Установка тушения пожаров и гидроабразивной резки водой высокого давления Российский патент 2023 года по МПК A62C31/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.

Настоящее изобретение относится к области пожарной и аварийно-спасательной техники, в частности, к оборудованию для тушения пожаров и гидроабразивной резки водой высокого давления. Настоящее изобретение предназначено для тушения лесных пожаров; пожаров на промышленных и жилых объектах, на автомобильном, авиационном, железнодорожном транспортах, на морских и речных судах; кроме того, может использоваться для мойки поверхностей водой и водными растворами при ликвидации последствий аварий и дорожно-транспортных происшествий; при проведении работ по дезинфекции и деактивации, а также для гидроабразивной резки отверстий в препятствиях.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ.

Известна установка пожаротушения с гидроабразивной резкой «Кобра» производства Cold Cut Systems АВ (Швеция).

Описание данной установки приведено на сайте www.coldcutsystems.com.

Известно, что установка пожаротушения с гидроабразивной резкой «Кобра» состоит из следующих элементов:

• бензиновый четырехтактный двигатель;

• два редуктора;

• пенный насос-смеситель, позволяющий получить раствор;

• емкость для абразива, выполненная из нержавеющей стали;

• два насоса высокого давления плунжерного типа;

• емкость для воды, из полимерного материала;

• топливная металлическая канистра для бензина;

• емкость для пенообразователя, выполненная из полимерного материала;

• катушка с рукавом высокого давления для резки с запасом рукава 80 м и быстросъемным соединением, оснащенная электроприводом;

• ствол-резак с поворотным упором для направления резки и аккумуляторным радиомодулем управления;

• система контроля и управления.

Пожаротушение осуществляется бригадой из двух человек: оператора и ствольщика.

Недостатком данной установки является применение насосов высокого давления, привод которых осуществляется от автономного двигателя. При этом вращающийся вал приводит поршень (поршни) насоса в возвратно-поступательное движение посредством механической передачи, что в свою очередь приводит к снижению ресурса работы насосов. Также установка пожаротушения «Кобра» имеет только одну емкость для абразива, что приводит к сокращенному периоду работы установки при гидроабразивной резке равному количеству абразива. При выработке всего абразива из емкости для продолжения работы по пожаротушению и гидроабразивной резке необходимо прекратить все работы для заправки емкости абразивом.

В Российской Федерации известна «Комбинированная установка гидроабразивной резки и пожаротушения «Гюрза» производства ООО «Каланча».

В соответствии с Программой переоснащения подразделений МЧС России современными образцами техники и оборудования на 2011-2015 годы и по заказу Департамента пожарно-спасательных сил МЧС России учеными Академии ГПС МЧС России была проведена опытно-конструкторская работа «Мобильный комплекс для тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ на объектах с конструкциями из высокопрочных материалов» (Авторы: Тетерин И.М., Алешков М.В., Емельянов Р.А., Плосконосов А.В., Серенков А.С, ВНИИПО МЧС России, ГК «Каланча»).

Он представляет собой многофункциональный комплекс, состоящий из базового полно приводного шасси, пожарной надстройки и водяной установки. В машине установлена емкость с абразивными веществами, имеется катушка с рукавом, а также дизельный двигатель с системой жидкостного охлаждения.

Работа на комплексе обеспечивается бригадой из трех человек: моториста; пожарного, который обеспечивает непосредственно тушение пожара и специалиста, обеспечивающего подачу воды из внешнего источника.

Комплекс является полностью автономным, имеется возможность его установки и транспортировки на прицепе либо грузовым транспортом.

Информация взята из открытых источников Интернет:

-https://academygps.ru/nauka-5/razrabotki-i-nauchnye-dostizheniya-granty-49/pozharnaya-i-avariyno-spasatelnaya-tekhnika-1370/gyurza-1389;

https://www.kalancha.ru/catalog/ustanovka_gidroabrazivnoy_rezki_i_pozharotusheniya_gyurza

Недостатком установки пожаротушения «Гюрза» является также наличие только одной емкости для абразива, что приводит к сокращенному периоду работы установки при гидроабразивной резке равному количеству абразива. При выработке всего абразива из емкости для продолжения работы по пожаротушению и гидроабразивной резке необходимо прекратить все работы для заправки емкости абразивом.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является техническое решение, раскрытое в заявке на изобретение №2016118272 «Способ пожаротушения и гидроабразивной резки строительных материалов и устройство для его реализации» дата приоритета 11.05.2015, дата публикации 16.11.2017 г. Бюл. №32.

Описана следующая формула изобретения.

1. Способ пожаротушения и гидроабразивной резки строительных материалов, включающий подготовку водосуспензионного абразива, прорезку вышеназванным абразивом отверстий в горящей конструкции замкнутого объема с последующей подачей через прорезанное отверстие в зону пожара высокоскоростной струи огнетушащего вещества, отличающийся тем, что при резке за счет режимов подачи и конструкции профильного сопла образуют при давлении не менее 30 МПа сжатую гидроабразивную струю со скоростью не менее 200 м/с, причем степень сжатия струи определяется выражением:

ε=(d_стр/d_сопла)²=от 0,61 до 0,68;

где ε - степень сжатия струи;

d_стр - диаметр сжатой струи после выхода из сопла, м;

d_сопла - внутренний диаметр торца профильного сопла, м;

при этом для суспензионной жидкости используют абразивный порошок из отходов медеплавильного производства (купершлак) с дисперсностью от 0,5 до 3 мм или шлифзерно из электрокорунда с дисперсностью от 0,16 до 2 мм, а тушение пожара осуществляют подачей водопенной огнетушащей струи со скоростью не менее 180 м/с при давлении не менее 25 МПа с образованием водяного пара и водного аэрозоля с дисперсностью не более 150 мкм с максимумом функции распределения аэрозольных частиц в пределах от 70 до 100 мкм, причем в качестве поверхностноактивного вещества для водопенной жидкости используют синтетический углеводородный пенообразователь.

2. Устройство пожаротушения и гидроабразивной резки строительных материалов, включающее насос высокого давления с регулятором давления, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания, резервуар с водой, емкость с пенообразующей жидкостью и емкость с водосуспензионным абразивом, объединенными водной магистралью с коллектором и с системой управления режимами работы и регуляторами расхода пожаротушащей или гидроабразивной смеси, отличающееся тем, что названные емкости выполнены на основе гидроаккумуляторов давления с игольчатыми регуляторами расхода, управляемыми актуаторами. рабочее сопло для режима резки выполнено с профилем, обеспечивающим эффект повышения коэффициента мощности выходящей из сопла струи по отношению к мощности входящей струи от 4 до 4,5 раза, а объединяющая водная магистраль имеет вентили для экстренного слива пенообразующей и гидроабразивной жидкости.

Недостатком описанного в заявке на изобретение №2016118272 является применение насосов высокого давления, приводимых в действие двигателем внутреннего сгорания, а также наличие только одной емкости с водосуспензионным абразивом.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Задача, положенная в основу настоящего изобретения, заключается в создании конструкции установки тушения пожаров и гидроабразивной резки водой высокого давления, свободной от указанных недостатков, присущих техническим решениям, представляющим известный уровень техники.

Данная задача решается за счет того, что установка тушения пожаров и гидроабразивной резки состоящая из узла подачи воды и водяных смесей, узла сосудов абразивного порошка, ручного ствола подачи воды и водяной смеси со сменными насадками-соплами, системы управления имеет объемный поршневой насос с гидравлическим приводом от гидравлической станции транспортного средства, автономной гидравлической станции или магистрального гидропривода, при этом узел сосудов абразивного порошка, состоит из рамы, на которую устанавливаются два сосуда, имеющие отверстие с герметично закрывающимися пробками и манометрами, соединенные двух позиционным четырехлинейным краном при этом подача смеси воды и абразивного порошка в ручной ствол осуществляется гидроцилиндром с дистанционным электроуправлением, а подсоединение одного из сосудов к подаче воды и абразивного порошка в ручной ствол и одновременно отключение другого сосуда от поступления в него воды осуществляется переключением рукоятки вручную.

Техническим результатом изобретения является то, что:

- обеспечивается высокая долговечность и надежность насоса высокого давления, а значит, и всего изделия в целом, за счет того, что используется объемный поршневой насос, преобразующий давление гидравлической жидкости (масла) гидросистемы в более высокое давление воды;

- обеспечивается беспрерывное поступление абразива в соответствующие емкости, а значит, обеспечивается пожаротушение и гидроабразивная резка с наименьшим расходом времени за счет того, что в установке имеется узел сосудов абразивного порошка, состоящий из рамы, на которую устанавливаются сосуды, имеющие отверстия с герметично закрывающимися пробками и манометры, при этом переключение сосудов осуществляется рукояткой, подача воды от насоса высокого давления в сосуды осуществляется через рукав высокого давления, а включение подачи смеси воды и абразивного порошка в ручной ствол осуществляется гидроцилиндром с дистанционным электроуправлением.

- расширяется сфера применения установки не только в качестве средства для тушения пожаров и гидроабразивной резки отверстия в препятствиях, но и в качестве средства мойки водой высокого давления при ликвидации последствий аварий и дорожно-транспортных происшествий; при проведении работ по дезинфекции и деактивации за счет установки насадок-сопел ручного ствола подачи воды и водяной смеси различных профилей.

Изобретение иллюстрируется описанием и примером практического использования.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлено размещение узла подачи воды и водяных смесей (вид со стороны рабочего места оператора).

На фиг. 2 представлено размещение узла сосудов абразивного порошка (вид со стороны рабочего места оператора).

На фиг. 3 представлен вид сбоку ручного ствола подачи воды и водяной смеси.

На фиг. 4 представлены сменный насадки-сопла ручного ствола (вид сбоку).

Установка тушения пожаров и гидроабразивной резки водой высокого давления монтируется на транспортное средство (автомобиль, прицеп, самоходное транспортное средство) или стационарно. Привод мощности установки гидравлический, осуществляется от гидравлической станции транспортного средства, автономной гидравлической станции или магистрального гидропривода.

Установка тушения пожаров и гидроабразивной резки водой высокого давления состоит следующих основных частей: узла подачи воды и водяных смесей, узла сосудов абразивного порошка, ручного ствола подачи воды и водяной смеси со сменными насадками-соплами, системы управления.

Узел подачи воды и водяных смесей (Фиг. 1) имеет раму 1, на которой установлены гидрорегулирующая аппаратура 2, насос высокого давления 3, катушка 4 с рукавом высокого давления (РВД) 5.

Катушка 4 имеет привод вращения - гидромотор 6.

РВД 5 одним концом 28 подсоединен к крану подачи абразивного порошка из сосудов 19 и к выходу из насоса высокого давления 3, а на другом конце имеет быстроразъемное соединение (БРС) 7 для подсоединения ручного ствола.

На вход насоса высокого давления 3 через патрубок 8 с соединительной головкой и фильтром 9 подается вода из какого-либо источника.

На вход насоса высокого давления 3 через патрубок 10 с соединительной головкой и фильтром 11 может подаваться из какого-либо источника специальный жидкий раствор каких-либо веществ, например, пенообразователя или смачивателя для тушения пожара, моющего, дезинфицирующего или дезактивирующего раствора. Имеется дозатор 12 специального жидкого раствора.

Имеется регулятор давления воды 13 на выходе насоса, манометр давления воды 14 на выходе насоса, регулятор скорости вращения катушки 15.

Узел сосудов абразивного порошка (Фиг. 2) имеет раму 16, на которой установлены сосуды для абразивного порошка 17 и 18.

Двухпозиционный четырехлинейный кран 19 служит для подачи смеси воды и абразивного порошка в ручной ствол, а также для подсоединения одного из сосудов к подаче воды и абразивного порошка в ручной ствол и, одновременно, для отключения другого сосуда от поступления в него воды высокого давления от насоса и соединения его с атмосферой.

Включение подачи смеси воды и абразивного порошка в ручной ствол осуществляется гидроцилиндром 20, имеющим дистанционное электроуправление.

Переключение сосудов (подсоединения одного из сосудов к подаче воды и абразивного порошка в ручной ствол и, одновременно, для отключения другого сосуда от поступления в него воды высокого давления от насоса и соединения его с атмосферой) осуществляется вручную рукояткой 21

Сосуды имеют сверху отверстия для загрузки в сосуды абразивного порошка. Отверстия герметично закрываются пробками 22 и 23.

Имеются манометры 24 и 25 для контроля давления внутри сосудов.

Подача воды от насоса высокого давления 3 в сосуды 17 и 18 осуществляется через РВД 27.

Подача воды высокого давления, смеси воды и абразивного порошка, водного раствора специальных веществ в ручной ствол, через катушку, осуществляется через РВД 28.

Ручной ствол подачи воды и водяной смеси (Фиг. 3) имеет стальной трубопровод 29, один конец которого имеет БРС 30 для присоединения через БРС 7 к РВД 5, а другой конец имеет БРС 31 для присоединения одного из насадков-сопел.

Ручной ствол имеет рукоятку пистолетного типа 32, регулируемую рукоятку 33, плечевой упор (приклад) 34.

Ручной ствол имеет пульт управления, включающий сменный аккумулятор, электронный микропроцессор, радиопередатчик-радиоприемник, светодиодные индикаторы, кнопки управления, курок подачи воды или водяной смеси 36.

Сменные насадки-сопла ручного ствола (Фиг. 4) имеют БРС 37 для присоединения к БРС 31 ручного ствола. Сменные насадки-сопла имеют различное функциональное назначение и конструктивные особенности. Наиболее часто применяемые насадки-сопла: насадок гидроабразивной резки круглых отверстий и тушения 38, насадок тушения пеной 39, ствол-пробойник для тушения 40, насадок мойки водой высокого давления, тушения, дезинфекции, дезактивации компактной струей 41, насадок мойки, тушения, дезинфекции, дезактивации распыленной струей 42. Кроме этого могут использоваться другие насадки, например, насадок гидроабразивной резки линейных отверстий и тушения, насадок тушения торфяных пожаров.

Система управления Установки тушения пожаров и гидроабразивной резки водой высокого давления, кроме пульта управления ручного ствола 35, имеет электронный микропроцессор, радиопередатчик-радиоприемник, светодиодные индикаторы, кнопки управления, кабельный пульт дистанционного управления.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Работа Установки тушения пожаров и гидроабразивной резки водой высокого давления осуществляется следующим образом.

После включения гидравлического привода мощности, установки соответствующего насадка-сопла на ручной ствол, включения с помощью системы управления соответствующего режима работы при нажатии на курок 36 вода высокого давления от насоса, через РВД, поступает из насадка-ствола на объект тушения, мойки или обработки. Вода высокого давления может быть с добавками абразивного порошка, или добавками специального раствора, или без добавок.

Изобретение данной конструкции успешно производится ООО «Приоритет». Запуск в производство состоялся в мае 2012 года.

Установка тушения пожаров и гидроабразивной резки водой высокого давления относится к области машиностроения, в частности к оборудованию для тушения пожаров и гидроабразивной резки водой высокого давления, предназначена для тушения пожаров на различных объектах, резки отверстий в препятствиях, также может использоваться для мойки поверхностей водой и водными растворами при ликвидации последствий аварий и при проведении работ по дезинфекции и деактивации. Установка имеет узел подачи воды и водяных смесей, узел сосудов абразивного порошка, ручной ствол подачи воды и водяной смеси со сменными насадками-соплами, систему управления. За счет того, что в узле подачи воды и водяных смесей имеется объемный поршневой насос с гидравлическим приводом, осуществляемым от гидравлической станции транспортного средства, автономной гидравлической станции или магистрального гидропривода, обеспечивается высокая долговечность и надежность технического решения в целом. Также за счет того, что узел сосудов абразивного порошка имеет два сосуда, соединенных двухпозиционным четырехлинейным краном, обеспечивается беспрерывный режим работы установки. 4 ил.

Установка тушения пожаров и гидроабразивной резки, состоящая из узла подачи воды и водяных смесей, узла сосудов абразивного порошка, ручного ствола подачи воды и водяной смеси со сменными насадками-соплами, системы управления, отличающаяся тем, что узел сосудов абразивного порошка состоит из рамы, на которую устанавливаются два сосуда, имеющие отверстия с герметично закрывающимися пробками и манометрами, соединенные двухпозиционным четырехлинейным краном, гидроцилиндра с дистанционным электроуправлением и рукоятки для переключения сосудов, при этом узел подачи воды и водяных смесей имеет раму, на которой установлены гидрорегулирующая аппаратура, объемный поршневой насос с гидравлическим приводом от гидравлической станции транспортного средства, автономной гидравлической станции или магистрального гидропривода, катушка с рукавом высокого давления, при этом рукав высокого давления одним концом подсоединен к крану подачи абразивного порошка из сосудов и к выходу из объемного поршневого насоса, а на другом конце имеет быстроразъемное соединение, выполненное с возможностью подсоединения ручного ствола, при этом гидроцилиндр с дистанционным электроуправлением выполнен с возможностью подачи смеси воды и абразивного порошка в ручной ствол, при этом рукоятка для переключения сосудов выполнена с возможностью посредством ее ручного переключения подсоединять один из сосудов к подаче воды и абразивного порошка в ручной ствол и одновременно отключать другой сосуд от поступления в него воды.