EA022550B1

EA022550B1 - Ствол пожарный ручной комбинированный

Info

Publication number: EA022550B1
Application number: EA201270748A
Authority: EA
Inventors: Геннадий Федорович Ласута; Игорь Васильевич Карпенчук; Иван Иванович Полевода; Валерий Викторович Пармон; Сергей Михайлович Палубец; Марина Юрьевна Стриганова; Дмитрий Александрович Шафранский
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2016-01-29
Also published as: EA201270748A2; EA201270748A3

Abstract

Изобретение относится к пожарной технике, а именно к ручным стволам, предназначенным для тушения пожаров, и направлено на обеспечение возможности подачи сплошной или распыленной с изменяющим углом факела струи воды или создания водяной завесы с максимальными значениями дальности и расхода огнетушащего вещества при минимизации гидравлических потерь при тушении пожара. Ствол пожарный ручной комбинированный включает в себя корпус с переходником и соединительной головкой для пожарного рукава, устройство перекрывное, устройство регулирования поступающего в ствол потока раствора, устройство формирования струи, включающее насадок с дефлектором, в котором согласно изобретению внутренняя поверхность дефлектора насадка выполнена в виде кубической параболы, причем текущий радиус криволинейной части дефлектора определяется по зависимостигде r- текущий радиус криволинейной части дефлектора, мм; l- текущая длина криволинейной части дефлектора, мм; b - толщина дефлектора, мм; с - параметр, зависящий от объемной подачи ствола, и для ручных стволов составляет 1000-2000 мм.

Description

(57) Изобретение относится к пожарной технике, а именно к ручным стволам, предназначенным для тушения пожаров, и направлено на обеспечение возможности подачи сплошной или распыленной с изменяющим углом факела струи воды или создания водяной завесы с максимальными значениями дальности и расхода огнетушащего вещества при минимизации гидравлических потерь при тушении пожара. Ствол пожарный ручной комбинированный включает в себя корпус с переходником и соединительной головкой для пожарного рукава, устройство перекрывное, устройство регулирования поступающего в ствол потока раствора, устройство формирования струи, включающее насадок с дефлектором, в котором согласно изобретению внутренняя поверхность дефлектора насадка выполнена в виде кубической параболы, причем текущий радиус криволинейной части дефлектора определяется по зависимости

где г₁ - текущий радиус криволинейной части дефлектора, мм; 1₁ - текущая длина криволинейной части дефлектора, мм; Ь - толщина дефлектора, мм; с - параметр, зависящий от объемной подачи ствола, и для ручных стволов составляет 1000-2000 мм³.

Изобретение относится к пожарной технике, а именно к ручным стволам, предназначенным для тушения пожаров.

Известен ручной пожарный ствол [1] для использования при малых, средних и повышенных расходах воды с целью снижения ее входного давления при сохранении эффективности пожаротушения в режиме сплошной струи или проникающей дальнобойной рассеянной струи воды. Для этого выходной кольцевой канал выполняют так, что профили выходной части внутренней стенки корпуса и поверхности выходного наконечника обтекателя, установленного в полости ствола, имеют кривизну, возрастающую в направлении выхода из ствола, а радиусы поперечных сечений этих поверхностей уменьшаются в том же направлении. При таком исполнении ствола в режиме дальнобойной рассеянной струи входное давление снижается в среднем в 2 раза по сравнению с известными стволами. Однако недостатком данного ствола является то, что он предназначен только для формирования распыленной струи и отсутствует возможность создания компактной струи, а также создания защитного экрана (водяной завесы).

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности подачи сплошной или распыленной (с изменяющим углом факела) струи воды или создания водяной завесы (защитного экрана) с максимальными значениями дальности и расхода огнетушащего вещества при минимизации гидравлических потерь при тушении пожара, а также обеспечение подачи огнетушащего раствора с фиксированными значениями расхода.

Поставленная задача решается за счет того, что в стволе пожарном ручном комбинированном, содержащем корпус с переходником и соединительной головкой для пожарного рукава, устройство перекрывное, устройство регулирования поступающего в ствол потока раствора, устройство формирования струи, включающее насадок с дефлектором, в котором согласно изобретению внутренняя поверхность дефлектора насадка выполнена в виде кубической параболы, причем текущий радиус криволинейной части дефлектора определяется по зависимости

где г₁ - текущий радиус криволинейной части дефлектора, мм;

1! - текущая длина криволинейной части дефлектора, мм;

Ь - толщина дефлектора, мм;

с - параметр, зависящий от объемной подачи ствола, и для ручных стволов составляет 1000-2000 мм³.

Достижение максимальных значений дальности и расхода огнетушащего вещества достигается минимизацией гидравлических потерь при обтекании потоком поверхности дефлектора.

Для расчета минимизации гидравлических потерь зададим форму криволинейной поверхности дефлектора, совпадающую с линиями тока. При такой форме будет отсутствовать вихреобразование, а течение жидкости можно считать потенциальным.

Далее на основании уравнения Лапласа, описывающего потенциальное течение жидкости [2]:

3²у д~у 3²у .

—- + —Ή--- = 0 бх~ ду~ д:~ ’ и выражения для потенциала скоростей γ [2]:

γ = —(Ах² + Ву¹ + Сг²).

(2) (3) (4)

- составляющие скорости течения;

где

А, В, С - коэффициенты;

путем подстановки (3) в уравнение (2) при выполнении условия Л + Д + С = 0.

(5) (6) получим откуда найдем составляющие скорости течения:

γ = -(τ-+χ-2?),

- 1 022550

Поток жидкости, определяемый потенциалом скоростей γ, симметричен относительно оси вращения, совпадающей с осью ζ. Линии тока в плоскости υζ, где х=0, определяется уравнением ₌ (8) <Лу и_у у

Проинтегрировав, получим

Ιηζ = соя.ч1 — 21ηι, (9) или у^гг = сопШ. (10)

Уравнение (10) - это уравнение так называемой кубической параболы, ветви которой для оси х и у являются асимптотами.

Исходя из вышеизложенного, применяя обозначения г₁, 1₁, Ь, с для кривизны поверхности дефлектора, форму криволинейной поверхности дефлектора в данной точке (текущий радиус) предполагается определять по формуле (1)

1₁ - текущая длина криволинейной части дефлектора, мм;

Ь - толщина дефлектора, мм;

с - параметр, зависящий от объемной подачи ствола.

Сущность изобретения поясняется при помощи чертежей, представленных на фиг. 1, 2.

Фиг. 1 - изображение общего вида ручного комбинированного пожарного ствола для тушения пожаров.

Фиг. 2 - графическое представление расчета текущего радиуса поверхности криволинейной части дефлектора.

Как показано на фиг. 1, вход ручного ствола имеет соединительную головку 1 типа ГЦ-50, которая присоединена к вращающемуся переходнику 2. Переходник подсоединен к корпусу 3 при помощи проточек, в которые вложены стальные шарики и в целях герметичности установлена резиновая прокладка. Перекрывное устройство 4 обеспечивает возможность перекрывания и плавной регулировки количества поступающей воды (раствора) при помощи рычага 5. Данный узел предназначен для облегчения маневрирования стволом при ликвидации чрезвычайных ситуаций и пожаров. С другой стороны перекрывного устройства 4 при помощи резьбового соединения присоединено устройство регулирования 6 поступающего в ствол потока раствора, которое позволяет обеспечивать подачу огнетушащего раствора с фиксированными значениями расхода при помощи переключателя 7.

К корпусу 3 присоединена рукоятка 8, предназначенная для удерживания ствола во время работы.

К устройству регулирования 6 поступающего потока в ствол присоединено устройство формирования струи, включающее насадок 9 с дефлектором 10, при вращении которого осуществляется плавное переключение режимов работы ствола: подача компактной или распыленной струи или водной завесы. Внутри насадка 9 установлен дефлектор 10, при изменении положения которого внутри насадка и обеспечивается подача компактной, распыленной струи или водной завесы.

Герметичность соединений обеспечивают резиновые прокладки (на чертеже не показаны).

Работа ствола ручного пожарного комбинированного осуществляется следующим образом. Перед началом использования ствола необходимо при помощи соединительной головки 1 ГЦ-50 через переходник 2 присоединить корпус 3 ствола к пожарному рукаву. Затем подать воду или другой огнетушащий раствор, причем форма струи, расход рабочего раствора устанавливаются в зависимости от класса пожара и принятых тактических приемов тушения. При необходимости (при изменении условий устранения чрезвычайной ситуации) во время работы производят перекрытие подачи рабочего раствора посредством рычага 5 перекрывного устройства 4, которое выполняет функцию крана. Устройство регулирования 6 поступающего потока в ствол посредством переключателя 7 позволяет обеспечивать управляемое изменение подачи огнетушащего раствора с фиксированными значениями расхода.

Посредством вращения связанного с устройством 6 насадка 9 изменяют форму струи: компактная или распыленная струя или водная завеса.

Непосредственное изменение формы струи определяет положение дефлектора 10 внутри насадка, причем внутренняя поверхность дефлектора 10 выполнена в виде кубической параболы таким образом, что, с целью повышения эффективности работы ствола, текущий радиус криволинейной части дефлектора определяется по формуле (1)

где ί - целое число - индекс, определяющий соответствие текущего радиуса заданной текущей длине криволинейной части дефлектора.

- 2 022550

Пример.

Для пожарных ручных стволов типа РС-50 с соединительной головкой с условным проходом 50 мм и объемной подачей от 3 до 7 л/с при параметре, зависящем от объемной подачи ствола с=1000 мм³, и толщине дефлектора Ь=4 мм, значение текущего радиуса криволинейной части дефлектора вычисляется следующим образом:

задаем текущую длину криволинейной части дефлектора 1₁=20 мм, тогда I юоо г =.-= 6,45,«,«

1(4 + 20

При изменении параметра, зависящего от объемной подачи до с=1500 мм³:

=11500 4 + 20 = 7,9.и.и

Для пожарных ручных стволов типа РС-70 с соединительной головкой с условным проходом 70 мм и объемной подачей от 7 до 13 л/с при параметре, зависящем от объемной подачи с=1600 мм³, и толщиной дефлектора 5 мм, текущий радиус криволинейной части дефлектора вычисляется:

задаем текущую длину криволинейной части дефлектора 1₁=20 мм, тогда

2000

То же при параметре, зависящем от объемной подачи с=2000 мм³:

= 8,94дш.

+ 20

Результаты расчета текущего радиуса поверхности криволинейной части дефлектора представлены в таблице при изменении задаваемой текущей длины криволинейной части дефлектора 1! от 1 до 45 мм.

/,	34	35	36	37	38	39	40	41	42	43	44	45
Г/	7,2	7,1	7,0	6,9	6,8	6,7	6,67	6,6	6,5	6,46	6,4	6,3

В графическом виде полученные значения текущего радиуса поверхности криволинейной части дефлектора, соответствующие таблице, показаны на фиг. 2.

Все детали ствола, в частности насадок с выше определенной кривизной дефлектора могут быть промышленно произведены токарным способом, например, на станках с числовым программным управлением, параметры работы которых основывают на результатах расчетов, выполненных по выражению (1).

Таким образом, оборудование ствола устройствами формирования струи с дефлектором с заявленной формой внутренней поверхности и плавного регулирования поступающей воды в ствол, позволяет повысить качество проведения тактических приемов тушения пожаров за счет увеличения функциональных возможностей ствола.

Источники информации.

1. Патент КИ 2124913, МПК А62С 31/02, 1997.

2. Прандтль, Л. Гидроаэромеханика. / Л. Прандтль.- Ижевск.: НИЦ: Регулярная и хаотическая динамика, 2000. - 576 с.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Ствол пожарный ручной комбинированный для формирования и подачи пожаротушащего раствора, содержащий помещенные в корпус с переходником и соединительной головкой для пожарного рукава устройство перекрывное, устройство регулирования поступающего в ствол потока раствора, устройство формирования струи, включающее насадок с дефлектором, отличающийся тем, что внутренняя поверхность дефлектора насадка выполнена в виде кубической параболы, причем текущий радиус криволинейной части дефлектора определяется по зависимости где г₁ - текущий радиус криволинейной части дефлектора, мм; 1₁ - текущая длина криволинейной части дефлектора, мм;

- 3 022550

Ь - толщина дефлектора, мм;

с - параметр, зависящий от объемной подачи ствола, мм³.

2. Ствол по п.1, отличающийся тем, что значение параметра, зависящего от объемной подачи ствола, составляет 1000-2000 мм³.

Фиг. 1

4/⁴ С1 1 Г Ί ΙΒΙ 1 ;НО 10 ’^ΓΊ5 Т С1Б 1ице / 10 5 СО с η 5 10 15 20 35 20 25 40) 45 о. 1 10 15 25 4%2

Фиг. 2