Пожаротушащее устройство револьверной системы Российский патент 2022 года по МПК A62C2/00 A62C31/02 A62C31/00 

Изобретение относится к области пожаротушения, а именно к устройствам для подачи воды сжатой вращающейся струи воды.

Известно пожаротушащее устройство, имеющее ствольную часть с насадком для подачи воды, выполненное в виде постепенно сужающегося к выходу корпуса, имеющего в хвостовой части резьбу (Кащеев Н.Б. «Пожарные машины и противопожарное оборудование», М., Стройиздат, 1966 г).

Использование такой конструкции не приводит к увеличению дальности полета струи, а хвостовая часть с резьбой приводит к самоскручиванию за счет колебательного движения струи воды.

Более поздняя литература (Сборник научных трудов «Пожарная техника и средства пожаротушения», 1991 г) не дает ответа на устройства подачи воды с удлиненной струей для малорасходных напорных устройств.

Нет этого и в литературе - книге Яковенко Ю.Ф., Зайцев А.И. и другие «Эксплуатация пожарной техники». Справочник. 1995 г, 415 с.), дающей сведения при подаче жидкости (воды) только до 30-50 метров.

Гораздо более современные машины, оборудования, установки, устройства, описанные в книге (Горбань Ю.И. «Пожарные работы и ствольная техника в пожарной автоматике и пожарной охране», 2013 г, 351 с.) приводят сведения по всем видам устройств, но дальность полета водяной струи для малорасходных устройств также не превышает 50 метров даже для современных устройств с увеличенным давлением подачи и мощностью тарелчатой системы с регулируемой центральной иглой, успокоителем и специальным рассеивателем мелкодисперсной фазы.

В результате дробление микрокапель улучшается, что приводит к увеличению захвата воздуха, т.е. увеличению содержания кислорода в единице объема воды. т.е. к снижению тушащей способности воды. Получается, что современные ручные пожарные устройства не приводят ни к улучшению тушащей способности воды, ни к значительному увеличению дальности подачи струи воды.

Известно устройство с насадком подачи жидкости (А.С. 629936, кл. А62с 37/00, 1978), корпус которого приспособлен к увеличению дальности подачи жидкости, при этом корпус насадка выполнен из участков овального сечения, развернутых произвольными участками один относительно другого вдоль его оси.

Недостатком такого устройства является то, что произвольное сужение различной длины участков приводит к наложению волны различной длины водяной струи в канале насадка, сильному противотоку, завихрению и синергизму вспенивания (т.е. к увеличению содержания кислорода воздуха без наличия ПАВ (поверхностно активных веществ)). Кроме того, при допустимом количестве твердых осадков в воде - до 2% (а на практике при заборе воды из естественных источников рек, озер, болот и морской воды - до 5-7%) происходит эрозионный износ алюминиевого корпуса ствола с последующим разрушением его передней части и возможной травмой пожарного.

Более ранними исследованиями установлено, что кислород воздуха и воды блокируется в межмолекулярном водяном пространстве ствола только при значительном (начиная с 22 кгс/см²) давлении на воду, т.е. в воде при сжатии отсутствует свободный кислород, что улучшает тушащие свойства воды; кроме того, мною в свое время совместно с другими специалистами (более 40 лет назад) установлено, что введение специальной загущающей системы (для особо важных объектов), состоящей из смеси силиката натрия и глицеринфосфорной кислоты (или смеси глицерина и фосфорной кислоты), не превышающих в смеси (5-10)% по отношению к воде и доведенных до введения в смесь до нейтральной рН-среды, при попадании на горящую поверхность мгновенно вспенивается и покрывает ее, карбонизируясь, небольшим слоем пенококса, что снижает температуру газов в очаге горения и способствует гашению тлеющих углей.

Кроме того, загущенная вода осуществляет более дальний полет струи, способствуя в высокосжатом состоянии воды незначительному распаду микрокапель в сторону.

Известно импульсное устройство со значительным расходом и с дальней подачей воды, пригодное для использования в пожаротушении (А.С. 501719, кл. A01G 25/00, 1973), включающее ствол с насадком, значительно объемный водовоздушный бак, в верхней части которого установлено запальное устройство, установленный внутри ствола запорный орган, и элементов для подачи горючей смеси и воды в полость бака.

Недостатком этого устройства является низкая надежность работы за счет перегрева стенок бака в месте воспламенения горючей смеси и тем самым возможности образования преждевременного воспламенения горючей смеси и прожига бака.

Известно другое импульсное устройство со значительным расходом, но и с более надежной системой воспламенения в пустом баке, постепенно периодически наполняющимся водой (прототип по давлению).

Бак снабжен жестко связанным с ним внутренним сводом, образующим со стенками полость, сообщающуюся с его полостью в нижней части (А.С. 904595, кл. A01G 25/00, 1982). По достижении в полости бака давления (6-8 кгс/см²) прекращается подача воды и происходит нарастание давления (до 30-50 кгс/см²), вследствие чего запорный орган ствола открывается и пропускает порцию воды через насадок в атмосферу.

Недостатком этого устройства является то, что запальное устройство, постепенно отсыревая, перестает образовывать стабильную искру, что приводит либо к отказу работы устройства, либо к двойной-тройной порции подачи воздушно-бензиновой смеси в полости бака, в результате чего при следующей случайной искре происходит взрыв увеличенной воздушно-бензиновой смеси с возможным разрушением бака.

Целью изобретения является пожаротушащее устройство, обеспечивающее создание сжатой вращающейся струи воды, содержит ствольную часть, находящуюся на шаровой опоре, при этом в ствольной части укреплен полимерный вкладыш с внутренним сечением, обеспечивающим придание воде вращательного состояния, выполненный из гидролитически стойкого и абразивостойкого литьевого полиуретана твердостью по Шору А 70±3 единицы с напряжением разрушения и относительным удлинением не менее 300 кгс/см² и 300% соответственно, и мультипликаторную усилительную часть, содержащую попарно работающие поршни, приводимые в движение в распределителе с помощью сдвоенного сектора револьверной системы, создающего попарно работающими поршнями перевод с низкого давления, составляющего 4,5-8,0 кгс/см², в высокое давление, составляющее 30-60 кгс/см², для вытеснения воды высокого давления в линию подачи ствола с последующим полетом струи в незагущенном состоянии до 300 метров, в загущенном до 400 метров.

На чертеже 1 изображена схема пожаротушащего устройства револьверной системы вращения распределителя.

Пожаротушащее устройство в усилительной части схемы чертежа 1 состоит:

1. Из поршневых гидроцилиндров мультипликатора (5), которые связаны с приводным насосом, обеспечивающим турбоводяное или электромеханическое стандартное вращение (на схеме не показан) через вал и вращающийся с помощью воды спаренный дисковый сектор-переключатель (1), закрепленный в корпусе (2, 2^а, 2^б) и загерметизированный по валу уплотнительным узлом (3);

2. Спаренный дисковый сектор (1) сдвоенным каналом закреплен вращательно между крышками (2) и (4), в которых выполнены технологические отверстия для подачи воды в поршневые гидроцилиндры (большего диаметра) мультипликатора (5);

3. Вода от приводного насоса поступает поочередно в запитывающие каналы вращающегося сектора-переключателя (1), который в любой момент времени может быть совмещен с двумя отверстиями (из четырех) на стенке крышки (4) дискового сектора-переключателя (1):

4. Дисковый сектор-переключатель (1) через стенку крышки (4) обеспечивает постоянный и непрерывный расход жидкости от приводного насоса (от мотопомпы пожарной машины) в стандартный блок переключателей низкого давления (на схеме не показан) - гидроцилиндры с поршнями на входе значительно большей площади (соотношение площадей входа и выхода 6-8:1,0);

5. Через запитывающие каналы в крышке (4) вода поступает в камеру низкого давления гидроцилиндров мультипликатора (5). Поршень входа (площадь большего сечения) совершает рабочий ход, вытесняя плунжером воду высокого давления в магистраль высокого давления через свой блок переключателей (стандартный обратный клапан повышенного давления - на схеме не показан);

6. В это время через отверстия (4-2, 4-4), развернутые в стенке крышки (4) на 45°, не совмещенные с запитывающим каналом, происходит слив жидкости из камер низкого давления (4) в отверстия (2^а) и камера низкого давления опорожняется - давление резко падает до отсутствия и вода вытекает через сборник (2^б) обратно в бак пожарной машины или в заборный рукав мотопомпы, или обратно в море, реку, озеро (т.е. большеобъемный источник водозабора);

7. Попарно соединяясь с отверстиями стенки крышки (4) мультипликатора (5) описываемый процесс происходит непрерывно по мере вращения дискового сектора-переключателя (1), т.е. постоянным расходом воды высокого давления.

Работа устройства в обратном направлении (выталкивание поршней в обратном направлении) происходит через тройник входа (одновременная подача воды через полый вал для работы сдвоенного сектора-переключателя (1) и подача по линии (6^а) в обратные клапаны низкого давления с последующими переходом в линию (6) через блок переключателей обратных клапанов повышенного давления.

Для смягчения работы поршней внутри каналов мультипликатора (5) имеются пружины, одновременно усиливающие начало движения поршней под действием воды.

Далее через линию (6) вода попадает в линию подачи (7) ствола (8) - на схеме не показано.

Работа пожаротушащего устройства по стволу (8) происходит через специальный полимерный вкладыш (9) по схеме чертежа 2, выполненного из гидролитически стойкого и абразивостойкого литьевого полиуретана твердостью по Шору А 70±3 единицы.

При проходе воды через вкладыш, имеющего внутри сложное сечение, способствующее приданию воде вращательное состояние, происходит снижение коэффициента трения воды о гибкие износостойкие стенки, что способствует еще более дальнему вращательному полету струи воды до 300-400 метров.

Все внутренние слои металла, контактирующие с водой выполнены по схеме биметалла из стали 9Х18Н10Т титана, что гарантировано обеспечивает длительную сохранность устройства в целом против коррозионно активных сред болотных соединений и морской воды, а также их загнивающих биологических объектов и физических загрязнителей.

Наружные слои устройства выполнены из ковкого чугуна или обычной стали Ст 5÷20 с последующим воронением или хром-никелированием; прокладки выполнены из фторпласта листового и шнурового.

Соединение между ствольной и усилительной частями пожаротушащего устройства выполнено из стандартных рукавов соответствующего сечения и высокого давления, используемых в мощных колесных тракторах и подобных (1≥2,5 м).

Запас прочности по металлу и рукавами - не менее 1,5.

И последнее: предложенное устройство, производящее гашение пожара, предназначено для удаления огня не методом залива водой очага горения, а системой отрезания языка пламени от ниже лежащего слоя древесины, металла, нефти, газа, пластика и т.д. и т.п. Резание начинается от еще негорящего слоя с движением в сторону отрезаемого языка пламени и далее в сторону горения, охлаждая и срезая таким образом горячую поверхность горения в единицу времени до температур ниже +80÷120°С. Используя такую методику (например, для тушения дерева или группы деревьев от основания снизу вверх до верхних веток и ствола при сильной, но относительно тонкой струе воды, удается экономить значительное количество воды, что важно при тушении этим методом относительно существующего заливного, что не дает, например, разрушения чердачных, межэтажных перекрытий (особенно деревянных) большой массы воды, способствует отрезанию нефтяного фонтана от языка пламени подобно хирургу, удаляющего хирургическим инструментом пораженное болезнью опухоль или заражение.

Сущность изобретения: изобретение относится к пожаротушащим устройствам, обеспечивающим создание сжатой вращающейся струи воды, содержит ствольную часть, находящуюся на шаровой опоре, при этом в ствольной части укреплен полимерный вкладыш с внутренним сечением, обеспечивающим придание воде вращательного состояния, выполненный из гидролитически стойкого и абразивостойкого литьевого полиуретана твердостью по Шору А 70±3 единицы с напряжением разрушения и относительным удлинением не менее 300 кгс/см² и 300% соответственно, и мультипликаторную усилительную часть, содержащую попарно работающие поршни, приводимые в движение в распределителе с помощью сдвоенного сектора револьверной системы, создающего попарно работающими поршнями перевод с низкого давления, составляющего 4,5-8,0 кгс/см², в высокое давление, составляющее 30-60 кгс/см², для вытеснения воды высокого давления в линию подачи ствола и последующим полетом струи в незагущенном состоянии до 300 м, в загущенном до 400 м. 3 ил.

Пожаротушащее устройство, обеспечивающее создание сжатой вращающейся струи воды, содержит ствольную часть, находящуюся на шаровой опоре, при этом в ствольной части укреплен полимерный вкладыш с внутренним сечением, обеспечивающим придание воде вращательного состояния, выполненный из гидролитически стойкого и абразивостойкого литьевого полиуретана твердостью по Шору А 70±3 единицы с напряжением разрушения и относительным удлинением не менее 300 кгс/см² и 300% соответственно, и мультипликаторную усилительную часть, содержащую попарно работающие поршни, приводимые в движение в распределителе с помощью сдвоенного сектора револьверной системы, создающего попарно работающими поршнями перевод с низкого давления, составляющего 4,5-8,0 кгс/см², в высокое давление, составляющее 30-60 кгс/см², для вытеснения воды высокого давления в линию подачи ствола и последующим полетом струи в незагущенном состоянии до 300 м, в загущенном до 400 м.