RU153604U1

RU153604U1 - AIR GAS-VACUUM VACUUM DEVICE

Info

Publication number: RU153604U1
Application number: RU2014144960/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Аркадьевич Гереев; Николай Анатольевич Климохин
Original assignee: Александр Аркадьевич Гереев; Николай Анатольевич Климохин
Priority date: 2014-11-06
Filing date: 2014-11-06
Publication date: 2015-07-27

Abstract

Воздушно-газоструйный вакуум аппарат, содержащий цилиндрический корпус, связанный с впускным и выпускным патрубками и всасывающей линией пожарного насоса, отличающийся тем, что в корпусе установлено сопло с осевым отверстием, имеющее участок с конусной наружной поверхностью, сужающейся в сторону выпускного патрубка с образованием вакуумной камеры, на наружной поверхности корпуса наклонно выполнен всасывающий патрубок с отверстием, сообщающимся с всасывающей линией пожарного насоса и вакуумной камерой, при этом диаметр осевого отверстия сопла не превышает половины диаметра выпускного патрубка и одной пятой диаметра корпуса.Air-gas-vacuum vacuum apparatus containing a cylindrical body connected to the inlet and outlet pipes and the suction line of the fire pump, characterized in that a nozzle with an axial hole is installed in the body, having a section with a conical outer surface, tapering towards the outlet pipe with the formation of a vacuum chamber , on the outer surface of the housing, a suction pipe with an opening communicating with the suction line of the fire pump and the vacuum chamber is inclined, the diameter of the axial bore ment of the nozzle does not exceed half the diameter of the outlet pipe and a fifth shell the diameter.

Description

Воздушно-газоструйный вакуум аппарат является частью вакуумной системы насосного агрегата пожарных насосов. Он предназначен для предварительного заполнения водой всасывающей линии центробежного насоса при заборе воды из открытого водного источника (водоема) и создания необходимого при водозаполнении разряжения в полости насоса и всасывающих рукавов. Применяется для комплектации насосных установок пожарных автомобилей. Кроме того, вакуумная система может быть использована для проверки герметичности пожарного насоса.Air-gas-vacuum vacuum apparatus is part of the vacuum system of the pumping unit of fire pumps. It is designed to pre-fill with water the suction line of a centrifugal pump when taking water from an open water source (reservoir) and create the necessary vacuum when filling the cavity of the pump and suction hoses. It is used to complete the pumping units of fire trucks. In addition, a vacuum system can be used to check the tightness of the fire pump.

Известна вакуумная система, используемая в настоящее время на отечественных пожарных автомобилях, состоящая из газоструйного вакуумного аппарата (ГВА) с насосом струйного типа (см. Преснев А.И., Каменцев А.Я. и др. Пожарные автомобили: Учебник водителя пожарного автомобиля - Санкт-Петербург, 2006 г., 507 с. Одобрено и рекомендовано к изданию Санкт-Петербургским университетом ГПС МЧС России).A known vacuum system currently used on domestic fire trucks, consisting of a gas-jet vacuum apparatus (GVA) with a jet pump (see Presnev A.I., Kamentsev A.Ya. et al. Fire trucks: A textbook for a driver of a fire truck - St. Petersburg, 2006, 507 pp. Approved and recommended for publication by the St. Petersburg University of the State Fire Service of the Ministry of Emergencies of Russia).

Данная вакуумная система состоит из вакуумного клапана (затвора), установленного на коллекторе пожарного насоса, газоструйного вакуумного аппарата, установленного в выпускном тракте двигателя пожарного автомобиля, перед глушителем, механизма управления ГВА, рычаг управления которым размещен в насосном отсеке, и трубопровода, соединяющего газоструйный вакуумный аппарат и вакуумный клапан (затвор).This vacuum system consists of a vacuum valve (shutter) installed on the fire pump manifold, a gas-jet vacuum apparatus installed in the exhaust tract of the fire engine of the car, in front of the muffler, a GVA control mechanism, the control lever of which is located in the pump compartment, and a pipeline connecting the gas-vacuum vacuum apparatus and vacuum valve (shutter).

Корпус газоструйного вакуумного аппарата имеет заслонку, которая изменяет направление движения отработавших газов двигателя пожарного автомобиля либо к струйному наосу, либо в выпускную трубу. Вакуумный клапан установлен на насосе и сообщается с ним через отверстие. Внутри корпуса вакуумного клапана пружинами к седлам прижимаются два клапана, которые при перемещении рукоятки, в зависимости от ее направления, попеременно отжимаются от седел.The body of the gas-jet vacuum apparatus has a damper that changes the direction of movement of the exhaust gases of the engine of the fire engine to either the jet pump or the exhaust pipe. A vacuum valve is installed on the pump and communicates with it through an opening. Two valves are pressed by springs to the seats inside the vacuum valve body, which, when the handle is moved, depending on its direction, are alternately pressed from the seats.

При заборе воды из открытого водного источника после присоединения к насосу всасывающей линии, рукояткой вакуумного клапана отжимают нижний клапан вниз. При этом полость насоса через полость вакуумного клапана и трубопровод соединяется с полостью струйного насоса. Заслонку переводят в вертикальное положение. Отработавшие газы будут направлены в струйный насос. При этом во всасывающей полости насоса будет создаваться разряжение, и насос будет заполнен водой под атмосферным давлением. После заполнения насоса водой перемещая рукоятку, отжимают от седла верхний клапан. Всасывающая полость насоса отключается от атмосферы и происходит выключение вакуумной системы.When taking water from an open water source after connecting the suction line to the pump, the bottom valve is pressed down with the handle of the vacuum valve. In this case, the pump cavity through the cavity of the vacuum valve and the pipe is connected to the cavity of the jet pump. The damper is moved to a vertical position. Exhaust gases will be directed to the jet pump. In this case, a vacuum will be created in the suction cavity of the pump, and the pump will be filled with water under atmospheric pressure. After filling the pump with water, moving the handle, squeeze the upper valve from the seat. The suction cavity of the pump is disconnected from the atmosphere and the vacuum system is turned off.

Недостатком использования данной вакуумной системы является ее низкая производительность в связи с тем, что для заполнения насоса требуется достаточно длительное время, что в первую очередь сказывается на скорости тушения пожара, а также требует повышенного расхода топлива работающего двигателя автомобиля и снижает ресурс двигателя.The disadvantage of using this vacuum system is its low productivity due to the fact that it takes a sufficiently long time to fill the pump, which primarily affects the rate of extinguishing a fire, and also requires increased fuel consumption of a working car engine and reduces engine life.

Кроме того, недостатком является высокая трудоемкость, связанная со сложностью конструкции, использованием дорогостоящих материалов, и длительностью ее изготовления.In addition, the disadvantage is the high complexity associated with the complexity of the design, the use of expensive materials, and the duration of its manufacture.

Недостатками также являются сложность монтажа и обслуживания вакуумного аппарата, большой его вес и габариты.The disadvantages are the complexity of installation and maintenance of the vacuum apparatus, its large weight and dimensions.

Технической задачей полезной модели является повышение производительности работы вакуумного аппарата и вакуумной системы пожарного насоса и снижение трудоемкости его изготовления и обслуживания.The technical task of the utility model is to increase the performance of the vacuum apparatus and the vacuum system of the fire pump and reduce the complexity of its manufacture and maintenance.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в сокращении времени заполнения насоса, снижении расхода топлива работающего двигателя автомобиля, а также в снижении металлоемкости и себестоимости его изготовления, сокращении времени на изготовление и обслуживание вакуумного аппарата и насоса в целом.The technical result achieved in solving the problem is to reduce the time it takes to fill the pump, reduce the fuel consumption of the working engine of the car, as well as reduce the metal consumption and the cost of its manufacture, reduce the time for manufacturing and maintenance of the vacuum apparatus and the pump as a whole.

Поставленная задача решается тем, что воздушно-газоструйный вакуум аппарат содержит корпус, связанный с впускным и выпускным патрубками и всасывающей линией пожарного насоса. В корпусе установлено сопло с осевым отверстием, имеющее участок с конусной наружной поверхностью, сужающейся в сторону выпускного патрубка с образованием вакуумной камеры, на наружной поверхности корпуса выполнен всасывающий патрубок с отверстием, сообщающимся с всасывающей линией и вакуумной камерой. При этом диаметр осевого отверстия сопла не превышает половины диаметра выпускного патрубка и одной пятой диаметра корпуса.The problem is solved in that the air-gas-vacuum vacuum apparatus contains a housing associated with the inlet and outlet pipes and the suction line of the fire pump. A nozzle with an axial hole having a section with a tapered outer surface tapering towards the outlet pipe with the formation of a vacuum chamber is installed in the housing; a suction pipe with an opening communicating with the suction line and the vacuum chamber is made on the outer surface of the housing. The diameter of the axial hole of the nozzle does not exceed half the diameter of the exhaust pipe and one fifth of the diameter of the housing.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен воздушно-газоструйный вакуум аппарат в разрезе; на фиг. 2 - схема забора воды с помощью вакуумной системы центробежного пожарного насоса; на фиг. 3 - схема работы воздушно-газоструйного вакуум аппарата.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a sectional view of an air-gas-vacuum vacuum apparatus; in FIG. 2 is a diagram of a water intake using a vacuum centrifugal fire pump system; in FIG. 3 - diagram of the air-gas-vacuum apparatus.

Воздушно-газоструйный вакуум аппарат содержит цилиндрический корпус 1, с одной стороны через впускной патрубок 2 соединенный с ресивером 3 пневмосистемы автомобиля 4. С другой стороны к корпусу 1 присоединен выпускной патрубок 5, который имеет выход в атмосферу.The air-gas-vacuum vacuum apparatus contains a cylindrical body 1, on the one hand through the inlet pipe 2 connected to the receiver 3 of the pneumatic system of the car 4. On the other hand, to the body 1 is connected to the exhaust pipe 5, which has an outlet to the atmosphere.

Снаружи на корпусе 1 наклонно выполнен цилиндрический всасывающий патрубок 6 с отверстием 7, связанный с всасывающей линией 8 пожарного насоса 9.Outside, on the housing 1, a cylindrical suction pipe 6 with an opening 7 is obliquely made, connected to the suction line 8 of the fire pump 9.

В корпусе 1 установлено сопло 10 с осевым отверстием 11, на наружной поверхности сопла 10 имеется участок 12 с конусной поверхностью, сужающейся в сторону выпускного патрубка 5.In the housing 1, a nozzle 10 with an axial hole 11 is installed, on the outer surface of the nozzle 10 there is a section 12 with a conical surface, tapering towards the outlet pipe 5.

Свободная зона внутри корпуса 1 между ним и наружной поверхностью сопла 10 сообщается с отверстием 7 всасывающего патрубка 6, образуя вакуумную камеру, соединяемую с всасывающей линией 8 пожарного насоса 9.The free zone inside the housing 1 between it and the outer surface of the nozzle 10 communicates with the hole 7 of the suction pipe 6, forming a vacuum chamber connected to the suction line 8 of the fire pump 9.

Диаметр осевого отверстия 11 сопла 10 не превышает половины диаметра выпускного патрубка 5 и одной пятой диаметра корпуса 1.The diameter of the axial hole 11 of the nozzle 10 does not exceed half the diameter of the exhaust pipe 5 and one fifth of the diameter of the housing 1.

За счет резкого сужения диаметров при прохождении воздуха из корпуса 1 в отверстие 11 сопла 10 скорость потока значительно увеличивается. А при выходе воздушного потока из осевого отверстия 11 сопла 10 в выпускной патрубок 5 за счет увеличения диаметров скорость потока резко замедляется и в вакуумной камере создается разряжение.Due to the sharp narrowing of the diameters during the passage of air from the housing 1 into the hole 11 of the nozzle 10, the flow rate increases significantly. And when the air stream leaves the axial hole 11 of the nozzle 10 into the exhaust pipe 5, due to an increase in the diameters, the flow velocity decreases sharply and a vacuum is created in the vacuum chamber.

Работа воздушно-газоструйного вакуум аппарата осуществляется следующим образом.The operation of the air-gas vacuum apparatus is as follows.

Воздушно-газоструйный вакуум аппарат работает от пневмосистемы автомобиля с рабочим давлением 8-8,5 атм. Он подсоединяется от ресивера пневмосистемы автомобиля к входному патрубку аппарата. Для начала работы воздушно-газоструйного вакуум аппарата необходимо открыть вакуумный кран на пожарном насосе и открыть кран подачи воздуха под давлением. Воздух под давлением проходит через воздушно-газоструйный вакуум аппарат.Air-gas-vacuum vacuum apparatus operates from the pneumatic system of the car with a working pressure of 8-8.5 atm. It is connected from the receiver of the car's pneumatic system to the inlet of the device. To start the air-gas-vacuum vacuum apparatus, you must open the vacuum valve on the fire pump and open the air supply valve under pressure. Air under pressure passes through an air-gas-vacuum vacuum apparatus.

Проходя через отверстия разного диаметра за счет резкого уменьшения диаметров скорость воздушного потока возрастает. Затем воздух выходит из сопла и за счет расширения диаметров в вакуумной камере создается разряжение (сила разряжения составляет не ниже 0,73 атм), при этом из всасывающего рукава и полости центробежного насоса вытесняется воздух и полость заполняется водой.Passing through holes of different diameters due to a sharp decrease in diameters, the air flow rate increases. Then the air leaves the nozzle and, due to the expansion of the diameters, a vacuum is created in the vacuum chamber (the discharge force is not lower than 0.73 atm), while the air is displaced from the suction sleeve and the cavity of the centrifugal pump and the cavity is filled with water.

Воздушно-газоструйный вакуум аппарат может быть выполнен из стали Х6СМ, сопло выполнено латунным.The air-gas-vacuum vacuum apparatus can be made of X6CM steel, the nozzle is made of brass.

Максимальное разряжение, создаваемое вакуумным аппаратом, составляет 0,75-0,76 кгс/см². Время создания разряжения 0,75 кгс/см² - 5-7 сек. Время водозаполнения пожарного центробежного насоса с высоты всасывания 7,5 метров - 14-22 сек. (в сравнение: время заполнения известного газоструйного аппарата составляет 35 сек.). Длина агрегата составляет 200 мм, масса изделия - 400 г.The maximum vacuum created by the vacuum apparatus is 0.75-0.76 kgf / cm ² . The time to create a vacuum of 0.75 kgf / cm ² - 5-7 seconds. The water filling time of a fire centrifugal pump from a suction height of 7.5 meters is 14-22 seconds. (in comparison: the filling time of a known gas-jet apparatus is 35 seconds.). The length of the unit is 200 mm, the mass of the product is 400 g.

Использование воздушно-газоструйного вакуум аппарата обеспечивает следующие преимущества:The use of air-gas-vacuum vacuum apparatus provides the following advantages:

- высокая производительность;- high performance;

- экономичность и дешевизна (на изготовление данного аппарата затрачивается максимум 4 часа и минимум материалов). Проверки на «сухой вакуум» производятся на холостом ходу, что принципиально упрощает данные проверки и составляет 2 секунды (для сравнения проверка газоструйного вакуумного аппарата составляет до 3-х минут). Это позволяет экономить топливо (экономится примерно 400 литров жидкого топлива в год для одного пожарного автомобиля во время использования его для приема и сдачи дежурства без учета работы на пожарных авариях, учениях и т.п.) и положительно сказывается на ресурсе двигателя;- profitability and low cost (a maximum of 4 hours and a minimum of materials are spent on the manufacture of this apparatus). Checks for “dry vacuum” are carried out at idle, which essentially simplifies these checks and is 2 seconds (for comparison, checking a gas-jet vacuum apparatus is up to 3 minutes). This allows you to save fuel (approximately 400 liters of liquid fuel per year is saved for one fire engine while using it to receive and take care of duty without taking into account work on fire accidents, exercises, etc.) and has a positive effect on the engine resource;

- простота обслуживания (максимальное время обслуживания составляет один час). Изделие легко и быстро снимается (примерно три минуты), разбирается, чистится и т.п., в то время как на обслуживание газоструйного вакуумного аппарата затрачивается примерно 1,5 недели;- ease of maintenance (maximum service time is one hour). The product is easily and quickly removed (about three minutes), disassembled, cleaned, etc., while it takes about 1.5 weeks to service a gas-jet vacuum apparatus;

- изделие очень просто монтируется на любом пожарном автомобиле. Замена газоструйного аппарата на воздушно-газоструйный вакуум аппарат может производиться непосредственно в пожарных частях, без привлечения дополнительных специалистов;- the product is very easy to mount on any fire truck. Replacing a gas-jet apparatus with an air-gas-vacuum vacuum, the apparatus can be made directly in the fire departments, without involving additional specialists;

- малые габариты и вес;- small dimensions and weight;

- высокая надежность и устойчивость к различным нештатным ситуациям в работе. При отказе пневмосистемы начинает работу резервный источник, подключенный к выхлопной системе машины (т.е. закрывается заслонка на резервном аппарате, выхлопные газы идут по трубопроводу к вакуум аппарату, в вакуумной системе создается разряжение, которое передается в полость насоса, и насос заполняется водой). Резервный источник воздушно-газоструйного вакуум аппарата изготовлен из прочного материала - чугуна СЧ 15-32.- high reliability and resistance to various emergency situations at work. If the pneumatic system fails, a backup source connected to the exhaust system of the machine starts working (i.e., the shutter on the backup unit closes, exhaust gases flow through the pipeline to the vacuum unit, a vacuum is created in the vacuum system, which is transmitted to the pump cavity, and the pump is filled with water) . The backup source of the air-gas-vacuum vacuum apparatus is made of durable material - cast iron SCh 15-32.

Изделие рассчитано на присоединение к насосам типа ПН-40 и стандартным вакуумным затворам.The product is designed for connection to pumps of the PN-40 type and standard vacuum locks.

Воздушно-газоструйный вакуум аппарат экспонировался на VII международном салоне «Комплексная безопасность - 2014» и был удостоен медали «Гарантия качества и безопасности» (г. Москва, 22.05.2014 г.).The air-gas-vacuum vacuum apparatus was exhibited at the VII International Salon “Integrated Safety - 2014” and was awarded the medal “Quality and Safety Guarantee” (Moscow, 05.22.2014).

Claims

Air-gas-vacuum vacuum apparatus containing a cylindrical body connected to the inlet and outlet pipes and the suction line of the fire pump, characterized in that a nozzle with an axial hole is installed in the body, having a section with a conical outer surface, tapering towards the outlet pipe with the formation of a vacuum chamber , on the outer surface of the housing, a suction pipe with an opening communicating with the suction line of the fire pump and the vacuum chamber is inclined, the diameter of the axial bore ment of the nozzle does not exceed half the diameter of the outlet pipe and a fifth shell the diameter.