RU2124913C1

RU2124913C1 - Fire-extinguishing gun

Info

Publication number: RU2124913C1
Application number: RU97116027/12A
Authority: RU
Inventors: Л.С. Котоусов
Original assignee: Котоусов Леонид Сергеевич
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 1999-01-20

Abstract

FIELD: fire-extinguishing equipment. SUBSTANCE: fire-extinguishing gun has dissipating member positioned behind gun nozzle outlet cut at compact flow path and formed as oval-shaped streamlined body or ball, i.e. edgeless body. Practically effective curvature radius of oval surface faced to nozzle cut may be changed, but maximum fog forming effect is reached, if curvature radius is 1.2-3 times as large as nozzle radius. When this ratio is reduced to 0.5, volumetric part of fog in dispersed spray beam is reduced to 0.5, and spray beam hitting range is increased. Such construction allows compact water jet to be dispersed so as to form finely dispersed foglike spray beam at reduced average pressures of 0.2-0.4 MPa in the regions downstream of gun. Natural water basin with contaminated water may be used as water source. EFFECT: simplified production, enhanced reliability in operation and convenient maintenance and operation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к пожарной технике, конкретно, к устройствам, применяемым для тушения пожара жидкостями, например, водой. The invention relates to fire fighting equipment, in particular, to devices used to extinguish a fire with liquids, for example, water.

Известны пожарные стволы СРК-50, РС-2, РС-Б, арзамасский, воронежский, американские стволы и т.п., дающие либо компактную, либо рассеянную струю воды. Известные стволы содержат корпус с выходным соплом и насадком - дефлектором, помещенные в полости корпуса устройства для рассеяния, состоящие из профилированных каналов и щелей, запорный кран и полумуфту для соединения с пожарным рукавом. Known fire barrels SRK-50, RS-2, RS-B, Arzamas, Voronezh, American trunks, etc., giving either a compact or diffused stream of water. Known trunks contain a housing with an outlet nozzle and a nozzle - deflector, placed in the cavity of the housing of the device for dispersion, consisting of profiled channels and slots, a shut-off valve and a coupling half for connection with a fire hose.

Известна приставка к пожарным стволам в виде плоского щита (дефлектор лопаточного типа), устанавливаемого на пути компактной струи за выходным соплом для получения распыленной веерообразной экранирующей струи. Known prefix to fire trunks in the form of a flat shield (deflector blade type), installed in the path of a compact jet behind the outlet nozzle to obtain a spray fan-shaped shielding jet.

Близким по технической сущности является ручной пожарный ствол (патент РФ N 2015702, кл. A 62 C 31/02), состоящий из корпуса с насадком - соплом и дефлектора компактной струи, удерживаемого в рабочем положении в струе за соплом. Рабочая поверхность дефлектора выполнена в виде геометрической фигуры, конкретно, конуса, плоского диска или части сферы. Close in technical essence is a manual fire barrel (RF patent N 2015702, class A 62 C 31/02), consisting of a body with a nozzle - nozzle and a compact jet deflector held in position in the jet behind the nozzle. The working surface of the deflector is made in the form of a geometric figure, specifically, a cone, a flat disk or part of a sphere.

Недостатком стволов СРК-50, РС-А и РС-Б, также известных стволов с щелевым соплом является то, что в режиме рассеяния вода образует в объеме факела рассеяния преимущественно мелкие брызги, а не распыливается в виде облака тумана. A disadvantage of SRK-50, RS-A and RS-B shafts, also known shafts with a slit nozzle, is that, in the scattering mode, water forms mainly small splashes in the volume of the scattering plume, rather than being sprayed in the form of a fog cloud.

Недостатком арзамасского, воронежского и американских стволов, способных давать факел тумана, является трудность их использования с водой, засасываемой непосредственно из открытых водоемов, так как каналы устройства для рассеяния забиваются грязью. Кроме того, эти стволы начинают образовывать туманообразную взвесь лишь при давлении стволом (далее - рабочее давление) выше 0.4 - 0.5 МПа, а некоторые из них - выше 1 МПа. The disadvantage of the Arzamas, Voronezh and American shafts that can give a torch of fog is the difficulty of using them with water sucked directly from open reservoirs, since the channels of the device for dispersion are clogged with dirt. In addition, these trunks begin to form a misty suspension only when the pressure of the barrel (hereinafter - the working pressure) is higher than 0.4 - 0.5 MPa, and some of them are higher than 1 MPa.

Недостатком ручного пожарного ствола с внешним рассеивателем, по цитированному выше патенту РФ, является, как показали наши испытания, неоптимальная форма рассеивающего тела, дефлектора компактной струи. Такая форма дефлектора позволяет получить только мелкие капли и водяную пыль, сопровождаемые крупными каплями, а пятна тумана начинают образовываться лишь при давлениях около 1 МПа. Это связано с тем, что применявшиеся до сих пор дефлекторы в струйных форсунках ударного типа (см., например, Пажи Д.Г., Галустов В. С. Распылители жидкостей, Химия, М., 1979, с. 81) имели кромки - срезанные края, с которых срывается жидкость. The disadvantage of a hand-held fire barrel with an external diffuser, according to the RF patent quoted above, is, as our tests have shown, the suboptimal shape of the scattering body, the compact jet deflector. This shape of the deflector allows you to get only small drops and water dust, accompanied by large drops, and fog spots begin to form only at pressures of about 1 MPa. This is due to the fact that the deflectors used so far in shock-type jet nozzles (see, for example, Pazhi DG, Galustov V.S. Liquid Sprays, Chemistry, M., 1979, p. 81) had edges - cut edges from which the liquid breaks.

Этот недостаток устраняется в недавно запатентованном насадке на ручном либо автоматически управляемый пожарный ствол (патент США N 5505383, МПК A 62 C 31/02), выбранном нами в качестве прототипа. Известный насадок содержит выходное сопло и размещенное за срезом сопла рассеивающее тело в форме сферы. Компактная струя воды, выходящая из отверстия выходного сопла, ударяется о сферическую поверхность и рассеивается в виде почти сплошного факела тумана. This disadvantage is eliminated in the recently patented nozzle on a manual or automatically controlled fire barrel (US patent N 5505383, IPC A 62 C 31/02), which we selected as a prototype. The known nozzle contains an output nozzle and a scattering body in the form of a sphere located behind the nozzle exit. A compact stream of water emerging from the outlet of the outlet nozzle strikes a spherical surface and dissipates in the form of an almost continuous plume of fog.

Недостатком прототипа является невозможность получить относительно низкие, менее 50^o, значения корневого угла факела, важные при практическом использовании ручного пожарного ствола, так как заявленное в нем отношение диаметра сферы к диаметру выходного сопла изменяется от 2 до 4, с преимущественным отношением равным 3. В таком случае туманообразный факел не является достаточно дальнобойным и проникающим при пониженных давлениях, и заявленные в прототипе рабочие давления составляют от 0.7 до 1.2 МПа и выше.The disadvantage of the prototype is the inability to obtain relatively low, less than 50 ^o , the values of the root angle of the torch, which are important in the practical use of a manual fire barrel, since the ratio of the diameter of the sphere to the diameter of the output nozzle stated in it varies from 2 to 4, with a predominant ratio of 3. In In this case, the misty torch is not long-range and penetrating at reduced pressures, and the working pressures stated in the prototype are from 0.7 to 1.2 MPa and higher.

Целью изобретения является превращение компактной струи воды в сплошной мелкодисперсный, преимущественно туманообразный факел при пониженных средних рабочих давлениях 0.2 - 0.4 МПа, изменение корневого угла факела в широких требуемых на практике пределах от 30 до 120^oC и повышение надежности работы пожарного ствола при пользовании естественных водоемов.The aim of the invention is the transformation of a compact stream of water into a continuous finely dispersed, mainly fog-like torch at low average working pressures 0.2 - 0.4 MPa, changing the root angle of the torch in the wide practical range from 30 to 120 ^o C and increasing the reliability of the fire barrel when using natural reservoirs .

Поставленная цель достигается тем, что на пути компактной струи воды за срезом выходного сопла пожарного ствола в качестве рассеивающего тела размещают овалоид, например, в виде обтекаемого тела, в виде эллипсоида или шара, при этом средний радиус кривизны поверхности овалоида, обращенной к срезу сопла, составляет от 0.5 до 3 и от 3 до 6 радиусов сопла (исключая 3). This goal is achieved by the fact that in the path of a compact stream of water behind the cut of the output nozzle of the fire barrel, an ovaloid is placed as a scattering body, for example, in the form of a streamlined body, in the form of an ellipsoid or a ball, with the average radius of curvature of the surface of the ovaloid facing the nozzle exit, ranges from 0.5 to 3 and from 3 to 6 nozzle radii (excluding 3).

Если это отношение изменяется от 1.2 до 3, то измерения показывают, что при среднем рабочем давлении в интервале от 0.2 до 0.4 МПа рассеянная струя имеет вид сплошного преимущественного туманообразного факела, корневой угол которого изменяется соответственно от 50 до 120^o, причем корневой угол для овалоида в форме обтекаемого тела меньше, чем для овалоида в форме сферы при их одинаковых радиусах.If this ratio varies from 1.2 to 3, then the measurements show that at an average working pressure in the range from 0.2 to 0.4 MPa, the scattered jet has the form of a continuous predominant fog-like torch, the root angle of which varies from 50 to 120 ^o , and the root angle for the ovaloid in the form of a streamlined body is smaller than for an ovaloid in the form of a sphere with their identical radii.

При снижении отношения указанного среднего радиуса овалоида к радиусу выходного сопла от 1.2 до 0.5 корневой угол факела в том же интервале давления снижается до 30^o, а сам факел являет собой смесь тумана и спутного веера мелких брызг и водяной пыли и обладает необходимой дальнобойностью до 10 м.When the ratio of the indicated average radius of the ovaloid to the radius of the outlet nozzle decreases from 1.2 to 0.5, the root angle of the torch in the same pressure range decreases to 30 ^o , and the torch itself is a mixture of fog and a fan of fine spray and water dust and has the required range of up to 10 m .

Загрязненная вода и вода с примесью мелких камней не мешает работе пожарного ствола вследствие размещения рассеивающего тела за срезом выходного сопла. Contaminated water and water with an admixture of small stones does not interfere with the work of the fire barrel due to the placement of the scattering body behind the exit nozzle.

Пожарный ствол показан на фиг. 1. Ствол содержит корпус 1 с выходным соплом 2, соединительную полумуфту 3, запорный кран 4. За соплом 2 размещено рассеивающее тело - овалоид 5. На фиг. 1 овалоид соединен с корпусом 1 посредством опоры 6, которая установлена с возможностью продольного и азимутального перемещения относительно корпуса в проушинах 7, жестко связанных с корпусом. Опора 6 снабжена рукояткой 8. The fire barrel is shown in FIG. 1. The barrel contains a housing 1 with an output nozzle 2, a connecting coupling half 3, a shut-off valve 4. Behind the nozzle 2 there is a scattering body — an ovaloid 5. In FIG. 1 ovaloid is connected to the housing 1 by means of a support 6, which is mounted with the possibility of longitudinal and azimuthal movement relative to the housing in the eyes 7, rigidly connected with the housing. The support 6 is equipped with a handle 8.

Пожарный ствол работает следующим образом. После подсоединения пожарного рукава к полумуфте 3 открывают кран 4, и на выходе сопла 2 образуется компактная струя воды. Поворотом рукоятки 8 с помощью опоры 6, скользящей в проушинах 7, можно установить овалоид 5 вне компактной струи, либо на ее пути. При рабочем давлении более 0.15 МПа появляется заметное облако тумана в виде белого факела, наряду с охватывающими и проникающими его мелкими каплями и водяной пылью. Вид облака мало зависит от расстояния овалоида 5 от среза сопла 2 в пределах, приблизительно, от 2 до 10 диаметров сопла. С повышением рабочего давления до 0.2 - 0.4 МПа весь объем рассеянной воды превращается в туманообразный факел, если радиус кривизны участка поверхности овалоида 5, обращенного к срезу сопла 2, составляет от 1.2 до 6 радиусов сопла. Снижение указанного радиуса кривизны до 0.5 радиуса сопла приводит к уменьшению объемной доли тумана в факеле приблизительно до 0.5. При прочих одинаковых условиях, повышение рабочего давления от 0.4 до 0.8 МПа приводит к увеличению корневого угла факела и его расширения. Компактная струя не отражается от овалоида, а обтекает его по всей его поверхности, и при взаимодействии с воздухом происходит интенсивное туманообразование. Fire barrel works as follows. After connecting the fire hose to the coupling half 3, the valve 4 is opened, and a compact stream of water is formed at the outlet of the nozzle 2. By turning the handle 8 using the support 6, sliding in the eyes 7, you can install the ovaloid 5 outside the compact jet, or in its path. At a working pressure of more than 0.15 MPa, a noticeable cloud of fog appears in the form of a white torch, along with small droplets and water dust covering and penetrating it. The type of cloud depends little on the distance of the ovaloid 5 from the nozzle exit 2 within approximately 2 to 10 nozzle diameters. With an increase in the working pressure to 0.2–0.4 MPa, the entire volume of scattered water turns into a misty torch if the radius of curvature of the surface section of the ovaloid 5 facing the nozzle exit 2 is from 1.2 to 6 nozzle radii. A decrease in the indicated radius of curvature to 0.5 of the radius of the nozzle leads to a decrease in the volume fraction of fog in the plume to approximately 0.5. Other conditions being the same, an increase in working pressure from 0.4 to 0.8 MPa leads to an increase in the root angle of the flame and its expansion. The compact jet does not reflect off the ovaloid, but flows around it over its entire surface, and intense fogging occurs when interacting with air.

Например, при давлении 0.4 МПа для ствола с диаметром сопла 2 величиной 12 мм и диаметром шара 5 величиной 33 мм максимальный диаметр факела тумана составляет около 5 м, и факел начинает заметно рассеиваться на открытом воздухе в безветренную погоду на расстоянии около 6 м от сопла 2. При тех же условиях, но диаметре шарика 5 величиной 10 мм максимальный диаметр факела тумана равен 3 м, а его длина около 9 м. For example, at a pressure of 0.4 MPa for a barrel with a nozzle diameter of 2 of 12 mm and a ball diameter of 5 of 33 mm, the maximum diameter of the fog plume is about 5 m, and the plume begins to scatter appreciably outdoors in calm weather at a distance of about 6 m from nozzle 2 Under the same conditions, but with a diameter of ball 5 of 10 mm, the maximum diameter of the fog plume is 3 m and its length is about 9 m.

При рабочем давлении от 0.4 до 1 МПа компактная струя сохраняет свой динамический напор, необходимый для образования тумана при ее соударении с телом 5, на расстояниях до 2 - 3 м от сопла 2. Разумеется, при таких расстояниях тело 5 можно устанавливать на независимой от корпуса опоре, например, на подоконник или на пол вблизи проема. At a working pressure of 0.4 to 1 MPa, the compact jet retains its dynamic head, which is necessary for the formation of fog when it collides with body 5, at distances of up to 2–3 m from nozzle 2. Of course, at such distances, body 5 can be installed on an independent body support, for example, on a windowsill or on the floor near the opening.

Пожарный ствол с показанным на фиг. 1 профилем его полости и выходного сопла, как показали испытания, более эффективен, чем используемые до сих пор проходные каналы и выходные сопла. Одновременно, вместе с предлагаемым рассеивателем компактной струи, он прост в изготовлении. Если требуется быстрое подавление пламени и охлаждение всех стен и потолка с полом стандартных закрытых помещений при малом расходе воды и без существенной протечки воды в нижние этажи, то наилучший вариант - это пожарный ствол диаметром сопла около 10 мм и овалоидом 5 в двух вариантах на одной опоре, например, диаметром 7 и 15 мм. Испытания показали также высокую эффективность ствола для индивидуального пользования с применением водопроводного бытового напора воды, причем диаметр сопла около 5 мм, расход воды при рабочем давлении 1,5 МПа 0,2 л/с, диаметр шарика 5 - около 7 мм. Рассеиватель 5 может быть изготовлен как единое тело с опорой 6 из металлов или композитов. Полумуфта 3 и кран 4 - стандартные, выходное сопло 2 удобно изготавливать в виде насадка с гайкоротом и уплотнением. The fire barrel shown in FIG. 1, the profile of its cavity and the outlet nozzle, as shown by tests, is more effective than the previously used passage channels and exit nozzles. At the same time, together with the proposed compact jet diffuser, it is easy to manufacture. If fast suppression of the flame and cooling of all walls and the ceiling with the floor of standard enclosed spaces is required at a low water flow rate and without significant water leakage to the lower floors, the best option is a fire barrel with a nozzle diameter of about 10 mm and ovaloid 5 in two versions on one support , for example, with a diameter of 7 and 15 mm. Tests also showed the high efficiency of the barrel for individual use using domestic domestic water pressure, with a nozzle diameter of about 5 mm, a water flow rate at an operating pressure of 1.5 MPa 0.2 l / s, and a ball diameter of 5 - about 7 mm. The diffuser 5 can be made as a single body with a support 6 of metals or composites. The coupling half 3 and the crane 4 are standard, the output nozzle 2 is conveniently made in the form of a nozzle with a nut and seal.

Сравнительные испытания предлагаемого пожарного ствола и современного ствола СРК-50 показали, что в режиме рассеяния предлагаемый ствол имеет преимущество, так как практически вся подводимая вода в нем дает факел тумана. По сравнению с известными отечественными стволами данный ствол имеет почти вдвое более низкое рабочее давление, а по сравнению с американскими туманообразующими стволами - втрое более низкое. Comparative tests of the proposed fire barrel and the modern SRK-50 barrel showed that in the dispersal mode the proposed barrel has an advantage, since almost all supplied water in it gives a fog torch. Compared with the well-known domestic trunks, this barrel has almost twice lower working pressure, and compared with American fog-forming trunks - three times lower.

Claims

A fire barrel, consisting of a body with an output nozzle and a scattering body located behind the nozzle section, characterized in that the scattering body is made in the form of an ovaloid, and the average radius of curvature of the surface portion of the ovaloid facing the nozzle exit is from 0.5 to 3 or 3 to 6 nozzle radii (excluding 3).