заполненный огнетушащим порошком, узел выпуска 2 с разрушаемой мембраной 3, пусковое устройство 4 с инициирующим элементом 5, газогенератор, включающий корпус 6 с отверстиями 7, внутри которого размещен комбинированный заряд из шашек (8, 9) твердого топлива. Заряд в корпусе 6 газогенератора опирается на распорную вставку 12, расположенную таким образом, что в нижней части корпуса 6 газогенератора образуется трубчатая камера 13, выполняющая функцию аэратора. Шашки 8, сгорающие за время τ1, расположены в корпусе 6 газогенератора со стороны инициирующего элемента 5, при этом шашки 9, сгорающие за время τ2, размещены после шашек 8, а количества комбинированного заряда достаточно для осуществления способа псевдоожижения огнетушащего порошка, осуществляемого путем поэтапного наддува модуля до рабочего давления продуктами сгорания, образующимися при сжигании комбинированного заряда газогенератора, с последующим импульсным сбросом указанного давления. Причем наддув на первом этапе осуществляют до давления, равного 0,1 ÷ 0,5 рабочего давления, продуктами сгорания, образующимися при сжигания шашек 8, сгорающих за время τ1, на втором этапе наддув осуществляют продуктами сгорания, образующимися при сжигании шашек 9, сгорающих за время τ2, причем τ1 меньше τ2 в 3-4 раза. Внутри модуля может быть дополнительно установлен рассекатель, соединенный с корпусом 6 газогенератора и установленный между газогенератором и узлом выпуска 2. Рассекатель представляет собой сварную конструкцию из втулки 10 и кольца 14, соединенных ребрами 15 в виде пластин (может содержать до 12 ребер). Рассекатель дополнительно делит поток порошка своими ребрами 15 на несколько частей, так как воспринимает на себя давление вышележащих слоев порошка. В результате, связность потока порошка, находящегося под рассекателем, падает, уменьшается начальное сопротивление сдвигу, что способствует предотвращению образования статических сводов над выходным отверстием узла выпуска 2 и создаются благоприятные условия для истечения порошка. Рассекатель также обеспечивает разгрузку корпуса 6 газогенератора от изгибающих и растягивающих усилий.
Были проведены испытания предлагаемой конструкции устройства. При этом для испытаний выбрали модуль с цилиндрическим корпусом и вместимостью 50,0 ± 2,5 л, поскольку его корпус имеет более длинный цилиндрический участок, что способствует более сильному уплотнению порошка по сравнению с модулями со сферическими или чечевицеобразными корпусами. В качестве порошка использовался Вексон АВС-70 Модуль. Во всех испытаниях для имитации воздействия на модуль нагрузок в процессе его эксплуатации на транспортном средстве осуществлялось уплотнение порошка путем вибрирования модуля на вибростоле в течение 1 часа при частоте 50 Гц и амплитуде 0,5..1,0 мм. До и после вибрации определялась глубина погружения в порошок цилиндрического щупа (пенетратора) диаметром 3,8 мм, под действием силы веса 52,7 Н. До виброуплотнения щуп полностью проходил весь слой порошка. После вибрации щуп прекращал погружение в толщу порошка на определенной глубине. Глубина погружения щупа фиксировалась. Использовали комбинированные заряды, содержащие от 2 до 5 шашек 8 из состава типа ГП-40у (сгорающих за время τ1) и от 16 до 25 шашек 9 из состава типа МГГ-62 (сгорающие за время τ2). Все шашки 8 из состава ГП-40у располагали со стороны инициирующего элемента 5. Экспериментально установлено, что такого количества комбинированного заряда достаточно для оптимального псевдоожижения порошка в испытываемом модуле. В результате испытаний было установлено, что предлагаемая конструкция модуля обеспечивает вначале быстрый набор давления до уровня равного 0,1 ÷ 0,5 рабочего давления (давления вскрытия разрушаемой мембраны 3, установленной в узле выпуска 2), а затем относительно медленный подъем давления вплоть до вскрытия мембраны 3. Зависимость времени сгорания τ1 от τ2 была установлена экспериментальным путем. При реализации предлагаемого способа псевдоожижения обеспечивается быстрое проникновение газа в массив уплотненного порошка и более полное насыщение порошка газом, а при вскрытии мембраны и резком сбросе давления, происходит расширение газа, и соответственно эффективное разрушение массива уплотненного порошка во всем его объеме.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Модуль порошкового пожаротушения, установленный на штатное место, в дежурном режиме не имеет избыточного давления внутри корпуса 1. Срабатывание модуля происходит при подаче напряжения в цепь пускового устройства 4 от системы пожаротушения. При подаче импульса тока на пусковое устройство 4 зажигаются шашки комбинированного заряда, первыми сгорают шашки 8, расположенные со стороны инициирующего элемента 5, затем сгорают шашки 9, происходит газовыделение. Газ проходит через отверстия 7 корпуса 6 газогенератора. Возрастающее давление газов приводит к разрыву (прожигу) герметизирующих мембран 11, выполненных, например, из термоусаживаемого полимера. Дальнейшее нарастание давления способствует псевдоожижению огнетушащего порошка в модуле порошкового пожаротушения, осуществляемому путем наддува модуля до рабочего давления продуктами сгорания, образующимися при сжигании комбинированного заряда газогенератора, с последующим импульсным сбросом указанного давления. Причем наддув на первом этапе осуществляют до давления, равного 0,1 ÷ 0,5 рабочего давления, продуктами сгорания, образующимися при сжигания шашек 8, сгорающих за время τ1, на втором этапе наддув осуществляют продуктами сгорания, образующимися при сжигания шашек 9, сгорающих за время τ2, причем τ1 меньше τ2 в 3-4 раза. Дальнейшее нарастание давления приводит к разрушению мембраны 3, установленной в узле выпуска 2, и подаче порошка через узел выпуска 2 или через смонтированный на узле выпуска направляющий трубопровод (не показан) в защищаемое пространство.
Запуск модуля осуществляется принудительно или автоматически при обнаружении первичных признаков пожара системой пожаротушения.
Claims (4)
1. Способ псевдоожижения огнетушащего порошка в модуле порошкового пожаротушения с газогенератором путем наддува модуля до рабочего давления продуктами сгорания, образующимися при сжигании комбинированного заряда газогенератора, с последующим импульсным сбросом указанного давления, отличающийся тем, что наддув на первом этапе осуществляют до давления, равного 0,1÷0,5 рабочего давления, продуктами сгорания, образующимися при сжигании шашек, сгорающих за время τ1, на втором этапе наддув осуществляют продуктами сгорания, образующимися при сжигании шашек, сгорающих за время τ2, причем τ1 меньше τ2 в 3-4 раза.
2. Модуль порошкового пожаротушения, содержащий корпус с огнетушащим порошком, узел выпуска с разрушаемой мембраной, пусковое устройство с инициирующим элементом, газогенератор, включающий корпус с отверстиями и комбинированным зарядом, выполненным из шашек и размещенным внутри корпуса, отличающийся тем, что газогенератор выполнен с возможностью осуществления наддува модуля в два этапа, при этом комбинированный заряд газогенератора содержит шашки, выполненные с возможностью сгорания за время τ1, для осуществления наддува на первом этапе, и шашки, выполненные с возможностью сгорания за время τ2, для осуществления наддува на втором этапе, причем τ1 меньше τ2 в 3-4 раза, при этом шашки комбинированного заряда, сгорающие за время τ1, расположены в корпусе газогенератора ближе к инициирующему элементу, чем шашки, сгорающие за время τ2.
3. Модуль по п. 2, отличающийся тем, что отверстия в корпусе газогенератора закрыты герметизирующей мембраной.
4. Модуль по п. 2 или 3, отличающийся тем, что дополнительно содержит рассекатель, соединенный с корпусом газогенератора и установленный между газогенератором и узлом выпуска.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2814715C1 true RU2814715C1 (ru) | 2024-03-04 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2244579C1 (ru) * | 2004-02-19 | 2005-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр Техномаш" (ООО "ИВЦ Техномаш") | Способ пожаротушения и система пожаротушения для осуществления способа |
KR101168168B1 (ko) * | 2011-07-18 | 2012-07-24 | 고려화공 주식회사 | 화재 초동진압용 자동 소화장치 |
RU2485988C1 (ru) * | 2012-02-15 | 2013-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные Системы Пожаробезопасности" | Модуль пожаротушения |
RU139551U1 (ru) * | 2013-11-29 | 2014-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Техномаш СПб" | Модуль порошкового пожаротушения |
EP2586499A3 (en) * | 2011-10-25 | 2014-11-26 | Kidde Technologies, Inc. | Automatic fire extinguishing system with gaseous and dry powder fire suppression agents |
US9409045B2 (en) * | 2011-08-25 | 2016-08-09 | Pyrogen Manufacturing Sdn Bhd | Solid propellant fire extinguishing system |
RU2651433C1 (ru) * | 2017-05-15 | 2018-04-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (НИ ТГУ) | Устройство для распыления порошков |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2244579C1 (ru) * | 2004-02-19 | 2005-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр Техномаш" (ООО "ИВЦ Техномаш") | Способ пожаротушения и система пожаротушения для осуществления способа |
KR101168168B1 (ko) * | 2011-07-18 | 2012-07-24 | 고려화공 주식회사 | 화재 초동진압용 자동 소화장치 |
US9409045B2 (en) * | 2011-08-25 | 2016-08-09 | Pyrogen Manufacturing Sdn Bhd | Solid propellant fire extinguishing system |
EP2586499A3 (en) * | 2011-10-25 | 2014-11-26 | Kidde Technologies, Inc. | Automatic fire extinguishing system with gaseous and dry powder fire suppression agents |
RU2485988C1 (ru) * | 2012-02-15 | 2013-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные Системы Пожаробезопасности" | Модуль пожаротушения |
RU139551U1 (ru) * | 2013-11-29 | 2014-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Техномаш СПб" | Модуль порошкового пожаротушения |
RU2651433C1 (ru) * | 2017-05-15 | 2018-04-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (НИ ТГУ) | Устройство для распыления порошков |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0715996B1 (en) | Restraint apparatus | |
US8939225B2 (en) | Inflator-based fire suppression | |
CN101970265B (zh) | 用于对气囊充气的气体发生器和方法以及气囊模块 | |
RU2420336C2 (ru) | Устройство для выбрасывания жидкости, содержащее пиротехнический генератор газа | |
KR930007735A (ko) | 자동차의 탑승자를 부상으로부터 보호하기 위한 부풀릴 수 있는 충격완충에 사용되는 가스발생기 | |
KR970058740A (ko) | 물 분무물 화재 진화 장치 | |
US5762369A (en) | Air bag inflator using liquid monopropellant and adaptable to produce ouputs with various parameters | |
EP0637458A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer feuerlöschungsmischung | |
RU2814715C1 (ru) | Модуль порошкового пожаротушения и способ псевдоожижения огнетушащего порошка в модуле | |
CN110177718B (zh) | 混合气体发生器、用于运行混合气体发生器的方法、安全气囊模块和车辆安全系统 | |
JP2005538834A (ja) | 多段ガス発生器およびガス発生体 | |
JP5295354B2 (ja) | 自動車の安全装置用ガスジェネレータ | |
Klemens et al. | Dynamics of dust explosions suppression by means of extinguishing powder in various industrial conditions | |
DE112018004160T5 (de) | Gasgenerator | |
JP7408669B2 (ja) | ガス発生器、モジュール、および車両安全システム | |
JP2018527048A (ja) | 消火器 | |
JPH0281747A (ja) | エアクッション | |
RU2800463C1 (ru) | Газогенератор | |
RU208127U1 (ru) | Устройство аэрозольно-порошкового пожаротушения | |
JP2008509799A (ja) | 圧力波ガス生成器 | |
RU2262968C1 (ru) | Устройство для тушения пожаров | |
EP1340657B1 (de) | Gasgenerator, insbesondere für eine Insassenschutzvorrichtung eines Fahrzeuges | |
RU2195350C1 (ru) | Устройство высокоскоростной подачи рабочего тела | |
RU2060740C1 (ru) | Порошковый огнетушитель (его варианты) | |
RU2085235C1 (ru) | Устройство порошкового пожаротушения |