ПОЖАРНЫЙ СТВОЛ Российский патент 2003 года по МПК A62C31/02 

Изобретение относится к пожарной технике, в частности к устройствам для подачи в очаг пожара сплошной или распыленной струи огнетушащей жидкости, преимущественно воды.

Известен пожарный ствол для подачи сплошной или распыленной струи жидкости, который содержит цилиндрический корпус, выполненный в виде трубопровода с трехходовым краном, соединительную головку и насадок с распылительным устройством (SU 764691 А, 23.09.1980).

Данный ствол обеспечивает получение как сплошной струи, так и распыленной. Дальность сплошной струи и дисперсность распыленной зависит от скорости истечения жидкости на выходе из устройства, которая определяется давлением в выходном сечении ствола. Для увеличения дальности струи и повышения ее дисперсности необходимо повышать давление на входе в ствол, что связано с повышением напорности системы подачи жидкости и усложнением ее конструкции.

Наиболее близким аналогом является известный пожарный ствол, содержащий корпус, выполненный в виде трубопровода с коаксиально установленной внутри него трубкой, жестко скрепленными между собой с помощью крестовины и образующими внутренний и внешний каналы для прохода жидкости, стыковочный узел, запорный узел с центральным отверстием и рукояткой и насадок (SU 131345 А1, 30.05.1987). При работе данного ствола обеспечивается непрерывный процесс истечения сплошной или распыленной струи жидкости. Скорость жидкости на выходе из ствола, которая определяет дальность струи и дисперсность распыла, зависит от величины напора жидкости перед насадком. Однако каждая система подачи жидкости в пожарный ствол имеет ограничения по максимальному напору, например, насоса, чем и определяется дальность струи и дисперсность распыла жидкости. Для увеличения скорости истечения жидкости при использовании известного ствола необходимо повышать мощность системы подачи жидкости, что приводит к ее усложнению и увеличению материалоемкости из-за необходимости повышения ее прочности. Таким образом, известная конструкция пожарного ствола не позволяет увеличить скорость истечения жидкости на выходе из его насадка и, следовательно, увеличить дальность подачи струи и улучшить дисперсность распыла, без увеличения напора (давления) жидкости на входе в ствол.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования пожарного ствола для получения технического результата, состоящего в обеспечении возможности управления дисперсностью распыла струи огнегасящей жидкости, истекающей из насадка пожарного ствола при неизменном давлении на входе в ствол.

Этот технический результат в пожарном стволе для получения сплошной или распыленной с управляемой дисперсностью капель струй огнегасящей жидкости, содержащий корпус, выполненный в виде трубопровода, стыковочный узел и насадок, достигается тем, что на корпусе ствола после насадка установлено гидроударное устройство, выполненное в виде клапанной пары тарель - седло с поджатой пружиной тарелью, при этом на сливной магистрали гидроударного устройства установлен запорный кран, выполненный с возможностью плавного изменения его проходного сечения.

Установка на корпусе за насадком гидроударного устройства позволяет генерировать в жидкости перед насадком импульсы давления (гидроудары), которые по величине значительно превышают давление жидкости на входе в пожарный ствол. При воздействии этих импульсов на жидкость, истекающую из ствола через насадок, происходит ее ускорение. При этом скорость на выходе из насадка значительно возрастает по сравнению со скоростью при обычном режиме истечения, как это имеет место в известном пожарном стволе. Повышение скорости истечения жидкости без изменения давления на входе в ствол приводит к увеличению дальности струи и улучшению качества распыла жидкости в ней. Выполнение запорного крана с возможностью плавного изменения его проходного сечения позволяет регулировать частоту импульсов давления и улучшить дисперсность капель для обеспечения их прохождения через восходящие потоки факела к пожарной нагрузке при максимально возможном значении поверхности теплообмена капельного потока.

При изменении проходного сечения запорного крана, установленного на сливной магистрали гидроударного устройства пожарного ствола, от максимального, соответствующего полностью открытому положению, до полностью перекрытого положения частота срабатывания гидроударного устройства при постоянном давлении жидкости на входе в ствол изменяется от максимальной f_max до остановки f=0, соответствующей истечению из насадка сплошной струи.

При частичном перекрытии проходного сечения запорного крана (при неизменном давлении на входе в ствол) происходит повышение давления в полости за седлом клапанной пары тарель - седло, что, в свою очередь, обуславливает увеличение времени разгона потока в зазоре клапанной пары тарель - седло до значения скорости, при котором происходит закрытие клапана, соответственно уменьшение частоты его срабатывания и, как следствие, уменьшение частоты накладываемых на истекающую из насадка ствола струю гидроударных импульсов давления, что приводит к увеличению среднего диаметра капель в распыленной струе.

На чертеже изображен общий вид заявляемого пожарного ствола.

Пожарный ствол содержит корпус 1, выполненный в виде трубопровода с насадком 2, на входе в который установлен стыковочный узел 3 с запорным узлом 4 для соединения пожарного ствола с питающим рукавом 5. На корпусе 1 за насадком 2 установлено гидроударное устройство 6, на сливной магистрали 7 которого установлен запорный клапан 8 с возможностью плавного изменения его проходного сечения. Гидроударное устройство 6 содержит корпус 9 с размещенной в нем клапанной парой тарель 10 - седло 11, образующей кольцевой зазор 12, и пружиной 13, поджимающей тарель 10 клапана.

Пожарный ствол работает следующим образом.

В исходном положении тарель 10 под действием усилия пружины 13 отжата от седла 11, образуя кольцевой зазор 12. При открытии запорного узла 4 жидкость подается через питающий рукав 5, стыковочный узел 3 и трубопровод 1 к гидроударному клапану 6. Часть жидкости истекает из насадка 2, а большая часть протекает через кольцевой зазор 12 клапанной пары тарель 10 - седло 11. По мере увеличения скорости жидкости в кольцевом зазоре 12 возрастает перепад давления на тарели 10 и при превышении силой гидродинамического давления на тарель 10 начального усилия начального поджатая пружины 13 тарель 10 садится на седло 12. При этом возникает гидравлический удар, обусловливающий резкое повышение давления в трубопроводе 1, что приводит к повышению скорости истечения жидкости из насадка 2 и ее интенсивному диспергированию.

При достижении волной сжатия питающего рукава 5 давление в трубопроводе 1 падает и к гидроударному клапану 6 начинает распространяться волна разрежения, которая при достижении ею клапанной пары тарель 10 - седло 11 вызывает открытие клапана под действием силы сжатой пружины 13. Далее цикл работы пожарного ствола повторяется. При этом на расход жидкости, истекающей из насадка 2, накладываются пульсации давления (и расхода), вызывающие ее интенсивное распыливание. Изменяя проходное сечение запорного крана 8, можно регулировать частоту срабатывания гидроударного устройства 6, что приводит к соответствующему изменению дисперсности капель, на которые распадается струя, т.е. к изменению качества распыла.

Пожарный ствол может быть использован для подачи в очаг пожара сплошной или распыленной с управляемой дисперсностью капель струй огнегасящей жидкости, преимущественно воды. Пожарный ствол содержит корпус, выполненный в виде трубопровода, со стыковочным узлом, запорным узлом и насадком. В корпусе ствола после насадка установлено гидроударное устройство, которое выполнено в виде клапанной пары тарель - седло с поджатой пружиной тарелью. На сливной магистрали гидроударного устройства установлен запорный кран, который выполнен с возможностью плавного изменения его проходного сечения. Пожарный ствол обеспечивает значительное повышение давления жидкости перед насадком без изменения давления на входе в ствол, что приводит к увеличению скорости истечения жидкости из насадка в результате чего увеличивается дальность струи жидкости и улучшается качество распыла. 1 ил.

Пожарный ствол для получения сплошной или распыленной с управляемой дисперсностью капель струй огнегасящей жидкости, содержащий корпус, выполненный в виде трубопровода, стыковочный узел и насадок, отличающийся тем, что на корпусе ствола после насадка установлено гидроударное устройство, выполненное в виде клапанной пары тарель - седло с подпружиненным клапаном, при этом на сливной магистрали гидроударного устройства установлен запорный кран, выполненный с возможностью плавного изменения его проходного сечения.