МАЛОГАБАРИТНОЕ УСТРОЙСТВО ПОРОШКОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ
Область техники
Полезная модель относится к области пожарной безопасности и может быть использована при изготовлении переносных малогабаритных огнетушащих устройств пистолетного типа.
Предшествующий уровень техники
В настоящее время одним из перспективных способов тушения пожаров считается импульсная техника многоцелевой защиты. Одно из важных преимуществ импульсных пожаротушащих устройств - возможность метать и распылять любые сыпучие, порошкообразные, жидкие и вязкие составы в широком диапазоне температур и в любых климатических и погодных условиях (Захматов В., Пятова А. Импульсная техника - новые возможности в борьбе с огнем. Пожарное дело. - 1997. - 300 с.).
Широко известны огнетушители с импульсным выбросом огнетушащего вещества газообразными продуктами горения пороха из тонкостенных цилиндрических корпусов (пат. США 3889758, пат. Япония, 49- 39800, SU N°878318, SU N° 1082443).
Во всех этих огнетушителях реализован один и тот же способ выброса порошка. От побудителя загорается пороховой заряд. При сгорании заряда в корпусе между дном и поршнем образуется газ, который давит на поршень. Большая часть усилия, приложенного к поршню, передается на порошок, а через него на крышку (перегородку), установленную в выходном отверстии корпуса.
Недостатком известных огнетушителей является низкая эффективность и сложная конструкция.
Известен ручной огнетушитель с огнегасящим веществом в виде порошка, содержащий полый цилиндрический корпус с дном, установленный в корпусе поршень для выброса порошка через выходное отверстие корпуса,
расположенный в полости корпуса между дном и поршнем пиротехнический заряд с побудителем и канал, соединяющий полость корпуса между дном и поршнем с атмосферой. (SUN° 1648509 1988).
Недостатком известного огнетушителя является низкая огнетушащая способность, которая объясняется малой массой порошкового заряда, небольшим углом раскрытия порошковой струи, неравномерным распределением порошка в порошковом облаке. Для известного огнетушителя существует предельное количество порошка и предельная длина порошкового столба в корпусе, увеличить которые без изменения способа выброса и конструкции огнетушителя невозможно.
Известны порошковые огнетушители, например, типа ОП-1, ОП-2, ОП- 5 и др. (см. Н.В. Исавин «Средства порошкового пожаротушения», М. Стройиздат, 1983, с. 149), содержащие корпус с огнегасящим порошком, клапан, распылительный насадок и источник газа баллон со сжатым газом или пиротехнический газогенератор. При срабатывании этих огнетушителей внутри корпуса источником газа создается давление, приводящее к распылению порошка в виде газопорошковой струи через распылительные насадки.
Недостатком таких порошковых огнетушителей является малая интенсивность подачи огнетушащего порошка на единицу площади очага горения и малая, ограниченная 1 ,5-3 метрами дальность действия. Это снижает возможность тушения пожаров устройствами данного типа в случаях, например, когда доступные расстояния до огня превышают дальность действия огнетушителя.
Известны импульсные порошковые огнетушители (пламяподавители), использующие для доставки огнетушащего порошка в очаг загорания ствольный принцип метания. Дальность выброса порошка в устройствах такого типа увеличивается до 10 и более метров. В качестве источника сжатого газа в таких огнетушителях используется пиротехнический заряд, продукты горения которого и осуществляют выброс порошка из корпуса, выполняющего
в момент выброса роль ствола. Ряд известных конструкций импульсных порошковых огнетушителей описан в обзоре А.В. Голотайстрова и др. "Порошковые пламяподавители", М. НИИТЭХИМ, 1988, серия Техника безопасности.
Известен порошковый мини- огнетушитель «Малыш» (Технические условия ИБЯГ 634233. 002 ТУ. ГПО «Металлист», г.Чапаевск, 1992), предназначенный для тушения пожаров в^ указанных выше случаях.
Этот огнетушитель состоит из корпуса, огнетушащего порошка, поршня, вышибного заряда и воспламенительной головки. В качестве вышибного заряда в нем использован дымный ружейный порох.
Недостатками огнетушителя данной конструкции является значительное усилие отдачи, возникающее при приведении его в действие, вследствие скачкообразного нарастания давления при сгорании вышибного заряда и недостаточное распыление по этой причине огнетушащего порошка у очага пожара, что существенно снижает его реальную огнетушащую способность. Кроме того, эффект от импульсных устройств класса мини- огнетушителя «Малыш» достигается при тушении очага пожара с расстояния 1-2 м, а с большего расстояния, например, 4-5 м уже становится неэффективным, т к. способ инициирования вышибного заряда с помощью терочного воспламенителя, высокое усилие отдачи при работе огнетушителя и сильный звуковой эффект, которым она сопровождается, затрудняет прицеливание;
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является известный импульсный порошковый огнетушитель (SU JVbl 151245, публикация 23.04.85, бюллетень No 15), который содержит заполненный огнетушащим порошком цилиндрический корпус с днищем, узел с пиротехническим зарядом и воспламенителем, размещенный в днище и отделенный от порошка поршнем, пыж и крышку, герметизирующую корпус со стороны открытого торца. Крышка может иметь различную форму и конструкцию.
Недостатком этой конструкции является низкая эффективность пожаротушения из-за плохого распыления (диспергирования) порошка на очаг горения, т.к. порошковый заряд выбрасывается на большую дальность в виде практически компактной массы. Это затрудняет перекрытие потоком порошка очага пламени в случае небольших отклонений в прицеливании._Кроме того, в результате хранения огнетушителя происходит слеживание огнетушащего порошка, что приводит к такому же результату.
В случае горения легковоспламеняемых жидкостей даже небольшой не затушенный потоком порошка участок огня приведет к повторному воспламенению.
Раскрытие полезной модели
В основу предлагаемого технического решения поставлена задача создания экономичного порошкового мини-огнетушителя с малым усилием отдачи и высокой огнетушащей способностью.
Поставленная задача достигается тем, что в малогабаритном устройстве порошкового пожаротушения, содержащем контейнер заполненный огнетушащим порошком, средства, образующие вышибной заряд, отделенные от порошка поршнем, пыж и крышку, герметизирующую контейнер со стороны открытого торца, согласно полезной модели контейнер с огнетушащим порошком выполнен в виде картриджа одноразового использования, с возможностью его отделения от устройства пожаротушения с помощью быстродействующего пускового устройства многоразового использования, при этом огнетушащий порошок расположен внутри корпуса картриджа в полимерном рукаве, один конец которого закреплен на корпусе картриджа на выходе по окружности, а второй конец рукава, примыкает к гильзе и выполнен он в виде поршня с отверстием, при этом, на внутренней стороне поршня напротив отверстия закреплен пятак герметизирующий, а пыж выполнен в виде многогранника с заостренной центральной частью и ребрами, кроме того, средства образующие вышибной заряд размещены в корпусе картриджа и выполнены в виде расположенных друг за другом
инициирующего средства (капсюля - воспламенителя ударного типа) и пиротехнического газогенератора, связанного с полостью гильзы, а другой конец картриджа имеет фасонную поверхность и связан с пусковым устройством, которое содержит механизм фиксации-сброса картриджа, включающий обойму с плоскими изогнутыми зажимными пружинами расположенными по окружности обоймы и ударно-спусковой механизм, который имеет боек, установленный с возможностью свободного перемещения в отверстии торцевой стенки цилиндрической опоры, ударную плоскую пружину с ударником, который находится в контакте с шепталом, при этом пружина закреплена на цилиндрических кронштейнах выполненных заодно со штоком, к которым крепится курок связанный со спусковым крючком и предохранителем.
Предусмотренное настоящим техническим решением наличие пускового устройства многоразового использования с рукояткой, спусковым крючком и предохранителем позволяет оператору жестко фиксировать огнетушащее устройство двумя руками за корпус картриджа и рукоятку в момент его активации и, тем самым, обеспечить более прицельную доставку огнетушащего порошка в зону воспламенения. Конструкция пускового устройства позволяет произвести перезарядку новым огнетушащим картриджем и осуществить выброс огнетушащего порошка при тушении пожара в течение 6-7 сек. Увеличение в единицу времени количества прицельных доставок огнетушащего порошка в зону пожара, в итоге, приводит к синергетическому эффекту, т.е. повышению эффективности функционирования устройства за счет интеграции отдельных тушащих эффектов (огнетушащий порошок, высокая точность его доставки в зону пожара, большая частота этих доставок) в единую систему за счет системного эффекта. Стабильность работы устройства достигается за счет уменьшения усилия отдачи, возникающего при срабатывании устройства, увеличения угла раскрытия порошковой струи, а также повышения равномерности распределения порошка в облаке, накрывающем очаг пожара, что улучшает
огнетушащую способность устройства. Применение полимерного рукава в качестве поршня позволяет решить проблему герметичного хранения огнетушащего порошка, исключает его слеживаемость и негативное воздействие на корпус картриджа. Кроме того, благодаря конструкции картриджа с полимерным рукавом, закрепленным по окружности со стороны крышки, под действием пороховых газов полимерный рукав, выворачиваясь на изнанку, импульсно выносит весь объем огнетушащего порошка за пределы корпуса картриджа, тем самым, увеличивая угол раскрытия порошковой струи и площадь покрытия очага пожара, что также повышает огнетушащую способность устройства.
Картридж прост в использовании, дешевый в изготовлении, может быть заполнен любым необходимым по целевому назначению порошкообразным веществом.
Конструкция предлагаемого устройства для пожаротушения является довольно компактной и удобной и экономичной в эксплуатации. Все упругие элементы (плоские пружины) устройства находятся в свободном состоянии и заневоливаются только в момент его срабатывания, что значительно продлевает срок их работоспособности. Рабочие узлы пускового устройства не нуждаются в смазке техническими маслами, т.к. при работе имеют низкий коэффициент трения.
Ниже приводится описание конкретного примера осуществления полезной модели со ссылками на прилагаемые чертежи.
Фиг.1 - схематически изображает малогабаритное устройства порошкового пожаротушения «Спас», выполненное согласно настоящей полезной модели, общий вид;
Фиг.2 изображает картридж со средствами, образующими вышибной заряд, продольный разрез;
Фиг.З сечение по (А-А) на фиг.2;
б
Фиг.4 схематически изображает пусковое устройство, продольный разрез.
Лучший вариант осуществления полезной модели.
Малогабаритное устройство порошкового пожаротушения «Спас», выполненное согласно настоящей полезной модели, имеет картридж 1 одноразового использования, выполненный в виде цилиндрического контейнера, включающего корпус 2 с огнетушащим порошком 3 и быстродействующее пусковое устройство 4 многоразового использования, выполняющее функции фиксации-сброса картриджа 1 и ударно-спускового механизма. Огнетушащий порошок 3 расположен внутри корпуса 2 картриджа
1 в полимерном рукаве 5, один конец 6 которого закреплен на выходе корпуса
2 картриджа 1 по окружности, а второй конец рукава 5, который примыкает к гильзе 7, выполнен в виде поршня 8 с отверстием 9,
На внутренней стороне поршня 8 напротив отверстия 9 закреплен пятак герметизирующий 10. На выходе корпуса 2 картриджа 1 имеется пыж 1 1 , выполненный в виде многогранника с заостренной центральной частью 12 и ребрами 13. На конце корпуса 2 картриджа 1 закреплена крышка 14. Картридж 1 снабжен средствами образующими вышибной заряд, включающими расположенные друг за другом инициирующее средство (капсюль- воспламенитель ударного типа 15) и пиротехнический газогенератор 16, связанный с полостью гильзы 7. Как частный случай выполнения, снаружи корпус газогенератора 16 залит полимерным материалом 17, образуя на конце фасонную поверхность 18. Пусковое устройство 4 содержит механизм фиксации-сброса картриджа 1. Механизм фиксации-сброса картриджа 1 закреплен на передней части каркаса 19 пускового устройства 4, выполненного в форме пистолета и имеет обойму 20, прикрепленную к каркасу 19 винтом 21 и хомутом зажимным 22. Обойма 20 имеет три профильные ниши 23, расположенные по окружности обоймы под углом 120°, в которых крепятся три плоские изогнутые зажимные пружины 24. Механизм фиксации-сброса картриджа 1 оснащен съемником 25, который выполнен с
возможностью перемещения по цилиндрическом опоре 20, закрепленной на цилиндрическом кронштейне 27, опирающемся на разгрузочный конус 28 каркаса 19. Пусковое устройство 4 содержит также ударно-спусковой механизм, который расположен в средней части каркаса 19 и его рукоятке 29. Ударно-спусковой механизм имеет боек 30, установленный с возможностью свободного перемещения в отверстии 31 торцевой стенки цилиндрической опоры 26, ударную плоскую пружину 32 с ударником 33, который находится в контакте с шепталом 34. Пружина 32 крепится на цилиндрических кронштейнах 35 и 36, выполненных заодно со штоком 37, к которым крепится курок 38. Шток 37 размещен в направляющем пазу 39 каркаса 19 и имеет палец 40, который кинематически связан со спусковым крючком 41 через проушину 42 в вершине спускового крючка 41. Спусковой крючок 41 имеет ось 43 и площадку 44. В вершине спускового крючка 41 также имеется вторая площадка 45 для взаимодействия с кулачком предохранителя 46 и пружинным нагружателем 47.
Малогабаритное устройство порошкового пожаротушения «Спас» работает следующим образом.
Для приведения в действие устройства необходимо картридж 1 вставить в обойму 20 ударно-спускового механизма пускового устройства 4 до упора, фасонная поверхность 18 корпуса 2 картриджа 1 входит в зацепление с головками трех плоских изогнутых зажимных пружин 24, которые расположены на обойме 20 по окружности под углом 120 ° между собой. Далее необходимо повернуть против часовой стрелки на себя предохранитель 46 - устройство готово к выстрелу. Для точного выстрела огнетушащим порошком необходимо левой рукой снизу охватить корпус 2 картриджа 1 , указательный палец положить на площадку 44 спускового крючка 41 , прицелиться в начало очага воспламенения и нажать на площадку 44 спускового крючка 41. Произойдет резкий выброс огнетушащего порошка 3 на очаг воспламенения.
При нажатии на площадку 44 спусковой крючок 41 начинает вращение вокруг оси 43, передавая движение через проушину 42 в своей вершине и через
8
ИСПРАВЛЕННЫЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 91 )
палец 40 штоку 37, который осуществляет поступательное движение в пазу 39 каркаса 19 механизма, перемещая закрепленную часть ударной плоской пружины 32 с ударником 33. Ударник 33, находясь в контакте с шепталом 34, обтекает цилиндрическую поверхность шептала 34 и, соскальзывая с шептала 34, с силой ударяет по бойку 30, производя пробой капсюля-воспламенителя 15. При получении ударного импульса капсюль-воспламенитель 15 активирует пиротехнический газогенератор 16, сгенерированный расширяющийся газ давит на поршень 8, уменьшенный диаметр которого позволяет ему свободно перемещаться внутри полимерного рукава 5, постепенно выворачивая его на изнанку. Двигаясь внутри рукава 5, поршень 8 выдавливает огнетушащий порошок 3 к выходному отверстию, пыж 11 разрезает крышку 14 за счет заостренной центральной части 12 и ребер 13. Огнетушащий порошок 3 начинает двигаться наружу. Рукав 5 выворачивается за счет того, что выходная его часть со стороны крышки 14 закреплена по окружности корпуса 2 картриджа 1. После полного выворачивания полимерного рукава 5 и выхода поршня 8 из корпуса 2 картриджа 1, пятак герметизирующий 10, отлетая, открывает отверстие 9 в поршне 8 и пороховые газы вылетают наружу. После этого спусковой крючок 41 отпускается, перемещением курка 38 в сторону оператора осуществляется возвратное движение штока 37, который перемещает обратно опорную часть ударной плоской пружины 32 с ударником 33. Ударная плоская пружина 32, обтекая тыльной стороной ударника 33 шептало 34, отклоняется по часовой стрелке, благодаря свободному вращению опорной части на цилиндрическом кронштейне 35, и возвращается в исходное положение. Плоская пружина 47 выполняет функцию нагружателя, имитируя нагрузку при взведении курка 38.
В случае осуществления одиночного выстрела активируется предохранитель 46, путем перемещения его от оператора (от себя). Если необходимо произвести нескольких выстрелов подряд, предохранитель 46 можно не активировать. Для быстрой перезарядки устройства необходимо левой рукой охватить съемник 25 с нижней стороны и резким движением от
себя его переместить, сбросив при этом отработанный картридж 1 (в свободном, отпущенном состоянии съемник 25 возвратится в исходное положение). При необходимости продолжения пожаротушения, достают из модуля хранения (чехла, контейнера, патронташа и т.п.) (на чертеже не обозначено) следующий картридж, заряжают таким же образом. Для этого необходимо отвести к себе курок 38 и повторить весь цикл: процесс можно повторять многократно. Количество отстрелов будет регламентировано результатами испытаний, т.е. установленным ресурсом функционирования ударно-спускового механизма. Ориентировочное время перезарядки устройства составит 6-7 сек, т.е. его можно квалифицировать, как импульсное устройство многократного действия с тактом 6-7 секунд.
Таким образом, пусковое устройство сочетает в себе выполнение нескольких функций:
- фиксация огнетушащего картриджа и его сброс после отработки;
- осуществление отстрела картриджа и возврат ударной плоской пружины в исходное состояние;
- обеспечение безопасности оператора путем активации предохранителя.
Обойма 20 ударно-спускового механизма может быть изготовлена из алюминиевого листа, глубокой вытяжкой с профилированием. Все остальные основные детали изготовлены из полиуретана, отличающегося высокой прочностью, температурной стабильностью, долговечностью, низким коэффициентом трения и т.п.
Использование предлагаемой конструкции малогабаритного устройства порошкового пожаротушения позволит:
-повысить эффективность функционирования устройства за счет высокой точности и частоты доставки огнетушащего порошка в зону пожара;
-минимизировать импульсные нагрузки на оператора;
-обеспечить высокую экономичность, надежность и долговечность, т.к. рабочие узлы устройства не нуждаются в смазке техническими маслами, имеют довольно низкий коэффициент трения и все упругие элементы (плоские
пружины) устройства находятся в свободном состоянии и заневоливаются только в момент его срабатывания, что значительно продлевает сроки их работоспособности;
- небольшой вес, компактность, низкая стоимость позволят оператору приобретать (и постоянно пополнять) несколько различных по назначению огнетушащих картриджей в наборе с одним пусковым устройством. Это даст ему возможность использовать необходимое и достаточное, количество огнетушащего порошка.
Промышленная применимость
Наиболее успешно предлагаемое устройство может быть использовано для тушения локальных пожаров в начальной фазе горения твердых, жидких и газообразных веществ, электроустановок под напряжением до 1000 В, теле- и радиоаппаратуры в помещениях и на открытых площадках с помощью огнетушащего порошка с безопасного расстояния на автомобильном, железнодорожном и других видах транспорта, на производстве и в быту. Им могут оснащаться железнодорожные купе, корабельные каюты, салоны автомобилей, пожарные посты в цехах промышленных предприятий, бензозаправки и т.д. Устройство может быть использовано в качестве первичного средства пожаротушения работниками пожарной охраны, милиции, гражданской обороны, военнослужащими, сварщиками, спасателями, туристическими группами.