Модуль порошкового пожаротушения с электрозапуском

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МОДУЛЬ ПОРОШКОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ С ЭЛЕКТРОЗАПУСКОМ(71) Заявители Баев Сергей Николаевич Демидов Владимир Геннадьевич Шеин Владимир Николаевич(72) Авторы Баев Сергей Николаевич Демидов Владимир Геннадьевич Шеин Владимир Николаевич(73) Патентообладатели Баев Сергей Николаевич Демидов Владимир Геннадьевич Шеин Владимир Николаевич(57) 1. Модуль порошкового пожаротушения с электрозапуском, включающий герметичный корпус обтекаемой формы, заполненный огнетушащим порошком, выпускной насадок, мембрану, распылитель и пиротехнический генератор газа, установленный внутри корпуса, отличающийся тем, что генератор газа непосредственно контактирует с огнетушащим порошком, мембрана установлена в мембранном узле, закрепленном соосно выпускному насадку, а распылитель установлен на мембранном узле или на трубной разводке, выполненной с возможностью соединения с мембранным узлом. 2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен в форме сферы или цилиндра. 3. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен чечевичной формы. 4. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что выпускной насадок выполнен по оси корпуса, соответствующей максимальному диаметру. 68082010.12.30 5. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что пиротехнический генератор газа установлен под углом 30-180 относительно оси выпускного насадка. 6. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что мембранный узел включает корпус с прижимной гайкой и установленную внутри корпуса между двух колец мембрану. 7. Модуль по п. 6, отличающийся тем, что мембрана и кольца выполнены из алюминия или его сплавов. 8. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что мембрана выполнена в виде предварительно напряженной металлической полусферы. 9. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что снабжен предохранительным клапаном,установленным в корпусе. 10. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что трубная разводка выполнена односторонней или двухсторонней. 11. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что количество распылителей от 1 до 4. 12. дуль по п. 1, отличающийся тем, что суммарная площадь проходных сечений распылителей составляет 65-85 от площади проходного сечения трубной разводки. 13. дуль по п. 1, отличающийся тем, что возможность передачи электрического сигнала на генератор газа обеспечивается с помощью электровоспламенителя. 14. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью крепления. 15. Модуль по п. 14, отличающийся тем, что узел крепления выполнен в виде фланца. 16. дуль по п. 1 отличающийся тем, что выпускные отверстия генератора газа защищены резиновым обратным клапаном. 17. дуль по п. 1, отличающийся тем, что распылители выполнены в виде двух соосно расположенных полых конусов. 18. дуль по п. 1, отличающийся тем, что распылители выполнены конической или цилиндрической формы или в виде полусферы с круглыми или щелевыми отверстиями. 19. дуль по п. 1, отличающийся тем, что распылители закрыты защитными колпачками, выполненными с возможностью самосбрасывания при достижении давления в модуле более 1 атм.(56) 1. Патент на полезную модель РФ 28622, МПК 62 35/00, опубл. 10.04.2003. Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности к модулям порошкового пожаротушения (МПП), и может быть использована для подавления пожаров на начальной стадии, в том числе и в труднодоступных местах, преимущественно на транспортных средствах. Известен модуль порошкового пожаротушения 1. МПП включает герметичный корпус с огнетушащим порошком и выпускным насадком с мембраной и размещенную в корпусе камеру для газогенерирующего заряда и электроактиватора, корпус выполнен в виде эллипсоида вращения с соотношением габаритных размеров ав от 10,25 до 10,75, а камера размещена под углом от 30 до 120 относительно оси выпускаемого насадка, причем насадок снабжен распылителем огнетушащего порошка, выполненным в виде полусферы с отверстиями. При этом отверстия на распылителе выполнены на одной половине поверхности полусферы, а суммарная площадь отверстий на распылителе составляет от 10 до 80 площади поперечного сечения выпускного насадка корпуса модуля. К причинам, препятствующим использованию известного МПП, относятся недостаточная интенсивность и равномерность распыления порошка при использовании модуля для защиты сильно загроможденных объемов, в частности двигательных отсеков транспортных средств. 2 68082010.12.30 Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является полезная модель по 1, которая и принята в качестве прототипа. Задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство, является обеспечение равномерного распределения порошка, необходимого для тушения пожаров на объектах с большой степенью загроможденности технологическим оборудованием, например в двигательных отсеках транспортных средств. Предлагаемый МПП при использовании обеспечивает достижение следующего технического результата за счет конструкции мембранного узла в сочетании с обтекаемой формой корпуса модуля обеспечивается полное использование запаса огнетушащего порошка в модуле конструктивное размещение генератора позволяет эксплуатировать модуль в жестких условиях по механическим нагрузкам и в широком температурном диапазоне размещение электровоспламенителя снаружи корпуса, а генератора непосредственно в огнетушащем порошке и наличие эластичного обратного клапана, исключающего возможность попадания порошка внутрь генератора, существенно упрощают конструкцию модуля в целом и обеспечивают надежность срабатывания равномерное распределение порошка за счет его подачи с необходимой интенсивностью и эпюрой распределения внутри защищаемого объема достигается выбранным соотношением между площадью сечения проходных отверстий распылителей и сечения трубной разводки при наличии мембранного узла указанной конструкции и распылителей в количестве от 1 до 4 наличие на распылителях технологических защитных колпачков позволяет эксплуатировать данные модули на объектах с высокой степенью запыленности, к которым можно отнести двигательные отсеки транспортных средств. Наличие трубной разводки обеспечивает дополнительные возможности подачи порошка в труднодоступные отсеки, например, на транспортных средствах. Равномерность подачи порошка обеспечивается совокупностью конструктивных признаков мембранного узла, параметрами и расположением распылителей. Распылители, применяемые в сочетании с данным мембранным узлом и трубной разводкой, не ограничены по форме и конструкции, а их расположение определяется геометрией защищаемого объема. Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что модуль порошкового пожаротушения с электрозапуском, включающий герметичный корпус обтекаемой формы, заполненный огнетушащим порошком, выпускной насадок, мембрану,распылитель и пиротехнический генератор газа, установленный внутри корпуса, отличается тем, что генератор газа непосредственно контактирует с огнетушащим порошком,мембрана установлена в мембранном узле, закрепленном соосно выпускному насадку, а распылитель установлен на мембранном узле или на трубной разводке, выполненной с возможностью соединения с мембранным узлом. Корпус модуля может быть выполнен в форме сферы или цилиндра или чечевичной формы, что определяется конфигурацией защищаемого объема. Выпускной насадок, выполненный по оси корпуса, обеспечивает максимально полный выброс порошка при вертикальном размещении МПП в защищаемом объеме. Пиротехнический генератор газа может быть установлен под углом 30-180 относительно оси выпускного насадка, что обеспечивает максимальное распушение порошка в объеме корпуса без применения дополнительных устройств аэрации, а в сочетании с корпусом обтекаемой формы создает мощное взрыхление порошка, начиная с периферийных зон корпуса относительно его центра. Мембранный узел включает корпус с прижимной гайкой и установленную внутри корпуса между двух колец мембрану - такая конструкция исключает несанкционированное повреждение тонкой мембраны и обеспечивает заданный уровень давления ее сраба 3 68082010.12.30 тывания при минимальной величине разброса давления относительно номинального значения. Предпочтительно, чтобы мембрана и кольца, непосредственно контактирующие с ней,были выполнены из алюминия или его сплавов, что исключает появление коррозии, поскольку все остальные элементы МПП изготавливают всегда из стали. Мембрану предпочтительно выполнять в виде предварительно напряженной металлической полусферы, что обеспечивает минимальный разброс давления относительно номинального значения, а следовательно, надежность тушения всех очагов. Предохранительный клапан может быть установлен в корпусе для исключения заброса давления относительно номинального значения. Трубная разводка может быть выполнена как односторонней, так и двухсторонней,что определяется конфигурацией защищаемого объема и необходимым количеством распылителей, от 1 до 4. Интенсивность и равномерность подачи порошка будет оптимальной, если суммарная площадь проходных сечений распылителей составляет 65-85 от площади проходного сечения трубной разводки. Упрощение конструкции модуля и обеспечение надежности срабатывания могут быть достигнуты также и за счет применения съемного электровоспламенителя. Выпускные отверстия генератора газа не могут быть защищены резиновым обратным клапаном, чтобы исключить попадание порошка внутрь генератора. Распылители могут быть выполнены в виде двух соосно расположенных полых конусов, а также могут быть выполнены конической или цилиндрической формы или в виде полусферы, а отверстия могут быть круглыми или щелевыми. Для исключения повреждения распылители могут быть закрыты защитными колпачками, выполненными с возможностью самосбрасывания при достижении давления в ПП более 1 атм. Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет использования всей совокупности существенных признаков, приведенных в формуле полученной модели. Сущность полезной модели поясняется чертежами на фиг. 1 представлен общий вид МПП, на фиг. 2 - вид сбоку, на фиг. 3 - мембранный узел (разрез), а на фиг. 4 - пример трубной разводки (схематично). На чертежах представлено конкретное исполнение МПП с элекрозапуском, где корпус 1 чечевичной формы (округлая, плоская) состоит из двух сваренных между собой штампованных полусфер, в которых установлены штуцера (не указаны на чертеже) в местах,необходимых для подсоединения других узлов (генератор, предохранительный клапан). Корпус 1 выполнен герметичным и заполнен огнетушащим порошком 2. Выпускной насадок 3 выполнен в нижней части корпуса 1 по оси, соответствующей максимальному диаметру. Под углом 60 относительно выпускного насадка 3 посредством штуцера (на чертеже не указан) в корпус 1 вмонтирован пиротехнический генератор газа 4, установленный непосредственно в огнетушащий порошок 2 без дополнительных устройств для вспучивания порошка 2. Электровоспламенитель 5 разъемом подсоединяется к генератору 4, также в корпус 1 вмонтирован предохранительный клапан 6. Мембранный узел 7 закреплен соосно выпускному насадку 3 и состоит из корпуса 8, подвижной гайки 9, двух колец 10, между которыми установлена мембрана 11. Мембрана 11 выполнена из алюминиевой фольги (А 5-М-0,1 5 ГОСТ 618-73) в виде предварительно напряженной полусферы (давлением 0,7 раб), остальные детали узла - из Ст 3. Распылитель 12 может быть установлен непосредственно на мембранном узле 7 (фиг. 2) или на трубной разводке 13(фиг. 4). Модуль выполнен с возможностью крепления, например, с помощью крепежного фланца 14. На фиг. 2 - узел крепления 14 расположен под углом 90 относительно выпускного насадка 3. Распылители 12 могут применяться различной конфигурации (на чер 4 68082010.12.30 теже не отражено) и закрываться защитными колпачками 14, которые сбрасываются при достижении давления более 1 атм. Работа предлагаемого модуля с электрозапуском иллюстрируется примером. МПП указанной на чертеже конструкции, в частности, был использован для защиты дизель-генератора пассажирского железнодорожного вагона. Дизель-генератор размещается в подвагонном пространстве в специальном негерметичном шкафу с открытыми с двух сторон стенками, через которые поступает воздух, необходимый для работы дизеля. Корпус модуля 1 при помощи узла 14 крепился к одной из стенок шкафа. В верхней части шкафа, вдоль его боковых стенок, были положены два трубопровода 13, выполненные из армированных резиновых рукавов с внутренним диаметром 20 мм. При длине каждого трубопровода 13 установлены по два конических распылителя 12, закрытых защитными колпачками. Система пожаротушения приводится в действие автоматически в случае повышения температуры выше заданной. При обнаружении пожара подается электрический импульс на электровоспламенитель 5 и происходит запуск генератора газа 4. Образующиеся в процессе работы генератора газа 4 продукты сгорания интенсивно разрыхляют огнетушащий порошок 2 и создают в корпусе модуля 1 повышенный уровень давления, при котором мгновенно происходит прорыв мембраны 11. Огнетушащий порошок попадает в трубопроводы 13 и через распылители 12 в защищаемый объем. При проведении испытаний МПП осуществлялись измерения интенсивности подачи огнетушащего порошка, равномерности его распределения, а также определялись потери давления по длине трубопровода. Конечный результат испытаний определялся количеством потушенных очагов при их начальном количестве, равном 12. В таблицах представлено в виде дроби числитель - количество непотушенных очагов, а в знаменателе количество потушенных очагов. Интенсивность (среднеинтегральное значение) рассчитывалась по следующей формуле/,где- интенсивность (среднеинтегральное значение)- масса огнетушащего порошка, заправленного в модуль, кг- время выброса огнетушащего порошка, с- защищаемый объем, м 3. Равномерность распределения порошка в защищаемом объеме характеризует правильность подбора распылителей и их установку. Были проведены испытания по тушению модельных очагов, равномерно расположенных в защищаемом объеме - негерметичных металлических шкафах с геометрическими размерами 2,71,21,2 и 1,51,21,2 метров. В табл. 1 представлены результаты испытаний в защищаемом объеме вытянутой формы, а в табл. 2 - в объеме, приближенном к форме куба. В качестве модельных очагов использовались металлические плошки диаметром 80 мм и высотой 30 мм, в которые заливался бензин АИ-92 в количестве 120 мл. Контрольные очаги (12 плошек) расставлялись равномерно в негерметичных шкафах (с разными геометрическими параметрами). В таблицах приведены количественные результаты тушения контрольных очагов в числителе - количество непотушенных, а в знаменателе - количество потушенных очагов. В результате проведенных испытаний были получены предельные значения интенсивности и равномерности распределения порошка, при которых достигается наилучший результат тушения, а также был осуществлен подбор распылителей, обеспечивающих максимальную равномерность распределения огнетушащего порошка. Для измерения потерь давления по длине трубопроводов использовались четыре датчика давления фирмы(Чехия) с регистрацией через АЦП на компьютер с частотой опроса 0,1 сек. 68082010.12.30 Результаты испытаний представлены в таблицах при разных геометрических размерах защищаемого объема. Предлагаемое устройство и устройство по прототипу (13 и 14) испытывались в одинаковых условиях. Пример 13 - прототип без трубной разводки, форма корпуса эллипсоид вращения, угол между выпускным насадком и генератором газа - 30. Пример 14 - устройство, как в примере 13, но оснащено трубной разводкой, количество распылителей - 4. Пояснение к табл. 1 и 2 форма корпуса в примерах 1, 4, 7 и 9 - корпус МПП чечевичной формы в примерах 2, 5, 8 и 11 - корпус в виде эллипсоида вращения в примерах 3,6, 9 и 12 - корпус сферической формы угол между выпускным насадком и генератором газа 30 - в примерах 1, 6, 8, 12 60 - в примерах 9 и 10 90 - в примере 2 120 - в примерах 4 и 11 180 - в примерах 3, 5 и 7. Также проведены испытания МПП по прототипу. При конструктивном исполнении устройства с углом между выпускным насадком и генератором более 120 (180) при горизонтальном размещении в защищаемой зоне (как указано на чертеже к описанию полезной модели по патенту РФ 28622) не обеспечивается полный выброс порошка из корпуса, порошок остается в периферийных зонах (в таблицах не представлено). Результаты испытаний подтверждают достижение указанного технического результата при использовании всей совокупности существенных признаков предлагаемого устройства и его преимущества перед прототипом. Предлагаемое устройство направлено на решение поставленной задачи и при использовании обеспечивает достижение указанного технического результата необходимую интенсивность подачи порошка (0,73-0,95 кг/см 3) и равномерность. Эти показатели обуславливают эффективное тушение из общего числа 12 контрольных очагов тушат от 9 до 12 очагов. Таблица 1 Результаты испытаний для защищаемого объема с геометрическими размерами, в метрах, 2,71,21,2 МПП с односторонней трубной разводкой МПП с двусторонМПП без трубной ней трубной раз опыта разводки. 1 распыводкой. литель 2 распылителя 3 распылителя 4 распылителя 1 98,1 Показатель Выброс порошка из корпуса,Интенсивность подачи порошка,кг/см 3, при различных отношениях площади сечения распыл. от площади сечения трубн. разв.,60 65 75 85 90 без трубной разводки Кол-во контр. очагов нетушение/ тушение при отношен. площади проход. сечения распылит. от площади сечения трубн. разводки,60 65 75 85 90 без трубной разводки Таблица 2 Результаты испытаний для защищаемого объема с геометрическими размерами, в метрах, 1,51,21,2 МПП с односторонней трубной разводкой МПП с двусторонМПП без трубной ней трубной раз опыта разводки. 1 распыводкой. литель 2 распылителя 3 распылителя 4 распылителя 1 98,2 Показатель Выброс порошка из корпуса,Интенсивность подачи порошка,кг/см 3, при различных отношениях площади сечения распыл. к площади проходн. сечения трубопр.,60 65 75 85 90 без трубной разводки Кол-во контр. очагов нетушение/ тушение при отношен. площади проход. сечения распылит. от площади сечения трубн. разводки,60 65 75 85 90 без трубной разводки Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.