RU222925U1 - Device for heating liquid in fire hoses - Google Patents
Device for heating liquid in fire hoses Download PDFInfo
- Publication number
- RU222925U1 RU222925U1 RU2023128973U RU2023128973U RU222925U1 RU 222925 U1 RU222925 U1 RU 222925U1 RU 2023128973 U RU2023128973 U RU 2023128973U RU 2023128973 U RU2023128973 U RU 2023128973U RU 222925 U1 RU222925 U1 RU 222925U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fire
- stage
- hose
- temperature conditions
- low
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000007710 freezing Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008014 freezing Effects 0.000 abstract description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 2
- 206010020400 Hostility Diseases 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000423732 Hephaestus Species 0.000 description 1
- 241001237823 Paenibacillus vortex Species 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 230000009022 nonlinear effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности к техническим средствам, повышающим эффективность применения рукавного хозяйства при тушении пожаров и проведения АСР в низкотемпературных условиях. Технической задачей заявляемой полезной модели является разработка эффективной и экономичной, компактной конструкции теплогенератора, предназначенного для снижения темпов льдообразования в рукавах и обеспечения необходимой интенсивности подачи огнетушащей жидкости в течение всего времени тушения пожара, повышения надежности и ресурса напорных рукавов в низкотемпературных условиях посредством подогрева потока, обеспечивающего увеличение их длины без перемерзания, и которое достигается реализацией в его конструкции физического явления кавитации и причем без значительных материальных затрат. «Устройство…» смонтировано в корпусе пожарного гидроэлеватора Г-600А, у которого полностью заглушена фильтрующая решетка и применен каскад из четырех кавитирующих элементов, т.е. он является 4-хступенчатым статическим теплогенератором кавитаторного типа. Для увеличения эффективности подогрева огнетушащей жидкости корпус аппарата эффективно теплоизолируют. На первой ступени «Устройства…», т.е. на двух винтообразных кавитирующих стальных пластинах с одинаковыми углами закрутки, но со спиралями, направленными в противоположные стороны, значительно увеличивается турбулентное вихреобразное движение жидкости. Затем нестационарные гидромеханические процессы в нем еще более усиливаются в крутозагнутом колене - суть второй ступени «Устройства…». Далее, поток истекает из спрыска сопла диаметром 25 мм, где имеет место местное повышение его скорости при снижении давления. Таким образом, кавитация уже становится гидродинамической. Четвертая ступень «Устройства…» - резкое расширение потока. Таким образом, поставленная задача решилась тем, что разработана, изготовлена в металле, протестирована, апробирована и предлагается к применению с пожарным насосом типоразмера ПН-40 конструкция статического 4-ступенчатого «Устройства…» кавитаторного типа, которое обеспечивает повышение эффективности тушения и сохранение ресурса пожарных напорных рукавов, уменьшение трудоемкости работ по разборке рукавных линий в низкотемпературных условиях. Технологическим преимуществом «Устройства…» является исключение необходимости применения специального оборудования для реализации внешнего подогрева рукавной арматуры и, соответственно, связанных с ним предварительных операций для осуществления розжига теплоисточников внешнего нагрева - паяльных ламп, горелок и т.д., необходимых для минимизации усилий при разборке рукавных линий в низкотемпературных условиях после окончания боевых действий по тушению пожаров или проведения АСР. Данное энергонезависимое теплогенерирующее «Устройство…» обладает небольшими массогабаритными характеристиками. Его предполагается стационарно разместить в насосном либо смежных отсеках пожарного автомобиля. Представленные технические решения конструктивно и технологически просты и могут легко быть реализованы на основных пожарных автомобилях как вновь выпускаемых производством, так и находящихся в эксплуатации. Предложенное «Устройство…» может найти широкое применение в практике пожарно-спасательных подразделений северных регионов страны. The utility model relates to fire-fighting equipment, in particular to technical means that increase the efficiency of using hose systems when extinguishing fires and carrying out emergency control in low-temperature conditions. The technical objective of the claimed utility model is to develop an effective and economical, compact design of a heat generator designed to reduce the rate of ice formation in hoses and ensure the required intensity of supply of fire extinguishing liquid during the entire time of fire extinguishing, increasing the reliability and service life of pressure hoses in low-temperature conditions by heating the flow, providing an increase in their length without freezing, and which is achieved by implementing the physical phenomenon of cavitation in its design and without significant material costs. The “device...” is mounted in the housing of a G-600A fire-fighting hydraulic elevator, which has a completely plugged filter grid and a cascade of four cavitating elements, i.e. it is a 4-stage cavitator-type static heat generator. To increase the efficiency of heating the fire extinguishing liquid, the body of the apparatus is effectively insulated. At the first stage of “Device...”, i.e. on two helical cavitating steel plates with identical twist angles, but with spirals directed in opposite directions, the turbulent vortex-like movement of the liquid increases significantly. Then the non-stationary hydromechanical processes in it are further intensified in the steeply bent elbow - the essence of the second stage of the “Device...”. Next, the flow flows out of the spray nozzle with a diameter of 25 mm, where there is a local increase in its speed as the pressure decreases. Thus, cavitation already becomes hydrodynamic. The fourth stage of the “Device…” is a sharp expansion of the flow. Thus, the task was solved by the fact that the design of a static 4-stage cavitator-type “Device...” was developed, manufactured in metal, tested, approved and proposed for use with a fire pump of standard size PN-40 , which ensures increased extinguishing efficiency and preservation of the life of firefighters pressure hoses, reducing the labor intensity of disassembling hose lines in low-temperature conditions. The technological advantage of the “Device...” is the elimination of the need to use special equipment for the implementation of external heating of hose fittings and, accordingly, the associated preliminary operations for igniting external heating heat sources - blowtorches, burners, etc., necessary to minimize efforts during disassembly hose lines in low-temperature conditions after the end of hostilities to extinguish fires or carry out emergency control operations. This non-volatile heat-generating “Device...” has small weight and size characteristics. It is supposed to be permanently placed in the pumping or adjacent compartments of the fire truck. The presented technical solutions are structurally and technologically simple and can be easily implemented on the main fire fighting vehicles, both newly produced and in service. The proposed “Device...” can be widely used in the practice of fire and rescue units in the northern regions of the country.
Description
Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности к техническим средствам, повышающим эффективность эксплуатации пожарных напорных рукавов в низкотемпературных условиях. The utility model relates to fire-fighting equipment, in particular to technical means that increase the efficiency of operation of fire pressure hoses in low-temperature conditions.
Подача воды по рукавным линиям зимой не остается постоянной. Она постепенно уменьшается. Из практики пожаротушения в условиях низких температур известно, что на крупных пожарах уже через 1,5…2 часа резко уменьшается подача воды вследствие образования льда на металлических деталях арматуры рукавных линий, а также на внутренних поверхностях рукавов [см. Плеханов В.И. Организация работы тыла на пожаре. М.: Стройиздат, 1987. 128 с.]. The water supply through hose lines does not remain constant in winter. It is gradually decreasing. From the practice of fire extinguishing in low temperature conditions, it is known that in large fires, after 1.5...2 hours, the water supply sharply decreases due to the formation of ice on the metal parts of the hose line fittings, as well as on the internal surfaces of the hoses [see. Plekhanov V.I. Organization of logistics work during a fire. M.: Stroyizdat, 1987. 128 p.].
Вода в рукавных линиях замерзает, так как отдает теплоту в окружающее пространство. Количество теряемой теплоты пропорционально разности температур воды и окружающего воздуха и возрастает с уменьшением скорости движения воды. Таким образом, по мере движения воды по рукавной линии температура ее понижается. С теплофизической точки зрения для предупреждения замерзания воды в рукавных системах в низкотемпературных условиях, очевидно необходимо подавать по ним горячую воду.The water in the hose lines freezes as it releases heat to the surrounding space. The amount of heat lost is proportional to the temperature difference between the water and the surrounding air and increases with a decrease in the speed of water movement. Thus, as water moves along the hose line, its temperature decreases. From a thermophysical point of view, to prevent water from freezing in hose systems in low-temperature conditions, it is obviously necessary to supply hot water through them.
При разборке замерзших рукавных линий в процессе свертывания сил и средств после окончания боевых действий по тушению пожаров или ликвидации ЧС резко возрастают усилия и время необходимые для рассоединения рукавных головок. Кроме того, напорные рукава невозможно убрать в скатки, что значительно усложняет их транспортирование в подразделение. Это одна из причин того, что в районах с низкими температурами до 35% рукавов списываются ранее установленного срока [см. Алешков М.В. Повышение работоспособности напорных рукавных линий при тушении пожаров в условиях низких температур: дис…канд. техн. наук / М. В. Алешков М.: ВИПТШ МВД СССР, 1990. 293 с.].When dismantling frozen hose lines in the process of winding down forces and means after the end of combat operations to extinguish fires or eliminate emergencies, the effort and time required to disconnect the hose heads sharply increases. In addition, pressure hoses cannot be rolled up, which greatly complicates their transportation to the unit. This is one of the reasons that in areas with low temperatures, up to 35% of hoses are written off earlier than scheduled [see. Aleshkov M.V. Increasing the performance of pressure hose lines when extinguishing fires at low temperatures: dis... cand. tech. Sciences / M.V. Aleshkov M.: VIPTSH Ministry of Internal Affairs of the USSR, 1990. 293 p.].
Таким образом, вопросы обеспечения теплоустойчивости пожарных насосно-рукавных систем (ПНРС) в низкотемпературных условиях являются весьма и весьма актуальными.Thus, the issues of ensuring the thermal stability of fire pump-hose systems (PNRS) in low-temperature conditions are very, very relevant.
Практика пожаротушения при низких температурах весьма нуждается в разработке эффективных и экономичных конструкций устройств по подогреву воды в рукавах, а также и комплекса эксплуатационных мер в дополнении к уже известным. Экспериментальными исследованиями установлено [см. Алешков М.В. Повышение работоспособности напорных рукавных линий при тушении пожаров в условиях низких температур: дис…канд. техн. наук / М. В. Алешков М.: ВИПТШ МВД СССР, 1990. 293 с.], что нагрев потока на каждые 0,1°С позволяет удлинить пожарную напорную рукавную линию на 50 погонных метров без ее перемерзания.The practice of fire extinguishing at low temperatures greatly requires the development of effective and economical designs of devices for heating water in hoses, as well as a set of operational measures in addition to those already known. Experimental studies have established [see. Aleshkov M.V. Increasing the performance of pressure hose lines when extinguishing fires at low temperatures: dis... cand. tech. Sciences / M.V. Aleshkov M.: VIPTSH Ministry of Internal Affairs of the USSR, 1990. 293 p.] that heating the flow for every 0.1 ° C allows you to lengthen the fire pressure hose line by 50 linear meters without freezing.
В настоящее время для исключения размораживания ПНРС воду подогревают тем или иным способом. К примеру, посредством вставок в разрывы рукавных линий [см. А.С. 1586722 СССР], применением температурно-активированной воды (ТАВ) [см. Патент РФ № 2030194], посредством защитных кожухов одетых на разветвления и подачей в имеющийся зазор пламени паяльных ламп либо газовых горелок и т.п. [см. Исхаков Х.И., Ложкин В.Н., Савин М.А. Эффективная эксплуатация основных пожарных автомобилей при низких температурах: монография. Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России, 2010. – 355 с.]. Currently, to prevent defrosting of the PNRS, water is heated in one way or another. For example, by inserting into breaks in sleeve lines [see. A.S. 1586722 USSR], using temperature-activated water (TAW) [see. RF Patent No. 2030194], by means of protective covers placed on the branches and supplying flames from blowtorches or gas burners, etc., into the existing gap. [cm. Iskhakov Kh.I., Lozhkin V.N., Savin M.A. Effective operation of basic fire fighting vehicles at low temperatures: monograph. Ekaterinburg: URI State Fire Service EMERCOM of Russia, 2010. – 355 p.].
Для осуществления подогрева воды также известны теплогенераторы Ю.С. Потапова [Потапов Ю.С., Фоминский Л.П. Вихревая энергетика и холодный ядерный синтез с позиции теории движения. – Кишинев - Черкассы «ОКО-Плюс». 2000. – 387 с.]. Теплогенератор Ю.С. Потапова «Юсмар» [см. патент РФ на изобретение № 2045715] представляет собой вихревую трубу Ранка-Хильша, через которую циркулирует вода и в ней происходит ее подогрев. Данные вихревые аппараты мощностью от 3 до 65 кВт выпускаются серийно. Heat generators Yu.S. are also known for heating water. Potapova [Potapov Yu.S., Fominsky L.P. Vortex energy and cold nuclear fusion from the perspective of the theory of motion. – Chisinau - Cherkassy “OKO-Plus”. 2000. – 387 p.]. Heat generator Yu.S. Potapova “Yusmar” [see. RF patent for invention No. 2045715] is a Ranque-Hilsch vortex tube through which water circulates and is heated in it. These vortex devices with power from 3 to 65 kW are produced commercially.
Теплогенераторы Ю.С. Потапова для нагрева жидкости экономичны, обладают экологически чистыми характеристиками, и, в связи с отсутствием движущихся и вращающихся частей, высоким ресурсом. Однако данные устройства обладают определенными массогабаритными характеристиками, кроме того, вода в аппарат входит тангенциально, движется в нем по винтовой траектории и потому его гидравлическое сопротивление и падение напора в нем достаточно велико. Heat generators Yu.S. Potapov for heating liquids are economical, have environmentally friendly characteristics, and, due to the absence of moving and rotating parts, have a long service life. However, these devices have certain weight and size characteristics; in addition, water enters the device tangentially, moves in it along a helical path, and therefore its hydraulic resistance and pressure drop in it are quite large.
Также известен гидродинамический кавитационный теплопарогенератор А.Г. Кочурова марки ВТГ-110 [см. Патент РФ № 2277681]. Он применяется для подпитки горячей водой пожарных рукавных линий, а также для нагрева воды в цистерне. На месте ЧС устройство используется для отопления и горячего водоснабжения отдельных объектов (учреждения здравоохранения и т.п.). Данным вихревым тепловым генератором оснащаются пожарно-спасательный автомобиль ПСА-С-6,0-40(6339) [см. ОАО «Варгашинский завод ППиСО» Пожарно-спасательный автомобиль исполнения ХЛ (ПСА-С) ПСА-С-6,0-40(6339) модель 40ВР. Руководство по эксплуатации 40ВР-00-00-00РЭ, 2011. 30 с.], а также пожарная автоцистерна АЦ СОР 2,0-20/10 (43118) «Гефест», производства ОАО «Варгашинский завод ППиСО». При мощности, потребляемой данным спецагрегатом 110 кВт, его теплопроизводительность составляет 122,1 кВт. Таким образом, при работе в аппарате имеют место развитые, т.е. значительные по величине кавитационные проявления. Вместе с тем, известно [см. Савин М.А., Курбатова Д. К., Кацнельсон И. Э. О проблемных вопросах и перспективах применения явления кавитации в практике пожарной охраны. Техносферная безопасность. 2022. № 4(37). С.77…97. – Режим доступа: https://www.uigps.ru/nauka/tekhnosfernaya-bezopasnost-nauchnyy-elektronnyy-zh/soderzhanie-zhurnala--4-37/], что основным недостатком гидродинамических установок является частая замена статора и ротора, которые изнашиваются от кавитационных воздействий. Однако каких-либо данных о ресурсе агрегата не приводятся. Кроме того, для привода он нуждается в достаточно мощном дополнительном силовом агрегате.Also known is the hydrodynamic cavitation heat and steam generator A.G. Kochurov brand VTG-110 [see. RF Patent No. 2277681]. It is used to feed fire hose lines with hot water, as well as to heat water in a tank. At the emergency site, the device is used for heating and hot water supply to individual facilities (health care facilities, etc.). This vortex heat generator is equipped with the PSA-S-6.0-40(6339) fire and rescue vehicle [see. OJSC "Vargashinsky PPiSO Plant" Fire and rescue vehicle of the HL (PSA-S) design PSA-S-6.0-40 (6339) model 40VR. Operating manual 40VR-00-00-00RE, 2011. 30 p.], as well as the fire tank truck AC SOR 2.0-20/10 (43118) “Hephaestus”, manufactured by OJSC “Vargashinsky PPiSO Plant”. With the power consumed by this special unit being 110 kW, its heating capacity is 122.1 kW. Thus, when working in the apparatus, developed, i.e. significant cavitation manifestations. At the same time, it is known [see Savin M.A., Kurbatova D.K., Katsnelson I.E. On problematic issues and prospects for the application of the phenomenon of cavitation in the practice of fire protection. Technosphere safety. 2022. No. 4(37). P.77...97. – Access mode: https://www.uigps.ru/nauka/tekhnosfernaya-bezopasnost-nauchnyy-elektronnyy-zh/soderzhanie-zhurnala--4-37/], that the main disadvantage of hydrodynamic installations is the frequent replacement of the stator and rotor, which wear out from cavitation effects. However, no data on the resource of the unit is provided. In addition, to drive it, it needs a fairly powerful additional power unit.
Исключение размораживания цистерны с водой ПА согласно патенту РФ на изобретение № 2245729 [см. Савин М.А., Кошмаров Ю.А. и др. Патент 2245729 Российская Федерация МКИ А 62 С 27/00. Способ подогрева воды в пожарной автоцистерне] достигается подогревом воды посредством ее многократной рециркуляции (перепуска) по кругу: цистерна – пожарный насос – кавитаторная насадка – цистерна. Однако применять способ для подогрева воды в рукавах будет затруднительно поскольку круглая дефлекторная пластина кавитаторной насадки является достаточно громоздкой - ее диаметр составляет 142 мм.Elimination of defrosting of the PA water tank according to RF patent for invention No. 2245729 [see. Savin M.A., Koshmarov Yu.A. etc. Patent 2245729 Russian Federation MKI A 62 C 27/00. The method of heating water in a fire tanker] is achieved by heating water through its repeated recirculation (bypass) in a circle: tank - fire pump - cavitator nozzle - tank. However, it will be difficult to use the method for heating water in the sleeves since the round deflector plate of the cavitator nozzle is quite bulky - its diameter is 142 mm.
Прототипом заявляемого устройства являются кавитирующие элементы для реализации в конструкциях пассивных (статических) кавитаторов, которые представлены в источнике [см. Федоткин И.М., Гулый И.С. Кавитация, кавитационная техника и технология, их использование в промышленности (теория, расчеты и конструкции кавитационных аппаратов). Ч.1. - К.: Полиграфкнига, 1997. – 940 с.]. В частности: винтообразные элементы либо тангенциальный ввод жидкости в рабочую камеру, перегородки типа пластин со сквозным отверстием либо отверстиями различных форм и размеров, резкое расширение или сужение канала, резкие повороты потока и т.п.The prototype of the proposed device is cavitating elements for implementation in the designs of passive (static) cavitators, which are presented in the source [see. Fedotkin I.M., Gulyi I.S. Cavitation, cavitation equipment and technology, their use in industry (theory, calculations and designs of cavitation devices). Part 1. - K.: Polygraphbook, 1997. – 940 p.]. In particular: helical elements or tangential introduction of liquid into the working chamber, plate-type partitions with a through hole or holes of various shapes and sizes, sharp expansion or narrowing of the channel, sharp turns of the flow, etc.
Технической задачей заявляемой полезной модели является разработка эффективной и экономичной, компактной конструкции теплогенератора, предназначенного для снижения темпов льдообразования в рукавах и обеспечения необходимой интенсивности подачи огнетушащей жидкости в течение всего времени тушения пожара, повышения надежности и ресурса напорных рукавов в низкотемпературных условиях посредством подогрева потока, обеспечивающего увеличение их длины без перемерзания и которое достигается реализацией в его конструкции физического явления кавитации и, причем, без значительных материальных затрат.The technical objective of the claimed utility model is to develop an effective and economical, compact design of a heat generator designed to reduce the rate of ice formation in hoses and ensure the required intensity of supply of fire extinguishing liquid during the entire time of fire extinguishing, increasing the reliability and service life of pressure hoses in low-temperature conditions by heating the flow, providing an increase in their length without freezing and which is achieved by implementing the physical phenomenon of cavitation in its design and, moreover, without significant material costs.
Поставленная задача решилась тем, что разработана, изготовлена в металле, протестирована, апробирована и предлагается к применению с пожарным насосом типоразмера ПН-40 конструкция статического 4-ступенчатого «Устройства…» кавитаторного типа, которое обеспечивает повышение эффективности тушения и сохранение ресурса пожарных напорных рукавов, уменьшение трудоемкости работ по разборке рукавных линий в низкотемпературных условиях.The problem was solved by the fact that the design of a static 4-stage cavitator-type “Device...” was developed, manufactured in metal, tested, approved and proposed for use with a fire pump of standard size PN-40, which ensures increased extinguishing efficiency and preservation of the service life of fire pressure hoses, reducing the labor intensity of disassembling hose lines in low-temperature conditions.
«Устройство…» скомпоновано на основе корпусных деталей серийного пожарного гидроэлеватора Г-600А. Для возникновения кавитации, разномасштабных пульсаций давления, ударных импульсов, турбулентности и отрывных течений, других нелинейных эффектов в конструкции реализован каскад последовательно расположенных известных классических кавитирующих элементов. Комбинация включает: винтообразные элементы, резкие поворот, а также расширение и сужение канала, влияющее на скорости потока и возникновение мощного вихреобразования. Кроме того, в аппарате листом из алюминиевого сплава и сваркой по периметру полностью заглушена фильтровальная решетка Г-600А.The “device...” is assembled on the basis of the body parts of the serial fire-fighting hydraulic elevator G-600A. For the occurrence of cavitation, multi-scale pressure pulsations, shock pulses, turbulence and separated flows, and other nonlinear effects, a cascade of sequentially located well-known classical cavitating elements is implemented in the design. The combination includes: helical elements, sharp turns, as well as expansion and contraction of the channel, affecting flow rates and the occurrence of powerful vortex formation. In addition, the G-600A filter grid is completely sealed in the device with an aluminum alloy sheet and welding around the perimeter.
На фиг. 1 представлена конструкция «Устройства...» в сборе, где: 1 – колено крутоизогнутое на 180 градусов; 2 – корпус с пластиной – 3, которая по периметру приварена к корпусу; 4 – специально изготовленное сопло с отверстием спрыска диаметром 25 мм; 5 – диффузор; 6 и 7 – головки пожарные для присоединения рукавов; 8 – кавитирующие элементы винтообразного типа. Предлагаемая теплоизоляция «Устройства…» условно не показана. In fig. Figure 1 shows the assembled design of the “Device...”, where: 1 – elbow steeply bent by 180 degrees; 2 – body with plate – 3, which is welded to the body along the perimeter; 4 – specially made nozzle with a spray hole with a diameter of 25 mm; 5 – diffuser; 6 and 7 – fire heads for connecting hoses; 8 – helical-type cavitating elements. The proposed thermal insulation of the “Device...” is not shown.
На фиг. 2 схематично показаны (вид а), размещенные в приемной части крутоизогнутого колена - 1 «Устройства…» подряд без зазора два винтообразного кавитирующих элемента - 8. Каждый из них изготовлен из полосы нержавеющей стали длиной 100 мм, толщиной 4 мм и шириной, равной внутреннему диаметру колена – «в свету», т.е. 81 мм, и с одинаковыми углами закрутки, равными 90°. Но их спирали направлены в противоположные стороны (т.е. спирали разнонаправленные): одна имеет правую закрутку (по часовой стрелке), а другая - левую. Причем у торцов пластин фасок не предусмотрено.In fig. 2 schematically shows (view a), placed in the receiving part of a steeply curved elbow - 1 "Device..." in a row without a gap, two helical cavitating elements - 8. Each of them is made of a stainless steel strip 100 mm long, 4 mm thick and equal to the internal width the diameter of the knee - “in the light”, i.e. 81 mm, and with the same twist angles equal to 90°. But their spirals are directed in opposite directions (i.e., the spirals are multidirectional): one has a right twist (clockwise), and the other has a left twist. Moreover, there are no chamfers at the ends of the plates.
На фиг. 2 (вид б) изображена 3D-проекция взаимно-перпендикулярного расположения двух кавитирующих элементов винтообразного типа – 8 и их ортогональная проекция – (вид в).In fig. Figure 2 (view b) shows a 3D projection of the mutually perpendicular arrangement of two helical-type cavitating elements - 8 and their orthogonal projection - (view c).
Для увеличения эффективности подогрева огнетушащей жидкости корпус «Устройства...» теплоизолируют двумя слоями. В частности, используют слой синтетической растягивающейся ткани типа «стрейч», который выполнен из полиэстера, капрона и причем ближе к корпусу гидроэлеватора располагается сторона синтетической ткани, имеющая блестящее отражательное покрытие. А толщина нанесенного теплоизолирующего пенополиуретанового слоя составляет 40-60 мм.To increase the efficiency of heating the fire extinguishing liquid, the body of the “Device...” is thermally insulated in two layers. In particular, a layer of synthetic stretch fabric of the “stretch” type is used, which is made of polyester, nylon, and the side of the synthetic fabric with a shiny reflective coating is located closer to the body of the hydraulic elevator. And the thickness of the applied heat-insulating polyurethane foam layer is 40-60 mm.
«Устройство…»работает следующим образом. При следовании оперативной спецтехники оно размещается и фиксируются, например, в одном из отсеков пожарного автомобиля (ПА) либо на технологическом креплении на крыше автомобиля. “Device...” works as follows. When following operational special equipment, it is placed and fixed, for example, in one of the compartments of a fire engine (FV) or on a technological mount on the roof of the vehicle.
Зимой по прибытии к месту вызова в процессе боевого развертывания сил и средств [см. Об утверждении Боевого устава подразделений пожарной охраны, определяющего порядок организации тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ.: Приказ МЧС России от 16.10.2017 г. № 444. – М. :МЧС России, 2018. – 90 с.] «Устройство…» снимается с ПА и монтируется в разрыве напорной рукавной линии.In winter, upon arrival at the place of call in the process of combat deployment of forces and means [see. On approval of the combat regulations of fire departments, which determines the procedure for organizing fire extinguishing and carrying out emergency rescue operations.: Order of the Ministry of Emergency Situations of Russia dated October 16, 2017 No. 444. – M.: EMERCOM of Russia, 2018. – 90 p.] “Design... » is removed from the PA and mounted in the rupture of the pressure hose line.
После чего водитель тем или иным способом заполняет водой полость пожарного насоса. Затем он производит выжим педали сцепления и включает привод спецагрегата. Далее также включает коробку отбора мощности на привод пожарного насоса. После чего водитель плавно отпускает педаль сцепления, несколько прибавляет число оборотов двигателя ПА и, соответственно, напор на коллекторе насоса и, не торопясь, медленно, плавно полностью открывает на коллекторе насоса напорный патрубок левого (либо правого) борта. Затем, согласно команде Руководителя тушения пожара (РТП), доводит напор на насосе до требуемого. Таким образом вода поступает в рукавную линию и далее к «Устройству…». After which the driver fills the cavity of the fire pump with water in one way or another. Then he depresses the clutch pedal and turns on the drive of the special unit. It also includes a power take-off for the fire pump drive. After which the driver smoothly releases the clutch pedal, slightly increases the speed of the PA engine and, accordingly, the pressure on the pump manifold and, without rushing, slowly, smoothly completely opens the pressure pipe of the left (or right) side on the pump manifold. Then, according to the command of the Fire Extinguishing Manager (FFC), the pressure on the pump is brought to the required level. Thus, water flows into the hose line and further to the “Device...”.
На первой ступени «Устройства…», т.е. на двух винтообразных кавитирующих стальных пластинах с одинаковыми углами закрутки, но со спиралями, направленными в противоположные стороны, значительно увеличивается турбулентное вихреобразное движение жидкости. Затем нестационарные гидромеханические процессы в нем еще более усиливаются в круто загнутом колене – суть второй ступени «Устройства…». Далее, поток истекает из спрыска сопла, где имеет место местное повышение скорости потока при снижении давления. Таким образом, кавитация уже становится гидродинамической. Четвертая ступень «Устройства…» - это резкое расширение потока. At the first stage of “Device...”, i.e. on two helical cavitating steel plates with identical twist angles, but with spirals directed in opposite directions, the turbulent vortex-like movement of the liquid increases significantly. Then the non-stationary hydromechanical processes in it are further intensified in a steeply bent elbow - the essence of the second stage of the “Device...”. Next, the flow flows out of the nozzle spray, where there is a local increase in flow velocity as the pressure decreases. Thus, cavitation already becomes hydrodynamic. The fourth stage of the “Device…” is a sharp expansion of the flow.
После выполнения боевой задачи в процессе свертывания сил и средств «Устройства…» демонтируют. Его размещают на штатном технологическом креплении в отсеке или на крыше автомобиля.After completing the combat mission, during the process of winding down forces and means, the “Devices...” are dismantled. It is placed on a standard technological mount in the compartment or on the roof of the car.
Сравнение заявляемого конструктивного решения «Устройства…»с потенциальным прототипом показывает, что оно отличается следующими техническими признаками:A comparison of the proposed design solution of the “Device...” with a potential prototype shows that it differs in the following technical features:
в качестве корпуса «Устройства…»применено доработанное серийное пожарное оборудование;Modified serial fire-fighting equipment was used as the body of the “Device...”;
количеством различных по конструкций и теплогенерирующим возможностям кавитирующих элементов и указанном своеобразным сочетанием и последовательностью их расположения в корпусе конструкции; the number of cavitating elements of different designs and heat-generating capabilities and the specified unique combination and sequence of their location in the structure body;
компактными массогабаритными размерами «Устройства…» в транспортном и в боевом положениях;compact weight and dimensions of the “Device...” in transport and combat positions;
простотой конструкции и надежностью в эксплуатации.simplicity of design and reliability in operation.
Таким образом, можно предположить, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».Thus, it can be assumed that the proposed technical solution meets the “novelty” criterion.
Полезная модель может быть реализована специалистами средней квалификации, на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов и оснастки, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».The utility model can be implemented by semi-skilled specialists on standard equipment using known technological processes and equipment, therefore it meets the criterion of “industrial applicability”.
Результаты тестирований пассивного теплогенерирующего «Устройства…» предложенной конструкции в ходе Межведомственных опытно-исследовательских учений «Безопасная Арктика 2023 г.» свидетельствуют об его определенной эффективности. Results of testing of a passive heat-generating “Device…” of the proposed design during the Interdepartmental Experimental Research Exercise “Safe Arctic 2023” indicate its certain effectiveness.
Действительно, в диапазоне давлений на его входе 0,72…1,0 МПа температура воды на выходе из «Устройства…» возросла от 0,1 до 0,2°С, что согласно экспериментальным исследованиям [см. Алешков М.В. Повышение работоспособности напорных рукавных линий при тушении пожаров в условиях низких температур: дис…канд. техн. наук / М. В. Алешков М.: ВИПТШ МВД СССР, 1990. 293 с.] позволит увеличить длину рукавной линии без ее перемерзания на ~ 100 метров.Indeed, in the pressure range at its inlet of 0.72...1.0 MPa, the water temperature at the outlet of the “Device...” increased from 0.1 to 0.2°C, which, according to experimental studies [see. Aleshkov M.V. Increasing the performance of pressure hose lines when extinguishing fires at low temperatures: dis... cand. tech. Sciences / M.V. Aleshkov M.: VIPTSH Ministry of Internal Affairs of the USSR, 1990. 293 pp.] will increase the length of the hose line without freezing by ~ 100 meters.
При указанных давлениях давление потока после аппарата составило соответственно от 0,5 до 0,68 МПа, а подача воды находилась в пределах 15,1…17,6 л/с. Температура воздуха в тестированиях составляла минус 15°С.At the indicated pressures, the flow pressure after the apparatus ranged from 0.5 to 0.68 MPa, respectively, and the water supply was in the range of 15.1...17.6 l/s. The air temperature in testing was minus 15°C.
Технологическим преимуществом «Устройства…» является исключение необходимости применения специального оборудования для реализации внешнего подогрева рукавной арматуры и, соответственно, связанных с ним предварительных операций для осуществления розжига теплоисточников внешнего нагрева - паяльных ламп, горелок и т.д. The technological advantage of the “Device...” is the elimination of the need to use special equipment for the implementation of external heating of hose fittings and, accordingly, the associated preliminary operations for igniting external heating heat sources - blowtorches, burners, etc.
Данное энергонезависимое теплогенерирующее устройство кавитационного типа обладает небольшими массогабаритными характеристиками. Его предлагается оснастить эффективной теплоизоляцией и стационарно разместить в насосном либо смежных отсеках пожарного автомобиля.This non-volatile cavitation-type heat-generating device has small weight and size characteristics. It is proposed to be equipped with effective thermal insulation and permanently placed in the pumping or adjacent compartments of a fire truck.
Представленные технические решения конструктивно и технологически просты и могут легко быть реализованы на основных пожарных автомобилях как вновь выпускаемых производством, так и находящихся в эксплуатации.The presented technical solutions are structurally and technologically simple and can be easily implemented on the main fire fighting vehicles, both newly produced and in service.
Предложенное «Устройство…» может найти широкое применение в практике пожарно-спасательных подразделений северных регионов страны.The proposed “Device...” can be widely used in the practice of fire and rescue units in the northern regions of the country.
Всё это в целом повышает эффективность тушения пожаров в низкотемпературных условиях при условии комплектования пожарных автомобилей предлагаемой конструкцией «Устройства…». All this generally increases the efficiency of extinguishing fires in low-temperature conditions, provided that fire trucks are equipped with the proposed “Device...” design.
Claims (11)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU222925U1 true RU222925U1 (en) | 2024-01-23 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2183975C2 (en) * | 2000-05-15 | 2002-06-27 | Савин Михаил Александрович | Method for heating water supplied through fire hose lines |
JP2003010356A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-14 | Nohmi Bosai Ltd | Sprinkler fire extinguishing equipment |
RU2245729C1 (en) * | 2003-12-03 | 2005-02-10 | Савин Михаил Александрович | Method for heating water in fire-extinguishing tanker |
RU147723U1 (en) * | 2014-02-18 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский институт Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" | DEVICE FOR HEATING A FIRE MACHINE PUMP IN WINTER CONDITIONS |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2183975C2 (en) * | 2000-05-15 | 2002-06-27 | Савин Михаил Александрович | Method for heating water supplied through fire hose lines |
JP2003010356A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-14 | Nohmi Bosai Ltd | Sprinkler fire extinguishing equipment |
RU2245729C1 (en) * | 2003-12-03 | 2005-02-10 | Савин Михаил Александрович | Method for heating water in fire-extinguishing tanker |
RU147723U1 (en) * | 2014-02-18 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский институт Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" | DEVICE FOR HEATING A FIRE MACHINE PUMP IN WINTER CONDITIONS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4147204A (en) | Compressed-air storage installation | |
US10358976B2 (en) | Heat recuperation system for the family of shaft powered aircraft gas turbine engines | |
CN106958485B (en) | Heat exchanger for embedded engine application: curve ruler | |
JP6068035B2 (en) | Reactor safety maintenance method and equipment when power is lost and seawater cannot be cooled | |
HU223399B1 (en) | Corrosion- and fire-resistant pipe system | |
RU222925U1 (en) | Device for heating liquid in fire hoses | |
US20220268530A1 (en) | Flameless Glycol Heater | |
RU172534U1 (en) | Winter fire fighting vehicle | |
RU2712649C1 (en) | Installation for hot water production mainly for fire equipment and boiler for it | |
RU160860U1 (en) | FIRE-FIGHTED VEHICLE FOR EXTINGUISHING AT LOW TEMPERATURES | |
RU180064U1 (en) | Fire engine tank for extinguishing in cold climates | |
RU105835U1 (en) | SYSTEM OF WATER FOAM COMMUNICATIONS OF THE NORTHERN FIRE RESCUE VEHICLE PERFORMED IN THE CLIMATE PERFORMANCE OF THE CL (FOR COLD CLIMATE) (OPTIONS) | |
RU147723U1 (en) | DEVICE FOR HEATING A FIRE MACHINE PUMP IN WINTER CONDITIONS | |
RU108981U1 (en) | SYSTEM FOR FIRE EXTINGUISHING OF FIRE IN MARINE SHIPS, MARINE PLATFORMS AND OBJECTS OF MARINE SHORE BASING | |
RU204366U1 (en) | UNDERGROUND FIRE HYDRANT HEATING DEVICE | |
KR102154423B1 (en) | Plate type Heat Exchanger for Cryogenic Liquefied Gas | |
RU206016U1 (en) | FIRE VEHICLE DESIGNED FOR OPERATION AT TEMPERATURES BELOW THIRTY DEGREES CELSIUS | |
Zakhmatov et al. | Devices to beat out the flames of rocket propulsive jets at spaceship starting | |
RU2345807C1 (en) | Generator for obtaining hot or superheated water, which is intended namely for mobile fire devices | |
CN203893699U (en) | Heat exchange tube group of anti-freezing type closed cooling equipment | |
RU2245729C1 (en) | Method for heating water in fire-extinguishing tanker | |
RU210734U1 (en) | SAFE MOBILE STAND FOR HYDRAULIC TESTING OF FIRE PRESSURE HOSES | |
US20140352986A1 (en) | Thermal circulating fire prevention sprinkler system | |
CN201973448U (en) | Chlorine cold energy recovering device | |
RU20460U1 (en) | FIRE EXTINGUISHING PLANT |