аэрозольный распылитель веществ слезоточивого раздражающего действия

Формула изобретения

Аэрозольный распылитель веществ слезоточивого раздражающего действия, содержащий баллон, заполненный жидким составом слезоточивого раздражающего действия, смешанным с пропиленом, аэрозольный клапан и распылительное устройство, отличающийся тем, что аэрозольный клапан имеет проходное сечение от 2 до 5 мм², причем распылительное устройство содержит отверстие с проходным сечением, обеспечивающим меньший расход жидкости, чем проходное сечение клапана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к аэрозольным распылителям веществ слезоточивого раздражающего действия, предназначенным для использования в практической деятельности правоохранительных органов и в качестве газового оружия самообороны.

Известны аэрозольные распылители веществ слезоточивого раздражающего действия "Punch", "Pepper Defense", "First Defense", "Mace" и другие, содержащие баллон, заполненный жидким составом слезоточивого раздражающего действия, смешанным с пропеллентом, аэрозольный клапан и распылительное устройство. Недостатком известных распылителей является низкая эффективность, обусловленная малой дальностью эффективного действия и влиянием ветра на дальность распространения аэрозольной струи.

Одним из основных показателей эффективности аэрозольных распылителей, снаряженных веществами слезоточивого раздражающего действия, является дальность эффективного действия и возможность применения в различных погодных условиях, в первую очередь, в условиях воздействия бокового и встречного ветров. Практика применения аэрозольных распылителей свидетельствует о том, что эффективная дальность действия должна составлять не менее 3 м в условиях воздействия бокового и встречного ветров. Проведенные испытания показали, что эффективная дальность действия большинства известных аэрозольных распылителей не достигает 3 м даже при отсутствии ветра; в условиях воздействия бокового ветра эффективная дальность снижается до 1...1,5 м, а при встречном ветре большинство известных аэрозольных распылителей могут представлять большую опасность для пользователя, чем для объекта воздействия.

Наиболее близкими к предлагаемому аэрозольному распылителю является средство самообороны в аэрозольной упаковке RU 2025 UI, 16.04.1996, [1], содержащее баллон, заполненный жидким составом слезоточивого раздражающего действия, смешанным с пропеллентом, аэрозольный клапан и распылительное устройство. Недостатком указанных распылителей является низкая эффективность, обусловленная малой дальностью эффективного действия и влиянием ветра на дальность распространения аэрозольной струи.

Недостатки известных аэрозольных распылителей в значительной мере обусловлены использованием аэрозольных клапанов, заимствованных от бытовых и медицинских аэрозольных распылителей. В бытовых и медицинских аэрозольных распылителях не требуется большая дальность распространения аэрозольного облака и большой расход содержимого. Дальность распространения аэрозольного облака тесно связана с расходом содержимого и определяется проходным сечением клапана и распылительного устройства. В настоящее время наибольшее распространение получили аэрозольные клапаны для медицинских аэрозольных распылителей, предназначенные для баллонов диаметром 25 мм, и дюймовые аэрозольные клапаны для бытовых аэрозольных распылителей, предназначенные для баллонов диаметром 35 мм и более с горловиной диаметром 25,4 мм. В средствах самообороны "Кобра-250" используется клапан нажимной непрерывного действия модели КННА для медицинских аэрозольных упаковок [2]. Проходное сечение данного клапана образовано двумя отверстиями диаметром 0,6 мм и составляет около 0,56 мм²; соответственно расход жидкости через проходное сечение данного клапана составляет около 3,5 г/с, а эффективная дальность действия аэрозольного распылителя при отсутствии ветра не превышает 1,5...2 м при значительном влиянии бокового и встречного ветров. Аналогичный по конструкции и характеристикам клапан [3] используется в аэрозольных распылителях веществ слезоточивого раздражающего действия зарубежного производства с баллоном диаметром 25 мм, например, в распылителях моделей MK-VI, МК-Х фирмы Mace Security International [4]; максимальная дальность составляет 6...12 и 8... 12 футов (2...3,6 м). В средствах самообороны "Кобра-501" используется аэрозольный клапан [5]. Расход жидкости через проходное сечение данного клапана составляет около 6 г/с, а эффективная дальность действия аэрозольного распылителя при отсутствии ветра не превышает 2,5...3,5 м при значительном влиянии бокового и встречного ветров. Аналогичный по конструкции и характеристикам клапан [4] используется в аэрозольных распылителях веществ слезоточивого раздражающего действия зарубежного производства с баллоном диаметром 35 мм, например, в распылителях моделей MK-III, MK-IVB, МК-XI, МК-XII фирмы Mace Security International [5]; максимальная дальность составляет 6.. . 8 и 8...12 футов (2...3,6 м); проходное сечение клапана составляет около 1,1 мм².

Наиболее действенным способом повышения эффективности аэрозольных распылителей веществ слезоточивого раздражающего действия является увеличение расхода жидкости за счет увеличения проходного сечения клапана. Увеличение расхода жидкости само по себе уже повышает эффективность аэрозольного распылителя, так как приводит к повышению выхода слезоточивого раздражающего вещества в единицу времени. Кроме того, интенсивно истекающая аэрозольная струя воздействует на образовавшееся аэрозольное облако и продвигает его вперед, увеличивая дальность эффективного действия и значительно уменьшая влияние бокового ветра на дальность распространения аэрозольной струи.

Целью изобретения является повышение эффективности аэрозольных распылителей веществ слезоточивого раздражающего действия.

Указанная цель достигается тем, что в аэрозольном распылителе веществ слезоточивого раздражающего действия, содержащем баллон, заполненный жидким составом слезоточивого раздражающего действия, смешанным с пропеллентом, аэрозольный клапан и распылительное устройство, аэрозольный клапан имеет проходное сечение от 2 до 5 мм², причем распылительное устройство содержит отверстие с проходным сечением, обеспечивающим меньший расход жидкости, чем проходное сечение клапана.

Практика показывает, что оптимальное проходное сечение клапана аэрозольных распылителей веществ слезоточивого раздражающего действия составляет от 2 до 5 мм², при этом расход жидкости составляет приблизительно от 10 до 20 г/с. Уменьшение проходного сечения клапана менее 2 мм² не позволяет обеспечить требуемую эффективную дальность действия и уменьшить влияние бокового и встречного ветров на дальность распространения аэрозольной струи. Увеличение проходного сечения более 5 мм², во-первых, не приводит к существенному повышению эффективной дальности действия, а, во-вторых, приводит к существенному снижению эффективности за счет резкого уменьшения времени выхода содержимого, которое для распылителя с баллоном диаметром 25 мм составит менее 1 с.

Практика разработки и применения аэрозольных распылителей с большим расходом свидетельствует о том, что необходимым условием стабильного и равномерного истечения жидкости является превышение расхода через проходное сечения клапана над расходом через минимальное проходное сечение распылительного устройства. Это связано с непостоянством давления внутри баллона в процессе выхода содержимого при большом расходе. Интенсивное истечение жидкого состава, смешанного с пропеллентом, приводит к резкому расширению пропеллента и значительному снижению его температуры и давления; температура аэрозольных баллонов с большим расходом значительно снижается в процессе истечения. Для обеспечения постоянства расхода в условиях непостоянного давления необходимо, чтобы минимальное (критическое) сечение выходного отверстия находилось не в клапане, а в распылительном устройстве. При этом обеспечивается независимость расхода жидкости от давления внутри баллона в процессе истечения.

На фиг. 1 изображен аэрозольный распылитель веществ слезоточивого раздражающего действия, содержащий баллон 1, заполненный составом слезоточивого раздражающего действия, смешанным с пропеллентом 2, аэрозольный клапан 3 и распылительное устройство 4.

На фиг. 2 изображен аэрозольный клапан и распылительное устройство в закрытом состоянии, а на фиг. 3 - аэрозольный клапан и распылительное устройство в открытом состоянии при нажатии на верхнюю часть распылительного устройства. На фиг. 2 и фиг. 3 изображены распылительное устройство 7 и аэрозольный клапан, содержащий корпус 1, манжету 2, карман 3, шток 4 с боковыми отверстиями, пружину 5 и трубку 6.

На фиг. 4 изображен фрагмент аэрозольного клапана в открытом состоянии, выделенный на фиг. 3, и направление течения жидкости через шток аэрозольного клапана.

Аэрозольный распылитель работает следующим образом. При нажатии на распылительное устройство 7 (фиг. 3) жидкий состав, смешанный с пропеллентом, через трубку 6 течет между внутренними стенками кармана 3 и наружными стенками штока 4; далее через пазы штока, проходное сечение которых определяет расход жидкости через клапан, жидкий состав поступает в распылительное устройство 7. Распылительное устройство содержит отверстие с минимальным сечением диаметром D, проходное сечение которого определяет расход жидкости через распылительное устройство.

Необходимо иметь в виду, что жидкость, текущая через пазы штока клапана, и жидкость, текущая через отверстие с минимальным сечением распылительного устройства, имеют разные параметры. Это связано с тем, что при снижении давления пропеллент вскипает и из жидкого состояния переходит в парообразное. Этот фазовый переход частично происходит внутри клапана и распылительного устройства. В этой связи нельзя утверждать, что проходное сечение клапана должно обязательно быть больше проходного сечения отверстия в распылительном устройстве.

Проводились испытания аэрозольного распылителя, содержащего клапан, проходное сечение которого образовано двумя прямоугольными пазами размером 0,6х2,5 мм с суммарным проходным сечением 3 мм². При этом наибольший расход жидкости при стабильном характере истечения достигался при диаметре отверстия с минимальным проходным сечением распылительного устройства 2,5 мм; проходное сечение распылительного устройства составило 4,9 мм². Дальность эффективного действия распылителя составила более 5 м; при воздействии бокового и встречного ветров со скоростью 3...4 м/с дальность эффективного действия составила более 3 м. Таким образом, предлагаемый распылитель веществ слезоточивого раздражающего действия обладает высокой эффективностью, обусловленной увеличением дальности эффективного действия и уменьшением влияния ветра на дальность распространения аэрозольной струи.

Источники информации

1. RU 2025 UI, F 41 H 9/4, 16.04.1996

2. Клапаны для медицинских аэрозольных упаковок. Технические условия ТУ 64-2-57-83.

3. Каталог фирмы PRECISION VALVE.

4. Каталог аэрозольных распылителей для сил охраны правопорядка (Law Enforcement Catalog) фирмы Mace Security International.

5. ГОСТ 26891-86 Клапаны аэрозольные, головки распылительные и колпачки. Технические условия.