RU2445139C1

RU2445139C1 - Barrel pump

Info

Publication number: RU2445139C1
Application number: RU2010143517/12A
Authority: RU
Inventors: Юрий Андреевич Коротков (RU); Юрий Андреевич Коротков; Виталий Анатольевич Чижов (RU); Виталий Анатольевич Чижов; Антон Анатольевич Мельник (RU); Антон Анатольевич Мельник; Александр Анатольевич Домрачеев (RU); Александр Анатольевич Домрачеев
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2012-03-20

Abstract

FIELD: fire-prevention facilities.

SUBSTANCE: invention relates to fire-prevention equipment and may be used to extinguish fires with a gas-drop jet. In a barrel pump comprising an outer tubular casing connected to a sleeve and a nozzle with dispersing holes, an inner casing is fixed coaxially to the outer tubular casing to form a circular supply channel, and the inner casing represents pump, gas and explosive chambers, the latter of which is equipped with gas-supplying tie-ins with a spark plug and communicates with the gas chamber via perforations in a separatory wall, and with the pump chamber it is separated with a spring-loaded piston equipped with a tubular perforated axis with a check valve installed inside the latter. The pump chamber communicates via perforations in the inner casing with the circular supply channel equipped with a check valve. The outlet nozzle of the inner casing and gas-supplying tie-ins are equipped with check valves, and the check-valve of the circular supply channel is made in the form of a rubber ring, a pressing ring and a corrugate circular spring.

EFFECT: invention provides for operation of a portable fire-hose barrel, additionally functioning as a pump and simultaneously as a generator of high-pressure gas to disperse the fire-extinguishing liquid with the capability of long-term supply of the gas-drop jet without recharging for a long period of time.

4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к пожарной технике и может быть использовано для тушения возгораний газокапельной струей длительно и без перезарядки.The invention relates to fire fighting equipment and can be used to extinguish fires with a gas-droplet jet for a long time and without reloading.

Известна установка для создания газокапельной струи, включающая монтажную раму, газотурбинный двигатель, состоящий из компрессора, камеры сгорания и турбины, имеющей, по крайней мере, две ступени и выходное сопло, его топливную систему, топливный бак, механически связанные с двигателем электрогенератор и водяные насосы высокого, среднего и низкого давления, накопительную емкость для жидкости, связанное с ней водозаборное устройство, выполненное в виде приемного рукава, соединенного с насосом низкого давления, поворотный пожарный ствол, привод его поворота, систему управления, которая связана с приводом поворота пожарного ствола и электрогенератором, трубопроводы, камеру смешивания жидкости и газового рабочего тела пожарного ствола, связанную с входом подачи жидкости и имеющую входы подачи газового рабочего тела, пенообразующее устройство, соединенное трубопроводом с узлом его подачи в узел смешивания жидкости и газового рабочего тела пожарного ствола, отличающаяся тем, что она снабжена, по крайней мере, одним выходом газового рабочего тела, выполненным между ступенями турбины и связанным, по крайней мере, с одним теплообменником и устройством охлаждения газового рабочего тела, которыми снабжена установка, при этом жидкостный контур одного из теплообменников, установленного в выхлопном сопле двигателя, связан входом с водяным насосом высокого давления, а выходом со вторым теплообменником, установленным в контуре газового рабочего тела и на выходе газового рабочего тела, выполненном между ступенями турбины, при этом выход жидкостного контура второго теплообменника связан с входом в камеру сгорания, при этом контур газового рабочего тела связан с выходом газового рабочего тела, выполненным между ее ступенями турбины, который связан со вторым теплообменником, соединенным выходом газового рабочего тела с устройством охлаждения газового рабочего тела, а устройство охлаждения газового рабочего тела связано с одним из теплообменников и камерой смешивания пожарного ствола, а также с выходом жидкости из насоса среднего давления и в качестве теплоносителя в теплообменнике использовано топливо газотурбинного двигателя /RU Патент 2292959, 2007/.A known installation for creating a gas-droplet jet comprising a mounting frame, a gas turbine engine consisting of a compressor, a combustion chamber and a turbine having at least two stages and an output nozzle, its fuel system, fuel tank, an electric generator and water pumps mechanically connected to the engine high, medium and low pressure, a storage tank for liquid, an associated water intake device made in the form of a receiving sleeve connected to a low pressure pump, a rotary fire barrel, its rotation drive, a control system that is connected with the fire barrel rotation drive and the electric generator, pipelines, a chamber for mixing the liquid and the gas working fluid of the fire barrel, connected to the fluid supply inlet and having gas supply fluid inlets, a foaming device connected by a pipeline to its assembly supply to the mixing node of the liquid and the gas working fluid of the fire barrel, characterized in that it is provided with at least one outlet of the gas working fluid made between the stage and turbines and connected with at least one heat exchanger and a gas working fluid cooling device that the installation is equipped with, while the liquid circuit of one of the heat exchangers installed in the exhaust nozzle of the engine is connected to an inlet to a high pressure water pump and to an outlet from a second heat exchanger installed in the circuit of the gas working fluid and at the outlet of the gas working fluid made between the stages of the turbine, while the output of the liquid circuit of the second heat exchanger is connected to the entrance to the combustion chamber, the circuit of the gas working fluid is connected with the exit of the gas working fluid made between its stages of the turbine, which is connected to the second heat exchanger connected to the output of the gas working fluid with the cooling device of the gas working fluid, and the cooling device of the gas working fluid is connected with one of the heat exchangers and the chamber mixing the fire barrel, as well as with the exit of the liquid from the medium-pressure pump and the gas turbine engine fuel was used as a heat carrier in the heat exchanger / RU Patent 2292959, 2007 /.

Известная установка конструктивно сложна, громоздка и не предполагает функционирования в режиме переносного ручного ствола, не достаточно технологична в использовании.The known installation is structurally complex, cumbersome and does not imply functioning in the portable hand barrel mode, is not sufficiently technological to use.

Известен пневмоимпульсный генератор, содержащий ствол, встроенный в корпус, запорную мембрану, прикрепленную к корпусу и расположенную перед входным отверстием ствола с образованием управляющей и накопительной полостей, крышку корпуса со сбросным клапаном, имеющим сбросные отверстия, размещенный в сбросном клапане запорный поршень, поджатый пружиной к седлу, подводящий трубопровод и средство для наполнения накопительной полости сжатым воздухом, отличающийся тем, что запорный поршень снабжен приводом его перемещения, размещенным на заднем торце сбросного клапана, подводящий трубопровод врезан в подпоршневую часть сбросного клапана, седло закреплено в надпоршневой части сбросного клапана и представляет собой диск с разгрузочным отверстием, через которое пропущен шток запорного поршня, запорный поршень имеет возможность перекрывания отверстия подводящего трубопровода, а по его окружности выполнены выпускные каналы, при этом средство для наполнения накопительной полости сжатым воздухом выполнено в виде одного или нескольких обратных клапанов, установленных на запорной мембране, а средство для наполнения накопительной полости сжатым воздухом выполнено в виде патрубка, соединяющего управляющую и накопительную полости, внутри которого размещен обратный клапан, привод перемещения запорного поршня представляет собой рабочую камеру, образованную посредством тарельчатого фланца, в которой размещена диафрагма, кинематически связанная со штоком запорного поршня, при этом рабочая камера через трубопровод, подсоединенный к тарельчатому фланцу, сообщена с накопительной полостью генератора /RU Патент 2214296, 2003/.Known pneumatic pulse generator containing a barrel, integrated in the housing, a locking membrane attached to the housing and located in front of the inlet of the barrel with the formation of the control and cumulative cavities, the housing cover with a relief valve having a relief hole, located in the relief valve shut-off piston, spring-loaded to a saddle, a supply pipe and means for filling the storage cavity with compressed air, characterized in that the locking piston is equipped with a drive for its movement, located on the bottom end of the relief valve, the inlet pipe is cut into the sub-piston part of the relief valve, the saddle is fixed in the supra-piston part of the relief valve and is a disk with a discharge hole through which the shut-off piston rod is passed, the shut-off piston has the ability to overlap the inlet piping openings and exhaust channels, while the means for filling the storage cavity with compressed air is made in the form of one or more check valves installed on membrane, and the means for filling the storage cavity with compressed air is made in the form of a pipe connecting the control and storage cavities, inside which there is a check valve, the actuator for moving the locking piston is a working chamber formed by a disk flange in which a diaphragm kinematically connected with the rod of the locking piston, while the working chamber through the pipeline connected to the disk flange, communicated with the cumulative cavity of the generator / RU Patent 221 4296, 2003 /.

Известный пневмоимпульсный генератор не достаточно производителен, требует подсоединения к стационарной системе водоснабжения, не обеспечивает стабильности подачи и необходимой диспергации струи.The well-known air-pulse generator is not sufficiently productive, requires connection to a stationary water supply system, does not provide feed stability and the necessary dispersion of the jet.

Известен насос, содержащий корпус с входным патрубком, рабочую камеру, выполненную в виде двух сомкнутых, выпуклых упругих дисков, нижний из которых имеет направляющие шпильки, впускной и выпускной каналы, а также выходной патрубок с обратным клапаном, выполненным в виде пластины, установленной на стержне с геликоидальной резьбой и пружиной, отличающийся тем, что насос снабжен дополнительным входным патрубком с обратным клапаном для подвода нефти в магистральный трубопровод, расположенным выше пластины, а первый входной патрубок для подвода воды расположен между пластиной и рабочей камерой и снабжен магнитоэлектрическим клапаном, корпус насоса выполнен с нагнетательными отводами, расположенными ниже патрубка для подвода воды, при этом нижний диск снабжен пружинами, которые охватывают шпильки /RU Патент 2184278, 2002/.A known pump containing a housing with an inlet pipe, a working chamber made in the form of two closed, convex elastic disks, the lower of which has guide pins, inlet and outlet channels, as well as an outlet pipe with a check valve made in the form of a plate mounted on a rod with a helical thread and a spring, characterized in that the pump is equipped with an additional inlet pipe with a check valve for supplying oil to the main pipeline located above the plate, and the first inlet pipe for water of water is located between the plate and the working chamber and is equipped with a magnetoelectric valve, the pump casing is made with discharge branches located below the pipe for supplying water, while the lower disk is equipped with springs that cover the studs / RU Patent 2184278, 2002 /.

Известный насос взрывного типа ограниченно применим для перекачки жидкостей, не предполагает диспергирование струи, может функционировать только в соединении со стационарной системой, не применим для пожаротушения.The well-known explosive pump is of limited use for pumping liquids, does not involve dispersion of the jet, can only function in conjunction with a stationary system, and is not applicable for fire fighting.

Известен насадок для подачи и распыления многофазной жидкотекучей среды, содержащий корпус с внутренним проточным каналом, закрепленный на подающем патрубке, отличающийся тем, что корпус насадка выполнен с продольными разрезами на сопловой части и образованием колебательных элементов, снабженных на концах выпуклостями, при этом корпус насадка закреплен за патрубок через гасящий вибрации трубчатый элемент и снабжен закрепленной на внешней поверхности сопловой части защитной оболочкой, продольные разрезы на сопловой части выполнены разной длины, выпуклости на концах колебательных элементов выполнены аэродинамически активной формы, а гасящий вибрации трубчатый элемент представляет собой сильфон /RU Патент 2352373, 2009/.Known nozzles for feeding and spraying a multiphase fluid medium containing a housing with an internal flow channel mounted on a supply pipe, characterized in that the nozzle body is made with longitudinal cuts on the nozzle part and the formation of oscillating elements provided with bulges at the ends, while the nozzle body is fixed behind the nozzle through the vibration-damping tubular element and provided with a protective sheath fixed to the outer surface of the nozzle part, longitudinal sections on the nozzle part are made p of varying length, convexity at the ends of the oscillating elements are made of an aerodynamically active form, and the vibration-absorbing tubular element is a bellows / RU Patent 2352373, 2009 /.

Известный насадок может функционировать только в соединении со стационарной системой, не может одновременно работать как насос и обеспечивать необходимую диспергацию струи.Known nozzles can only function in conjunction with a stationary system, cannot simultaneously work as a pump and provide the necessary dispersion of the jet.

Задачей изобретения является создание переносного пожарного ствола, дополнительно функционирующего как насос и одновременно как генератор газа высокого давления для диспергации огнетушащей жидкости с возможностью длительной подачи газокапельной струи без перезарядки.The objective of the invention is to provide a portable fire barrel, additionally functioning as a pump and at the same time as a high-pressure gas generator for dispersing a fire extinguishing liquid with the possibility of a long supply of a gas-droplet jet without recharging.

Задача решается тем, что в стволе-насосе, включающем соединенный с рукавом внешний трубчатый корпус, сопло с диспергирующими отверстиями, согласно решению коаксиально внешнему трубчатому корпусу с образованием кольцевого подающего канала закреплен внутренний корпус, представляющий насосную, газовую и взрывную камеры, последняя из которых снабжена подающими газ врезками со свечой зажигания и сообщается с газовой камерой через перфорации в разделительной стенке, а с насосной камерой разделена подпружиненным поршнем, снабженным трубчатой перфорированной осью с размещенным внутри последней обратным клапаном, при этом насосная камера сообщается через перфорации во внутреннем корпусе с кольцевым подающим каналом, снабженным обратным клапаном, при этом выходное сопло внутреннего корпуса и подающие газ врезки снабжены обратными клапанами, а обратный клапан кольцевого подающего канала выполнен в виде резинового кольца, прижимного кольца и волнистой кольцевой пружины.The problem is solved in that in the barrel pump, including an external tubular body connected to the sleeve, a nozzle with dispersing holes, according to the solution coaxially to the external tubular body with the formation of an annular feed channel, an internal body is fixed, representing the pump, gas and explosive chambers, the last of which is equipped the gas feeds with the spark plug and communicate with the gas chamber through perforations in the separation wall, and with the pump chamber is separated by a spring-loaded piston equipped with a tubular a perforated axis with a check valve located inside the latter, while the pump chamber communicates through perforations in the inner casing with an annular feed channel provided with a check valve, while the outlet nozzle of the inner casing and the gas supply inset are provided with check valves, and the check valve of the annular feed channel is made in the form of a rubber ring, a clamping ring and a wavy ring spring.

Отличительными признаками являются:Distinctive features are:

- коаксиально внешнему трубчатому корпусу с образованием кольцевого подающего канала закреплен внутренний корпус, представляющий насосную, газовую и взрывную камеры (что позволяет стволу функционировать как насос и одновременно как генератор газа высокого давления для диспергации огнетушащей жидкости);- coaxial to the outer tubular casing with the formation of an annular feed channel, an inner casing representing the pumping, gas and explosive chambers is fixed (which allows the barrel to function as a pump and at the same time as a high-pressure gas generator for dispersing extinguishing fluid);

- взрывная камера снабжена подающими газ врезками со свечой зажигания (что обеспечивает наличие автономного источника энергии для насоса и одновременно генератора газа высокого давления для диспергации жидкости);- the blast chamber is equipped with gas feeds with a spark plug (which provides an autonomous energy source for the pump and at the same time a high-pressure gas generator for dispersing the liquid);

- взрывная камера сообщается с газовой камерой через перфорации в разделительной стенке, а с насосной камерой разделена подпружиненным поршнем, снабженным трубчатой перфорированной осью с размещенным внутри последней обратным клапаном (что объединяет три исполнительных узла ствола в единую функциональную систему подачи газокапельной струи);- the blast chamber communicates with the gas chamber through perforations in the separation wall, and with the pump chamber it is separated by a spring-loaded piston equipped with a tubular perforated axis and a check valve located inside the latter (which combines the three actuating units of the barrel into a single functional gas-droplet jet supply system);

- насосная камера сообщается через перфорации во внутреннем корпусе с кольцевым подающим каналом, снабженным обратным клапаном (что обеспечивает направленную подачу под давлением потока огнетушащей жидкости в зону диспергирования);- the pump chamber communicates through perforations in the inner casing with an annular feed channel equipped with a check valve (which provides a directional supply under pressure of a flow of extinguishing fluid to the dispersion zone);

- выходное сопло внутреннего корпуса и подающие газ врезки снабжены обратными клапанами (что обеспечивает безопасность и надежность работы взрывной и газовой камер);- the output nozzle of the inner casing and the gas supply nozzles are equipped with check valves (which ensures the safety and reliability of the explosive and gas chambers);

- обратный клапан кольцевого подающего канала выполнен в виде резинового кольца, прижимного кольца и волнистой кольцевой пружины (что обеспечивает направленное движение огнетушащей жидкости по всей внешней образующей поверхности внутреннего корпуса с охлаждением последнего).- the check valve of the annular feed channel is made in the form of a rubber ring, a clamping ring and a wavy annular spring (which provides directional movement of the extinguishing fluid along the entire outer forming surface of the inner case with cooling of the latter).

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию «новизна».Thus, the claimed solution meets the criterion of "novelty."

Сравнение заявляемого решения с аналогами не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «изобретательский уровень».Comparison of the proposed solutions with analogues did not allow them to identify signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that its criterion of "inventive step".

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид с разрезом, фиг.2 - разрез узла обратный клапан кольцевого подающего канала, фиг.3 - разрез по Б-Б обратного клапана, фиг.4 - разделительная стенка (вид А), фиг.5 - разрез сопловой части.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 is a general view with a section, Fig. 2 is a section of a check valve assembly of an annular feed channel, Fig. 3 is a section along BB of a check valve, Fig. 4 is a dividing wall (view A), 5 is a section through a nozzle portion.

Ствол-насос содержит внешний трубчатый корпус 1, внутренний корпус 2, кольцевой подающий канал 3 с обратным клапаном из резинового кольца 4, прижимного кольца 5 и волнистой кольцевой пружины 6, взрывная камера 7 с подающими газ врезками 8 и свечой зажигания 9, газовая камера 10 с обратным клапаном 11, разделительная стенка 12 с перфорациями 13,The barrel pump comprises an outer tubular body 1, an inner body 2, an annular feed channel 3 with a check valve of a rubber ring 4, a pressure ring 5 and a wave ring spring 6, an explosive chamber 7 with gas feeds 8 and a spark plug 9, a gas chamber 10 with a check valve 11, a partition wall 12 with perforations 13,

сопло 14 с диспергирующими отверстиями 15, насосная камера 16, подпружиненный поршень 17, трубчатая перфорированная ось 18 с обратным клапаном 19, перфорации 20 во внутреннем корпусе.a nozzle 14 with dispersing holes 15, a pump chamber 16, a spring-loaded piston 17, a tubular perforated axis 18 with a check valve 19, perforations 20 in the inner case.

Ствол-насос работает следующим образом.The barrel pump operates as follows.

Предварительно ствол соединяют с жестким рукавом, конец которого может быть соединен с резервуаром воды или другой безнапорной емкостью с огнетушащей жидкостью. При этом конец рукава снабжен фильтрующим насадком (на чертеже не показан), подающие газ врезки 8 подсоединяются к баллонам, а свеча зажигания 9 - к источнику напряжения.Previously, the barrel is connected to a rigid sleeve, the end of which can be connected to a water tank or other pressureless vessel with a fire extinguishing liquid. The end of the sleeve is equipped with a filter nozzle (not shown in the drawing), the gas supply pipes 8 are connected to the cylinders, and the spark plug 9 is connected to a voltage source.

После заполнения насосной камеры 16 огнетушащей жидкостью подающие под давлением газ врезки 8 импульсно вдувают порцию воздуха и горючего газа во взрывную камеру 7 с образованием взрывчатой концентрации смеси газа. Подача на свечу зажигания 9 импульса напряжения инициирует взрыв смеси газа, рабочий ход подпружиненного поршня 17 и одновременное выдавливание порции воды из насосной камеры 16 через перфорации 20 в кольцевой подающий канал 3. При этом обратный клапан 19 находится в закрытом положении. При возврате подпружиненного поршня в исходное положение обратный клапан 19 открывается, и новый объем воды поступает в насосную камеру, одновременно продукт сгорания газовой смеси через перфорации 13 в разделительной стенке 12 переходит в газовую камеру 10 с повышением давления внутри последней. Последующий впуск воздуха через одну из врезок 8 и следом за ним впуск горючего газа завершает рабочий цикл. Таким образом, вода по кольцевому подающему каналу 3, минуя обратный клапан из резинового кольца 4, прижимного кольца 5 и волнистой кольцевой пружины 6, движется в зону сопла 14. В ту же зону из газовой камеры 10, минуя обратный клапан 11, поступают выхлопные газы - продукт сгорания газовой смеси. Газоводная смесь высокого давления диспергируется в газокапельную струю через отверстия 15. Кольцевой подающий канал 3 обеспечивает охлаждение образующих стенок взрывной 7 и газовой 10 камер, а кольцевой обратный клапан в канале определяет движение жидкости только в одном направлении. Обратный клапан 11 предотвращает попадание воды в газовую камеру. Время работы ствола - насоса определяется емкостью газовых баллонов и наличием воды в резервуаре и может длиться в течение нескольких часов.After filling the pump chamber 16 with a fire extinguishing liquid, the pressure-injected gas nozzles 8 pulsely inject a portion of air and combustible gas into the explosive chamber 7 to form an explosive concentration of the gas mixture. The supply of a voltage pulse to the spark plug 9 initiates the explosion of the gas mixture, the working stroke of the spring-loaded piston 17 and the simultaneous squeezing of a portion of water from the pump chamber 16 through the perforations 20 into the annular supply channel 3. In this case, the check valve 19 is in the closed position. When the spring-loaded piston returns to its original position, the check valve 19 opens and a new volume of water enters the pump chamber, at the same time, the product of combustion of the gas mixture passes through the perforations 13 in the separation wall 12 into the gas chamber 10 with increasing pressure inside the latter. The subsequent air inlet through one of the insets 8 and followed by an inlet of combustible gas completes the duty cycle. Thus, water through the annular supply channel 3, bypassing the check valve from the rubber ring 4, the pressure ring 5 and the wave ring spring 6, moves into the zone of the nozzle 14. Exhaust gases enter the same zone from the gas chamber 10, bypassing the check valve 11 - the product of combustion of the gas mixture. The gas-pressure mixture of high pressure is dispersed into the gas-droplet stream through the openings 15. The annular supply channel 3 provides cooling of the generating walls of the explosive 7 and gas 10 chambers, and the annular check valve in the channel determines the movement of the fluid in only one direction. The non-return valve 11 prevents water from entering the gas chamber. The operating time of the barrel - the pump is determined by the capacity of gas cylinders and the presence of water in the tank and can last for several hours.

Ствол-насос обеспечивает работу переносного пожарного ствола, дополнительно функционирующего как насос и одновременно как генератор газа высокого давления для диспергации огнетушащей жидкости с возможностью длительной подачи газокапельной струи без перезарядки длительное время.The barrel pump provides the operation of a portable fire barrel, additionally functioning as a pump and at the same time as a high-pressure gas generator for dispersing a fire-extinguishing liquid with the possibility of a long supply of a gas-droplet jet without reloading for a long time.

Claims

1. The barrel pump, including an external tubular housing connected to the sleeve, a nozzle with dispersing holes, characterized in that an inner housing representing the pumping, gas and explosive chambers is fixed coaxially to the outer tubular housing, the latter of which is equipped with gas supply inset with the spark plug and communicates with the gas chamber through perforations in the separation wall, and with the pump chamber is separated by a spring-loaded piston equipped with a tubular perforated os with a check valve located inside the latter, the pump chamber communicating through perforations in the inner casing with an annular feed channel provided with a check valve.

2. The barrel pump according to claim 1, characterized in that the output nozzle of the inner housing is equipped with a check valve.

3. The barrel pump according to claim 1, characterized in that the check valve of the annular feed channel is made in the form of a rubber ring, a pressure ring and a wavy ring spring.

4. The barrel pump according to claim 1, characterized in that the gas supply nozzles are equipped with check valves.