RU50840U1 - Модуль порошкового пожаротушения - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к противопожарной технике, а именно к автоматическим порошковым огнетушителям, и предназначена для тушения пожаров горючих жидкостей, газов, твердых горючих веществ преимущественно на подвижных транспортных средствах, а также в помещениях различного назначения и на открытом пространстве. Модуль в целом имеет более высокую надежность срабатывания, так как функции газогенерации и автономного термочувствительного элемента соединены в одном узле. При этом конструкция данного узла позволяет также запускать модуль принудительно от внешних электрических сигналов. Такое конструктивное решение обеспечивает надежность срабатывания даже после воздействия вибрационных и в отдельных случаях - ударных нагрузок. Указанный технический результат достигается тем, что модуль порошкового пожаротушения, включающий герметичный корпус с разрушаемой мембраной, заполненный огнетушащим порошком, и камеру, герметично соединенную с корпусом с возможностью сообщения объема корпуса и объема камеры, в которой размещен термогазообразующий порошок, отличающийся тем, что камера размещена вне корпуса, а соотношение объема камеры к объему корпуса составляет от 1:10 до 1:30. Для снижения инерционности срабатывания камера снабжена теплопроводным стержнем или пластиной со сквозным размещением в стенках камеры.

Description

Полезная модель относится к противопожарной технике, а именно к автоматическим порошковым огнетушителям, и предназначена для тушения пожаров горючих жидкостей, газов, твердых горючих веществ преимущественно на подвижных транспортных средствах, а также в помещениях различного назначения и на открытом пространстве.

Известен автоматический порошковый огнетушитель, содержащий корпус, заполненный огнетушащим порошком, крышку, герметично соединенную с корпусом, камеру с газогенерирующим зарядом и электроактиватор, при этом камера размещена в верхней части крышки при определенных геометрических соотношениях, дополнительно огнетушитель может быть снабжен инициирующим порошком, соединенным огнепроводным шнуром с газогенерирующим зарядом (пат. РФ №2147902, Кл. А 62 С 13/22, 35/00, публ.2000 г.).

Известный автоматический огнетушитель обеспечивает равномерное распределение огнетушащего порошка на площади защищаемого помещения в условиях электрического запуска, в режиме самосрабатывания и в автоматическом режиме действия.

К недостаткам известного устройства следует отнести то, что в автономном режиме устройство имеет низкую надежность срабатывания, так как термочувствительный узел размещен отдельно от узла газогенерации на крышке мембраны, что во время эксплуатации, особенно на транспорте при наличии вибрации и ударных нагрузок может привести к повреждению

мембраны, отсоединения узла от поверхности мембраны и выходу узла самосрабатывания из строя. Вторым недостатком является то, что для запуска данного устройства в режиме самосрабатывания необходимо прогреть мембрану, которая под воздействием тепла начинает терять прочностные свойства и не вскрывается при заданном давлении, что не обеспечивает надежность тушения.

Известен также модуль порошкового пожаротушения (пат. РФ №21146, Кл. А 62 С 13/22, 35/00, публ.2001). Данная полезная модель содержит герметичный корпус, на нижней части которого выполнены насечки, образующие разрушаемую мембрану, а корпус заполнен огнетушащим порошком, при этом в корпусе полностью или частично размещена камера в виде стакана с отверстиями для возможности сообщения между объемами корпуса и стакана, снабженного герметичной крышкой. В камере размещены газогенерирующий элемент, электроактиватор с токоведущими цепями и газоохладитель, а соотношение массы газогенерирующего заряда и массы газоохладителя составляет от 1:0,5 до 1:5,0.

Известная полезная модель в условиях электрического пуска обеспечивает высокую надежность срабатывания, однако у данного устройства отсутствует функция автономности запуска, которая часто требуется в условиях эксплуатации на обесточенных объектах, при этом конструкция узла газогенерации отличается сложностью.

Таким образом, актуальной задачей является создание модуля порошкового пожаротушения, обладающего функциями надежного автономного и внешнего принудительного запуска, которые сохраняются при вибрационном и даже ударном воздействии при транспортировке.

На решение этой задачи направлена предлагаемая полезная модель, объектом которой является модуль порошкового пожаротушения.

Наиболее близким устройством к заявленному техническому решению по совокупности существенных признаков является «Модуль порошкового

пожаротушения» (пат. РФ на полезную модель №21146), который и выбран в качестве прототипа.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что у предлагаемого модуля совмещены функции газогенерации и функции автономного запуска в одном узле, при этом узел запуска размещен вне корпуса модуля пожаротушения. При таком размещении узел запуска (термогазогенерации) имеет незначительные по сравнению с основным корпусом модуля размеры и рассматривается как отдельный термочувствительный элемент с более низкой инерционностью по сравнению с аналогами. Модуль в целом имеет более высокую надежность срабатывания, так как функции газогенерации и автономного термочувствительного элемента соединены в одном узле. При этом конструкция данного узла позволяет также запускать модуль принудительно от внешних электрических сигналов. Такое конструктивное решение обеспечивает надежность срабатывания даже после воздействия вибрационных и в отдельных случаях - ударных нагрузок.

Указанный технический результат достигается тем, что модуль порошкового пожаротушения, включающий герметичный корпус с разрушаемой мембраной, заполненный огнетушащим порошком, и камеру, герметично соединенную с корпусом с возможностью сообщения объема корпуса и объема камеры, в которой размещен термогазообразующий порошок, отличающийся тем, что камера размещена вне корпуса, а соотношение объема камеры к объему корпуса составляет от 1:10 до 1:30.

Для снижения инерционности срабатывания камера снабжена теплопроводным стержнем или пластиной со сквозным размещением в стенках камеры.

Для снижения инерционности и увеличения скорости газообразования модуля в режиме самозапуска, в камере модуля размещены газогенерирующий элемент и огнепроводный шнур, а для обеспечения электрозапуска -и электроактиватор.

Предлагаемая полезная модель направлена на решение поставленной задачи с достижением указанного технического результата при использовании.

Предлагаемая конструкция заявленного устройства поясняется чертежами.

На фиг.1 схематично изображен модуль порошкового пожаротушения (MПП) в разрезе, где 1 - металлический корпус, заполненный огнетушащим порошком 2, оппозиционно к корпусу 1 размещена камера 3, герметично соединенная с корпусом 1 через крышку 4 с отверстием 6, в камере 3 размещен термогазообразующий порошок 5, а корпус 1 снабжен разрушаемой диафрагмой 7.

На фиг.2 схематично изображен МПП в разрезе, по конструкции повторяющий MПП на фиг.1, но камера 3 дополнительно снабжена медным стержнем 8 с его сквозным размещением.

На фиг.3 представлена конструкция МПП аналогичная фиг.1, но в камере 3 размещены газогенерирующий элемент 9 и огнепроводный шнур 10.

На фиг.4 представлена конструкция МПП, аналогичная фиг.1, но в камере 1 установлен электроактиватор - 11.

На фиг.5 изображена конструкция МПП, в которой отличия от конструкции фиг.1 состоят в том, что камера 3 снабжена газогенерирующим элементом 9, огнепроводным шнуром 10 и электроактиватором 11.

На фиг.6 представлена конструкция МПП, аналогичная фиг.1, но в камере 3 установлены огнепроводный шнур 10 и электроактиватор 11.

В качестве огнетушащего порошка используют, например порошок марки «Феникс АВС-40» или «Феникс АВС-70» (ТУ 2149-005-18215408-00).

В качестве термообразующего порошка используют известные органические газообразователи, например азодикарбонамид (ТУ 6-03-408-80) под торговой маркой ЧХЗ-21.

В качестве газогенерирующего элемента используют элементы СТК-24У (ТУ 4854-03-4973367-96).

В качестве огнепроводного шнура используют например шнур марки РМУ (ТУ 7275-001-51953776-00), а в качестве электроактиватора -электроактиватор марки ЭА-1 (ТУ 7275-082-07513406-97).

Предлагаемый МПП работает следующим образом.

Режим самозапуска.

В герметичный корпус 1 MПП, заполненный огнетушащим порошком 2, поступает под давлением газ, образовавшийся в камере 3 в результате воздействия повышенной температуры (например 100°С) на термогазообразующий порошок 5. Под воздействием теплового импульса термогазообразующий порошок 5 разлагается с выделением газов в камере 3. Через отверстия 6, выполненные в крышке 4, газ поступает в корпус 1, где при достижении определенного давления разрушается диафрагма 7 и огнетушащий порошок 2 выбрасывается на очаг пожара.

Для снижения инерционности при воздействии повышенной температуры на термогазообразующий порошок 5 через стенку камеры 3 последнюю снабжают теплопроводным стержнем из меди 8 со сквозным размещением в камере 3 (фиг.2).

Для повышения надежности срабатывания при воздействии различных факторов при транспортировке и эксплуатации в жестких условиях на транспортных средствах в камере 3 размещают, кроме термогазообразующего порошка 5, также газогенерирующий элемент 9 и огнепроводный шнур 10. Тепловой импульс, поступающий через стенку камеры 3 на порошок 5, передается огнепроводному шнуру 10 и на газогенерирующий заряд 9, что интенсифицирует газообразование, нарастание давления внутри камеры 3 и оперативное поступление газа в корпус 1 МПП и его срабатывание (фиг.3).

Конструктивные признаки и результаты испытаний представлены в таблице №1.

Режим электрозапуска.

Конструкция МПП на фиг.4 обеспечивает 2 режима срабатывания. Первое аналогично конструкции фиг.1 и срабатывание устройства от внешнего источника энергии. Электрический импульс подается на электроактиватор 11, который при сгорании вызывает разложение термогазообразующего порошка 5, размещенного в камере 3 и дальнейшие процессы, которые происходят в МПП, повторяются как уже описано выше.

Конструкция МПП, представленная на фиг.5, также обеспечивает два режима срабатывания:

- Самозапуск от внешнего нагрева газообразующего порошка 5 через стенку камеры 3;

- Электрозапуск через электроактиватор 11, огнепроводный шнур 10 и газогенерирующий элемент 9.

Конструкция МПП, представленная на фиг.6 аналогична конструкции на фиг.4, но дополнительно в камеру 3 введен огнепроводный шнур 10.

Все предлагаемые конструкции МПП были изготовлены и проведены их испытания, по результатам которых были определены оптимальные соотношения объема камеры (v₁) и объема корпуса (v): v₁:v=1:1÷1:30. Результаты представлены в таблицах 1 и 2.

Соотношение объемов корпуса камеры к объему корпуса огнетушителя было определено опытным путем в соответствии со следующей методикой. В камере объемом 2 м³ (1×1×2) размещался модуль порошкового пожаротушения. Под ним на полу устанавливался очаг горения круглой формы класса 13В согласно НПБ 67-98 «Установки порошкового пожаротушения автоматические. Модули. Общие технические требования. Методы испытаний». Испытания

проводились в режиме автономного срабатывания. Фиксировалось время срабатывания и результат тушения.

В результате опытов было установлено, что при соотношении меньше 1:1 наблюдается минимальная инерционность, но количества огнетушащего вещества недостаточно для обеспечения тушения. При соотношении более 1:30 значительно возрастает инерционность срабатывания, так как размер корпуса модуля значительно превышает размер камеры и соответственно забирает на себя большую часть тепловой энергии от очага, что и повышает инерционность.

Известно, что опасные для жизни человека факторы могут наступить через 100-150 секунд после возникновения пожара. В книге Е.Н.Иванова «Противопожарная защита открытых технологических установок» - М. :Химия, 1986. на с.37 указывается, что опасная для жизни человека температура (60-70°С) может создаться через 1-2 минуты после возникновения пожара. Исходя из этого образцы, инерционность которых превышает 120 секунд, нами принимаются как не удовлетворяющие необходимым требованиям.

В заявленном интервале соотношения объема камеры к объему корпуса наблюдаются стабильные и близкие показатели по инерционности при обеспечении достаточной огнетушащей эффективности.

После отработки показателя отношения объемов и выбора оптимальных его значений были проведены испытания по воздействию вибронагрузок на модули, изготовленные согласно чертежам (фиг.1-6). Примеры 6,7 и 8 таблиц 1 и 2) и прототипа (примеры 9 и 10 таблица 2). Испытания проводились на вагонах метрополитена. Общий пробег составлял 1000 км. После снятия с пробега одна часть модулей (не менее 3-х) каждой конструкции была испытана на огневое воздействие по описанной выше методике. Другая часть была разобрана для определения возможных последствий воздействия вибронагрузок на различные виды представленных конструкций.

В таблицах представлены средние значения инерционности по 3 опытам для каждой конструкции.

В результате огневых опытов было установлено, что все предлагаемые конструкции полезной модели по инерционности близки по своим характеристикам и обеспечивают огнетушащую эффективность.

При разборке модулей было установлено, что в процессе эксплуатации на транспортных средствах (особенно при наличии ударных нагрузок) существует вероятность взаимного проникновения порошкообразного термогазообразующего вещества в камеру с огнетушащим порошком и наоборот даже при наличии плотной прокладки на крышке 4. В результате может произойти их взаимное перемешивание и, как следствие этого, неполное разложение термогазообразующего порошка и несрабатывание модуля. Следовательно, наличие термогазообразующего порошка с его распределением по внутренней поверхности камеры является обязательным, что обеспечивает быстрый прогрев и начало разложения в любой точке поверхности, где повысилась температура до значений начала реакции разложения данного порошка.

С другой стороны, наличие одного порошкообразного термогазообразующего порошка может быть недостаточно по изложенным выше причинам. Поэтому для повышения надежности работы модуля в автономном режиме предлагается дополнительно к порошкообразному использовать твердые термогазообразующие элементы в виде цилиндра и/или шнура и/или их сочетание (фиг.3, 5, 6). Возможность их использования как в отдельности, так и в сочетании повышает надежность работы модуля, особенно в условиях эксплуатации на транспорте. Такой же подход используется и в случае применения принудительного электрического запуска при сохранении функции автономности (фиг.4, 5, 6), но с размещением электроактиватора в камере.

Устройство по прототипу обладает оптимальными техническими показателями и надежностью срабатывания только без воздействия на него транспортных нагрузок. Анализ результатов испытаний подтверждает, что предлагаемое устройство обеспечивает надежность срабатывания MПП и после воздействия транспортных перегрузок при пробеге 1000 км, что не обеспечивает устройство по прототипу. По мнению заявителя достижение такого технического результата обеспечивается совокупностью конструктивных признаков предлагаемого устройства и в том числе - оппозиционным размещением камеры 3 по отношению к корпусу 1 (вынос камеры вне корпуса).

Предлагаемая полезная модель отвечает всем критериям охраноспособности по действующему законодательству.

Таблица№1
Результаты сравнительных испытаний до и после пробега на вагонах метрополитена заявляемого устройства согласно фиг1, фиг.2 и фиг.3.
Параметры и режимы испытаний	Конструкция заявляемого устройства соответствующая фигуре:	Заявляемая полезная модель конкретного исполнения по примерам №№			Контрольные примеры №№		Заявляемая полезная модель после пробега на вагоне метрополитена по примерам №№
		1	2	3	4	5	6	7	8
Отношение V1:V (1:10-1:30)	Фиг.1	1:10	1:20	1:30	1:5	1:35	1:10	1:20	1:30
	Фиг.2	1:10	1:30	1:20	1:16	1:40	1:15	1:30	1:20
	Фиг.3	1:20	1:30	1:10	1:8	1:32	1:20	1:15	1:10
Испытания в автономном режиме непосредственно от очага горения	Фиг.1	+++	+++	+++	-+	-++	+++	+++	+++
	Фиг.2	+++	+++	+++	--+	-++	+++	+++	+++
	Фиг.3	+++	+++	+++	+--	-++	+++	+++	+++
					*	**
Инерционность срабатывания в автономном режиме, с	Фиг.1	50	55	60	30	150	50	50	60
	Фиг.2	45	50	70	25	160	60	60	70
	Фиг.3	55	48	80	35	170	70	57	80
(-)* -нет тушения из-за малого количества огнетушащего порошка в корпусе. (-)** -нет тушения из-за высокой инерционности модуля, за это время происходит разогрев бортов модельных очагов горения и после срабатывания модуля происходит повторное воспламенение горючего;

Таблица №2 Результаты сравнительных испытаний до и после пробега на вагонах метро заявляемых моделей согласно фиг.4, фиг5 и фиг.6, а также прототипа.
Параметры и режимы испытаний	Конструкция заявляемого устройства соответствующая фигуре:	Заявляемая полезная модель конкретного исполнения по примерам №№			Контрольные примеры №№		Заявляемая полезная модель после пробега на вагоне метрополите по примерам №№			Прототип
										До пробега на вагоне	После пробега на вагоне
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Отношение V1:V (1:10-1:30)	Фиг.4 Фиг.5 Фиг.6	1:10 1:10 1:20	1:20 1:30 1:30	1:30 1:20 1:10	1:5 1:7 1:8	1:35 1:40 1:32	1:10 1:15 1:20	1:20 1:25 1:15	1:30 1:20 1:10
Испытания в автономном режиме непосредственно от очага горения	Фиг.4 Фиг.5 Фиг.6	+++ +++ +++	+++ +++ +++	+++ +++ +++	--+ +-+ +-- *	-++ +-- -++ **	+++ +++ +++	+++ +++ +++	+++ +++ +++
Испытания в режиме электропуска	Фиг.4 Фиг.5 Фиг.6	+++ +++ +++	+++ +++ +++	+++ +++ +++	+-- -++ ++- *	+++ +++ +++	+++ +++ +++	+++ +++ +++	+++ +++ +++	+++	-+ ***
Инерционность срабатывания в режиме электрозапуска,с	Фиг.4 Фиг.5 Фиг.6	1,5 1,9 2,0	2,0 3,0 3,0	1,5 3,0 4,0	2,5 2,0 2,8	2,0 4,0 3,5	1,0 2,0 2,5	2,8 1,9 4,0	1,5 3,0 4,0	2,0	2,8
Инерционность срабатывания в автономном режиме, с	Фиг.4 Фиг.5 Фиг.6	53 49 50	56 53 45	69 77 82	33 29 30	155 162 174	57 65 70	52 66 59	69 77 82
(-)* - нет тушения из-за малого количества огнетушащего порошка в корпусе. (-)** - нет тушения из-за высокой инерционности модуля, за это время происходит разогрев бортов модельных очагов горения и после срабатывания модуля происходит повторное воспламенение горючего; (-)*** - нет тушения у прототипа из-за разгерметизации модуля в режиме электропуска.

Claims (5)

1. Модуль порошкового пожаротушения, включающий герметичный корпус с разрушаемой мембраной, заполненный огнетушащим порошком, и камеру, герметично соединенную с корпусом, с возможностью сообщения объема корпуса и объема камеры, в которой размещен термогазообразующий порошок, отличающийся тем, что камера размещена вне корпуса, а соотношение объема камеры к объему корпуса составляет от 1:10 до 1:30.

2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что камера снабжена теплопроводным стержнем или пластиной со сквозным размещением в стенках камеры.

3. Модуль по п.1, отличающийся тем, что в камере размещены газогенерирующий элемент и огнепроводный шнур.

4. Модуль по пп.1 или 3, отличающийся тем, что в камере размещен электроактиватор.

5. Модуль по п.1, отличающийся тем, что в камере размещены электроактиватор и огнепроводный шнур.