РАБОЧАЯ ГОЛОВКА РУЧНОГО ПОЖАРНОГО СТВОЛА Российский патент 1998 года по МПК A62C31/02 

Изобретение относится к пожарной технике, в частности к конструкции ручного пожарного ствола, используемого для подачи под давлением воды в струйном и растровом режимах.

Известна рабочая головка ручного пожарного ствола, содержащая цилиндрической формы корпус, внутри которого расположено сопло с суживающейся к выходу центральной полостью и которое связано с корпусом и образованием кольцевой полости между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью сопла, при этом в кольцевой полости в зоне выхода размещено устройство с направляющими каналами для направления воды в режиме растровой подачи, а в зоне входа корпус и сопло выполнены с элементами присоединения трехрежимного крановораспределительного аппарата ручного пожарного ствола (ГОСТ 9923-80 "Ствол пожарный ручной", технические условия, 1980 г.).

Недостатком данной рабочей головки является недостаточная эффективность работы в режиме растровой подачи, обусловленная тем, что выходные направляющие каналы для подачи воды в растровом режиме выполнены нерегулируемыми и небольшого размера. В результате сильного дросселирования и существенного падения давления растровый поток воды приобретает форму капельного водного тумана слабой силы и малого угла рассеивания. Кроме того, данная насадка рассчитана на использование очищенной воды, так как попадание в направляющие каналы инородных тел с размерами, превышающими размер выходного отверстия, приводит к засорению, требующему остановку подачи и прочистку каналов. Естественно, что в условиях пожаротушения такая остановка неприемлема. Также не всегда условия позволяют использовать очищенную воду. А водяной туман не дает требуемого эффекта по созданию завесы для пожарных, а для тушения самого пожара он неэффективен.

Изобретением решаются следующие технические задачи: выполнение направляющих каналов для выдачи воды в растровом режиме регулируемыми, выполнение автоматической установки сопла в заданное положение в зависимости от режима подачи воды, обеспечение быстрой очистки засорившихся каналов без разборки рабочей головки и приостановки выдачи воды. Достигаемый при этом технический эффект заключается в повышении эксплуатационных качеств рабочей головки.

Указанный технический эффект достигается тем, что в рабочей головке ручного пожарного ствола, содержащей цилиндрической формы корпус, внутри которого расположено сопло с суживающейся к выходу центральной полостью и которое связано с корпусом и образованием кольцевой полости между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью сопла, при этом в кольцевой полости в зоне выхода размещено устройство с направляющими каналами для направления воды в режиме растровой подачи, а в зоне входа корпус и сопло выполнены с элементами присоединения трехрежимного крановораспределительного аппарата ручного пожарного ствола, сопло выполнено из двух соосных частей, одна из которых, формирующая суживающуюся центральную полость, установлена с возможностью осевого перемещения относительно другой и имеет выполненный за одно целое с телом этой части поршень, расположенный в кольцевой проточке другой части с образованием двух управляющих камер, сообщенных соответственно с центральной полостью и кольцевой полостью, а устройство с направляющими каналами представляет собой смонтированные в зоне выхода кольцевой полости по крайней мере две дугообразные пластины, расположенные с торцевым зазором относительно друг друга по окружности и с возможностью перемещения по траектории этой окружности вокруг продольной оси головки для перекрытия выходной части кольцевой полости, при этом указанные пластины связаны с выведенным наружу органом управления для обеспечения поворотом последнего регулируемого открытия канала выходной зоны кольцевой полости.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточных для достижения требуемого технического эффекта.

Так, введение устройства дроссельного типа с регулируемым открытием проходных каналов в зоне выхода в кольцевой полости позволяет обеспечить полнонапорный растр требуемой силы для обеспечения заслона. Вывод органа управления положением пластин наружу корпуса позволяет удобно пользоваться стволом и регулировкой растра. Увязка по давлению в кольцевой и центральной полостях позволяет автоматически переводить ствол из положения центральной подачи на растровую и обеспечить очистку засорившихся каналов быстрым переводом крановораспределительного аппарата из одного режима в другой и обратно.

Изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрируем достижение требуемого технического эффекта указанной совокупностью признаков.

На фиг. 1 изображен продольный разрез рабочей головки ручного пожарного ствола; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел l на фиг.1, увеличено.

Рабочая головка ручного пожарного ствола (фиг.1) содержит цилиндрической формы корпус 1, внутри которого с образованием кольцевой полости 2 закреплено сопло, выполненное из двух частей 3 и 4. Первая часть 3 расположена неподвижно относительно корпуса 1 и организует каналы для прохода воды в растровом режиме подачи, а вторая часть 4 выполнена с суживающимся к выходу центральным каналом 5 и установлена с возможностью осевого смещения вдоль рабочей головки. Часть 4 сопла может принимать два крайних положения, первое из которых показано на фиг.1 сплошной линией (режим струйной подачи столба воды), а второе, показанное пунктиром, соответствует режиму растровой подачи воды.

В первой части 3 сопла выполнена кольцевая прорезь, в которой расположен поршень 6, делящий прорезь на две управляющие камеры 7 и 8, сообщенные каналами 9 и 10 соответственно с кольцевой полостью 2 и центральной полостью 5. Уплотнения между частями 3 и 4 сопла обеспечивают герметизацию управляющих камер.

Корпус 1 и сопло выполнены с присоединительными элементами для связи с трехрежимным крановораспределительным аппаратом 11 (показан условно пунктиром, так как его конструкция не претерпевает изменений). Данный аппарат обеспечивает три режима подачи воды: первый - подача воды в центральную полость 5, второй - подача воды в кольцевую полость 2 и третий - одновременная подача воды в центральную и кольцевую полости.

В зоне выхода воды в рабочей головке расположено устройство для направления воды в растровом режиме с регулировкой подачи и раскрытия растра. Это устройство включает в себя смонтированный снаружи корпуса 1 орган управления 12 в виде стакана с элементами рифления на внешней поверхности для удобства его поворота вокруг продольной оси рабочей головки. Для удержания органа управления 12 от осевого смещения с одновременным обеспечением возможности окружного поворота стакан крепится болтом 13 в выполненной в торцевой стенке корпуса проточке 14. Внутри корпуса с возможностью поворота расположен кольцевой профильный элемент 15, имеющий квадратный выступ, расположенный в квадратной прорези стакана органа управления 12. Это соединение показано на фиг.3. Таким образом, вращение органа управления передается элементу 15.

С элементом 15 связаны две дугообразные пластины 16 (фиг.2), расположенные с торцевым зазором между собой по окружности. Пластины в рабочей головке расположены так, что их образующая (ширина пластины) параллельна продольной оси рабочей головки и по своим размерам перекрывает проходное сечение кольцевой полости 2. С другой стороны пластины опираются на первую часть 3 сопла через штырь 17, пропущенный через выполненную прорезь так, что пластины при их повороте могут занимать крайние положения, ограниченные величиной прорези, и любое промежуточное положение. При повороте пластин происходит открытие проходного сечения кольцевой полости. Возможно использование любого другого соединения.

Таким образом, при повороте органа управления происходит смещение пластин по траектории окружности и открытие проходного сечения.

В зоне 18 выхода воды из кольцевой полости 2 сформированы профили стенок таким образом, чтобы обеспечить с минимальным сопротивлением исток воды. Этот профиль формируется стенками элемента 15 и первой части сопла. В режиме растровой подачи также существенным является профиль внешней поверхности второй части сопла, так как последнее занимает то положение, которое на фиг. 1 показано пунктиром.

Работает рабочая головка ручного пожарного ствола следующим образом.

Первый режим. Трехрежимный крановораспределительный аппарат 11 переводится в первое положение - подача воды в центральную полость 5 сопла. При подаче давления в управляющей камере 8 формируется давление управления из-за сообщения полости 5 через канал 10 с управляющей камерой 8. В этом случае сопло, т.е. его подвижная часть 4, смещается назад и занимает то положение, которое показано на фиг.1 сплошной линией. В этом случае происходит струйная выдача потока воды.

Второй режим. Трехрежимный крановораспределительный аппарат 11 переводится во второе положение - подача воды в кольцевую полость 2. В этом случае в камере 7 формируется давление управления, так как эта камера сообщена через канал 9 с кольцевой полостью 2. Под действием давления в управляющей камере 7 поршень 6 смещается вперед в зону выхода и занимает то положение, которое показано на фиг.1 пунктирной линией. Поворотом органа управления 12 обеспечивают то проходное сечение в выходной зоне, угол раскрытия растра выходящей воды при котором соответствует данным условиям. Возможно полное открытие за счет полного поворота пластин вокруг оси поворота. Ввиду того, что сечение выхода воды в растровом режиме формируется внешней кромкой сопла и нижней частью элемента 15 и представляет собой узкое место, возможно засорение этого участка инородным телом. В прототипе для ликвидации этого явления необходимо было приостановить подачу воды и произвести очистку проходных каналов. В предложенном решении достаточно на короткое время переключить аппарат 11 с растрового режима на первый струйный режим, а затем вернуться к второму режиму. В этом случае повышение давления в управляющей камере 8 приведет к возврату сопла назад, увеличению проходного сечения, приводящему к очистке засора и выводу инородного тела. Повторным включением второго режима обеспечивают возврат всей головки в прежний режим работы.

Ввиду того, что головка снабжена пластинами, возможно регулирование не только подачи воды в растровом режиме, но и регулировать угол раскрытия растра до 140^o.

Данная конструкция головки в этом режиме обеспечивает полнонапорный растр, а не водяной туман, как это имеет место в прототипе.

Третий режим. Трехрежимный крановый аппарат переводится в третье положение - подача воды одновременно в центральную и кольцевую полости. В этом случае давление одновременно поступает в обе управляющие камеры 7 и 8. Ввиду того, что площади формирования давления на поршне одинаковы, а центральная полость имеет суживающийся профиль, сопло перемещается вперед и занимает то положение, которое показано на фиг.1 пунктирной линией. Это вызвано тем, что на конической поверхности стенок, формирующих центральную полость, производится расклад сил, осевая составляющая которых производит перемещение сопла вперед.

В этом режиме насадка позволяет выдавать водный поток из сопла в виде струи и в виде растра через кольцевую полость, как это имело место при рассмотрении режима второго.

Изобретение позволяет повысить эксплуатационные свойства ручного пожарного ствола, обеспечив эффективное пожаротушение за счет автоматического перехода с одного режима на другой и независимо от чистоты воды. Полнонапорный режим растровой подачи позволяет обеспечить эффективный заслон, а возможность изменения угла растра позволяет регулировать величину подачи в зависимости от условий использования ствола.

Использование: пожарная техника, в частности, конструкции ручных пожарных стволов. Сущность: рабочая головка ручного пожарного ствола содержит смонтированное в корпусе сопло, имеющее подвижную часть, в которой сформирована центральная полость для струйной подачи воды и которая связана с неподвижной частью с образованием двух управляющих полостей, сообщенных с полостями растровой подачи и струйной подачи воды. Использование пластин, установленных с торцевым зазором относительно друг друга и с возможностью вращения в зоне выхода воды из кольцевой полости, позволяет регулировать проходное сечение и изменять напор и угол растра в этом режиме. При этом в зависимости от включенного режима сопло занимает заданное положение за счет перемещения от давления в одной из управляющих полостей. 3 ил.

Рабочая головка ручного пожарного ствола, содержащая цилиндрический корпус, имеющий входную и выходную части, установленные внутри цилиндрического корпуса с зазором, образующим кольцевую полость, сопло, выполненное с суживающейся в сторону выходной части цилиндрического корпуса центральной полостью, средство растровой подачи воды с направляющими каналами, расположенное в кольцевой полости у выходной части цилиндрического корпуса, входная часть которого и расположенный у этой части конец сопла выполнены с возможностью соединения с трехрежимным распределительным аппаратом, отличающаяся тем, что сопло состоит из двух соосных частей, одна из которых, расположенная внутри и образующая суживающуюся центральную полость, установлена с возможностью продольного осевого перемещения посредством гидроцилиндра, поршень которого образован выполненным заодно с внутренней частью сопла кольцевым выступом и расположен в выполненной в наружной части сопла кольцевой проточке, полости которой с обеих сторон от поршня сообщены одна с кольцевой полостью, а другая с суживающейся центральной полостью, при этом средство растровой подачи воды снабжено по меньшей мере двумя пластинами, изогнутыми по цилиндрической поверхности и установленными с зазором относительно друг друга в кольцевой полости у выходной части цилиндрического корпуса с возможностью одновременного перемещения посредством привода по одной цилиндрической поверхности и размещения как в крайних положениях, обеспечивающих полное открытие или закрытие направляющих каналов, так и в любом из промежуточных положений, обеспечивающих частичное закрытие направляющих каналов.