RU2685026C1 - Complex plant for fire extinguishing - Google Patents
Complex plant for fire extinguishing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2685026C1 RU2685026C1 RU2018124719A RU2018124719A RU2685026C1 RU 2685026 C1 RU2685026 C1 RU 2685026C1 RU 2018124719 A RU2018124719 A RU 2018124719A RU 2018124719 A RU2018124719 A RU 2018124719A RU 2685026 C1 RU2685026 C1 RU 2685026C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- valve
- water
- flow
- portable
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 claims 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 8
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 4
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 4
- 241000282693 Cercopithecidae Species 0.000 description 2
- 102220062177 rs786202861 Human genes 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 102220215119 rs1060503548 Human genes 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C5/00—Making of fire-extinguishing materials immediately before use
- A62C5/002—Apparatus for mixing extinguishants with water
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C27/00—Fire-fighting land vehicles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C31/00—Delivery of fire-extinguishing material
- A62C31/02—Nozzles specially adapted for fire-extinguishing
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к противопожарной и аварийно-спасательной технике для тушения пожаров и предназначено для создания струи воды, обладающей большой эффективностью действия, а также для обеспечения сжатым воздухом аварийно-спасательного оборудования.The invention relates to fire and rescue equipment for extinguishing fires and is intended to create a jet of water with high efficiency, as well as to provide emergency rescue equipment with compressed air.
Из уровня техники известен пожарно-спасательный комплекс (патент РФ №2191612, МПК А62С 27/00, опубл. 27.10.2002 г.), содержащий автомобиль с цистерной с огнегасящим веществом, подъемное устройство, прицеп, укомплектованный спасательными матами, лестницей и ременными стяжками, и установленный на автомобиле компрессор для подкачки надувных спасательных матов, труба с распределительным устройством к трем пожарным стволам, закрепленным на управляемых подвижных платформах, размещенных на общем кронштейне, к которому дополнительно прикреплена консоль с видеокамерой наблюдения и прожектором освещения.The prior art fire-rescue complex (patent RF №2191612, IPC
Недостатком данного пожарно-спасательного комплекса является ограниченная область тушения пожара и малая эффективность воздействия огнетушащего состава на источник возгорания.The disadvantage of this fire and rescue complex is the limited area of extinguishing the fire and the low efficiency of the impact of the fire extinguishing composition on the source of ignition.
Известна установка для тушения пожара и узел формирования газожидкостной смеси (патент РФ №68906, МПК А62С 35/00, опубл. 10.12.2007 г.), содержащая емкость с огнетушащей жидкостью, емкость с рабочим газом, запорно-пусковое устройство, питающий трубопровод, соединенный с оросителями, установленными в защищаемом помещении, сифонную трубку, входной конец которой опущен в емкость с огнетушащей жидкостью, и узел формирования газожидкостной смеси, выполненный в виде переходника, притом в переходнике расположены имеющие цилиндрическую форму входная камера, камера смешивания и выходная камера, оси которых расположены в одной плоскости, при этом оси входной камеры и камеры смешивания параллельны друг другу, камера смешивания сообщена с выходной камерой и посредством первого отверстия сообщена с входной камерой, которая посредством второго отверстия сообщена с емкостью с огнетушащей жидкостью, узел формирования газожидкостной смеси герметично закреплен в горловине емкости с огнетушащей жидкостью, к камере смешивания со стороны емкости с огнетушащей жидкостью прикреплен выходной конец сифонной трубки, входная камера герметично соединена посредством газового шланга с емкостью с рабочим газом, выходная камера герметично соединена с входным концом питающего трубопровода.Known installation for extinguishing a fire and the node forming a gas-liquid mixture (RF patent No. 68906, IPC
Узел формирования газожидкостной смеси установки для тушения пожара выполнен в виде переходника, в котором расположены имеющие цилиндрическую форму входная камера, камера смешивания и выходная камера, оси которых расположены в одной плоскости, при этом оси входной камеры и камеры смешивания параллельны друг другу, камера смешивания сообщена с выходной камерой и посредством первого отверстия сообщена с входной камерой, которая имеет второе отверстие для сообщения с емкостью с огнетушащей жидкостью.The unit for forming a gas-liquid mixture of the fire extinguishing installation is made in the form of an adapter, in which there is a cylindrical inlet chamber, a mixing chamber and an outlet chamber, whose axes are located in the same plane, while the axes of the inlet chamber and the mixing chamber are parallel to each other, the mixing chamber is communicated with the output chamber and through the first hole communicated with the input chamber, which has a second opening for communication with the tank with fire extinguishing fluid.
Недостатком данной стационарной установки для тушения пожара является ограниченная область ее применения и сложность выполнения узла формирования газожидкостной смеси.The disadvantage of this stationary installation for extinguishing a fire is the limited scope of its application and the complexity of the implementation of the node forming the gas-liquid mixture.
Известна плавучая установка для пожаротушения (патент РФ №2130794, МПК А62С 29/00, опубл. 27.05.1999 г.), содержащая плавучее средство, насос с приводом, средство для создания направленного потока жидкости, водозаборное устройство и трубопроводы, компрессор. Средство для создания направленного потока жидкости выполнено в виде газодинамического сопла, вход которого соединен с камерой смешения жидкости и воздуха, снабженной приспособлением для диспергирования потока жидкости, при этом камера смещения соединена через трубопроводы с нагнетательными полостями соответственно насоса и компрессора.Known floating installation for fire suppression (RF patent №2130794, IPC A62S 29/00, publ. 27.05.1999,) containing a floating tool, a pump with a drive, a means to create a directional flow of fluid, intake device and piping, compressor. The means for creating a directional fluid flow is made in the form of a gas-dynamic nozzle, the inlet of which is connected to the fluid-air mixing chamber, equipped with a device for dispersing the fluid flow, while the displacement chamber is connected via pipelines to the discharge cavities, respectively, of the pump and the compressor.
Недостатком данной плавучей установки для пожаротушения является ограниченная область ее применения и сложность выполнения камеры смешения.The disadvantage of this floating installation for fire extinguishing is the limited scope of its application and the complexity of the implementation of the mixing chamber.
Известна комплексная установка для пожарно-спасательного автомобиля (патент РФ №147641, МПК А62С 27/00, опубл. 10.11.2014 г.), содержащая двойную коробку отбора мощности, управляемую муфту сцепления для водной линии, соединенную первым карданным валом с насосом, связанным через первый вентиль и дозирующее устройство с пенобаком, имеющим заливную горловину, и через второй вентиль и фильтр забора воды с цистерной, заливная горловина которой имеет заправочный фильтр, оборудованный первым манометром. Выход насоса соединен через второй манометр и обратный клапан со смесителем потока, представляющим собой два коаксиально размещенных цилиндра, из которых наружный цилиндр для подачи воздуха выполнен сплошным, а внутренний цилиндр для подачи воды выполнен с перфорацией, а на торцах обоих установлены перфорированные фланцы, причем смеситель оборудован третьим манометром и связан через узел разветвления с третьим вентилем и со стационарной рукавной линией, соединенной со стационарным лафетным стволом, а также с четвертым вентилем и с магистральной рукавной линией, которая через тройник связана с рабочей рукавной линией, соединенной с как минимум одним ручным стволом и как минимум одним переносным лафетным стволом, управляемую муфту сцепления для воздушной линии, соединенную вторым карданным валом с компрессором и воздушным фильтром, а также с воздухозаборником, причем компрессор через четвертый манометр связан с ресивером, к которому с одной стороны через воздушный вентиль подсоединено аварийно-спасательное оборудование, а с другой стороны ресивер через обратный клапан связан со смесителем потока.Known integrated installation for a fire-fighting vehicle (RF patent №147641, IPC А62С 27/00, publ. 10.11.2014), containing a double power take-off, a controlled clutch for a water line, connected by a first drive shaft with a pump connected through the first valve and the metering device with a foam tank having a filler neck, and through the second valve and water intake filter with a tank, the filler neck of which has a filling filter equipped with the first pressure gauge. The pump outlet is connected through a second pressure gauge and a check valve with a flow mixer, which are two coaxially placed cylinders, from which the outer cylinder for supplying air is solid, and the inner cylinder for supplying water is perforated, and the ends are fitted with perforated flanges, the mixer equipped with a third pressure gauge and connected through a branching unit with a third valve and with a stationary hose line connected to a stationary gun barrel, as well as with a fourth valve and with a mag an isral hose line which is connected via a tee with a working hose line connected to at least one hand barrel and at least one portable gun barrel, operated by an air line clutch, connected by a second drive shaft to a compressor and an air filter, as well as to an air intake, the compressor through the fourth pressure gauge is connected to the receiver, to which, on the one hand, the emergency and rescue equipment is connected via an air valve, and on the other hand to the receiver via a return valve en associated with a flow mixer.
Недостатком данной комплексной установки является сложное конструктивное выполнение вследствие наличия двойной коробки отбора мощности, удлиненных карданных валов и ременных передач, рукавов высокого давления и специальных стволов, а также недостаточная эффективность смесительного устройства, приводящая к большому расходу воды.The disadvantage of this complex installation is the complicated constructive implementation due to the presence of a double power take-off, extended cardan shafts and belt drives, high-pressure hoses and special barrels, as well as insufficient efficiency of the mixing device, leading to high water consumption.
Задачей изобретения является упрощение конструкции комплексной установки для тушения пожара, а также облегчение работы пожарных.The objective of the invention is to simplify the design of a comprehensive installation for extinguishing a fire, as well as facilitating the work of firefighters.
Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является повышение эффективности пожаротушения за счет уменьшения расхода воды посредством создания в смесителе потоков мелкодисперсной водовоздушной смеси, а также за счет возможности ликвидации очагов возгорания одновременно на нескольких удаленных и труднодоступных очагах возгорания.The technical result achieved by the claimed invention is to increase the efficiency of fire extinguishing by reducing water consumption by creating in the mixer streams of fine water-air mixture, as well as by the possibility of eliminating the sources of fire simultaneously on several remote and hard-to-get sources of fire.
Указанный технический результат достигается комплексной установкой для тушения пожара, содержащей приводной механизм, соединенный через управляемую муфту сцепления с двухпоточным гидронасосом, связанным с гидробаком и соединенным по жидкостной линии с гидромотором привода водяного насоса, соединенного последовательно через обратный клапан, первый вентиль, дозирующее устройство и дополнительный электронасос с пенобаком, имеющим заливную горловину, а через второй вентиль и фильтр забора воды соединенного с водяной цистерной, оборудованной первым манометром, заливная горловина которой имеет заправочный фильтр, а выход водяного насоса соединен последовательно через второй манометр, третий вентиль, обратный клапан, водяной регулятор потока, и четвертый вентиль со смесителем потоков, представляющим собой три коаксиально расположенных цилиндра, на торцах которых установлены входной и выходной перфорированные фланцы, при этом внешний цилиндр выполнен сплошным, внутренний цилиндр для подачи воды выполнен с перфорацией, а средний цилиндр для подачи воздуха также выполнен с перфорацией с возможностью перетока потоков воды и воздуха и образования мелкодисперсной водовоздушной смеси при проходе через выходной перфорированный фланец, причем между внутренним и средним цилиндрами образован первый контур для смешения потоков, а между средним и внешним цилиндрами образован второй контур для смешения потоков, при этом смеситель потоков оборудован конусным соплом для увеличения скорости выходного потока и последовательно связан по стационарной рукавной линии через флажковую задвижку со стационарным лафетным стволом, а также с гребенкой, оборудованной тремя задвижками с первыми резьбовыми головками, имеющими крышки, с возможностью соединения каждой из них с трехходовым разветвителем, подсоединенным к рабочим рукавным линиям, к которым подсоединен как минимум один переносной лафетный ствол и как минимум один переносной ручной ствол, а также подсоединенным через задвижку и вторую резьбовую головку, имеющую крышку и оборудованную первым четырехходовым разветвителем, каждый из выходов которого соединен посредством первой магистральной рукавной линии с трехходовым разветвителем с возможностью соединения его с рабочими рукавными линиями, соединенными с как минимум одним переносным лафетным стволом и как минимум одним переносным ручным стволом, а двухпоточный гидронасос соединен по воздушной линии с гидромотором привода воздушного компрессора, воздушным фильтром и воздухозаборником, при этом воздушный компрессор через третий манометр связан с ресивером, к которому с одной стороны через второй воздушный вентиль подсоединено аварийно-спасательное оборудование, а с другой стороны ресивер через третий воздушный вентиль, обратный клапан и воздушный регулятор потока связан со смесителем потока.This technical result is achieved by a complex fire extinguishing installation containing a drive mechanism connected via a controlled clutch to a double-flow hydraulic pump connected to a hydraulic tank and connected to a water pump drive motor connected in series through a check valve, first valve, metering unit and additional an electric pump with a foam tank having a filler neck, and through the second valve and water intake filter connected to the water tank, equip the first pressure gauge in the bathroom, the filler neck of which has a filling filter, and the water pump outlet is connected in series through a second pressure gauge, a third valve, a check valve, a water flow regulator, and a fourth valve with a flow mixer consisting of three coaxial cylinders arranged on the ends of which are inlet and the output perforated flanges, while the outer cylinder is made solid, the inner cylinder for water supply is made with perforations, and the middle cylinder for air supply is also performed perforated with the possibility of overflowing water and air flows and the formation of a fine water-air mixture when passing through the output perforated flange, and between the inner and middle cylinders formed the first circuit for mixing the flows, and between the middle and outer cylinders formed the second circuit for mixing flows, while the flow mixer is equipped with a cone nozzle to increase the speed of the output flow and is sequentially connected along a stationary hose line through a flag valve with a stationary lafe with a barrel, as well as a comb, equipped with three valves with first threaded heads with caps, with the possibility of connecting each of them with a three-way splitter connected to working hose lines to which at least one portable gun barrel is connected barrel, as well as connected through a valve and a second threaded head having a lid and equipped with a first four-way splitter, each of whose outlets is connected by means of a first trunk p a cave line with a three-way splitter with the possibility of connecting it with working hose lines connected to at least one portable gun barrel and at least one portable hand barrel, and a double-flow hydraulic pump connected to an air line with an air compressor drive motor, an air filter and an air intake, the air compressor through a third pressure gauge is connected to the receiver, to which, on the one hand, the emergency and rescue equipment is connected through the second air valve, and to one another The third side of the receiver is connected to the flow mixer via a third air valve, a check valve and an air flow regulator.
Согласно изобретению ко второй резьбовой головке может быть подсоединен посредством второй магистральной рукавной линии второй четырехходовой разветвитель, каждый из выходов которого соединен посредством рабочей рукавной линии с как минимум одним переносным лафетным стволом и (или) как минимум одним переносным ручным стволом.According to the invention, a second four-way splitter can be connected to the second threaded head by means of a second trunk hose line, each of whose outputs is connected via a working hose line to at least one portable gun barrel and (or) at least one portable hand barrel.
Согласно изобретению аварийно-спасательное оборудование включает отбойный молоток, пневмоножницы, дрель и другое пневмооборудовавние, а также надувной спасательный мат.According to the invention, rescue equipment includes a jackhammer, pneumoscissors, a drill and other pneumatic equipment, as well as an inflatable rescue mat.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена функциональная схема установки и на фиг. 2 изображено продольное сечение смесителя потоков.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a functional diagram of the installation and FIG. 2 shows a longitudinal section of the flow mixer.
Комплексная установка для тушения пожара (фиг. 1) содержит приводной механизм 1, соединенный через управляемую муфту сцепления 2 с двухпоточным гидронасосом 3, связанным с гидробаком 4 и соединенным по жидкостной линии с гидромотором 5 привода водяного насоса 6, соединенного последовательно через обратный клапан 7, первый вентиль 8, дозирующее устройство 9 и дополнительный электронасос 10 с пенобаком 11, имеющим заливную горловину, а через второй вентиль 12 и фильтр 13 забора воды соединенного с водяной цистерной 14, оборудованной первым манометром 15, заливная горловина которой имеет заправочный фильтр 16, а выход водяного насоса 6 соединен последовательно через второй манометр 17, третий вентиль 18, обратный клапан 19, водяной регулятор потока 20, и четвертый вентиль 21 со смесителем потоков 22. Смеситель потоков 22 (фиг. 2) представляет собой три коаксиально расположенных цилиндра, на торцах которых установлены входной 23 и выходной 24 перфорированные фланцы, при этом внешний цилиндр 25 выполнен сплошным, внутренний цилиндр 26 для подачи воды выполнен с перфорацией 27, а средний цилиндр 28 для подачи воздуха также выполнен с перфорацией 29 с возможностью перетока потоков воды и воздуха и образования мелкодисперсной водовоздушной смеси при проходе через выходной перфорированный фланец 24. Между внутренним 26 и средним 28 цилиндрами образован первый контур для смешения потоков, а между средним 28 и внешним 25 цилиндрами образован второй контур для смешения потоков. Смеситель потока 22 оборудован конусным соплом 30 для увеличения скорости выходного потока и последовательно связан (фиг. 1) по стационарной рукавной линии 31 через флажковую задвижку 32 со стационарным лафетным стволом 33, а также с гребенкой 34, оборудованной тремя задвижками 35 с первыми резьбовыми головками 36, имеющими крышки, с возможностью соединения их с трехходовыми разветвителями 37, подсоединенными к рабочим рукавным линиям 38, к которым подсоединен как минимум один переносной лафетный ствол 39 и как минимум один переносной ручной ствол 40, причем переносной лафетный ствол 39 подсоединен к трехходовому разветвителю 37 посредством двух рабочих рукавных линий 38. Далее стационарная рукавная линия 31 соединена через задвижку 41 и вторую резьбовую головку 42, имеющую крышку, с первым четырехходовым разветвителем 43, каждый из выходов которого соединен посредством первой магистральной рукавной линии 44 с трехходовым разветвителем 37 с возможностью соединения его с рабочими рукавными линиями 38, соединенными с как минимум одним переносным лафетным стволом 39 и как минимум одним переносным ручным стволом 40, причем переносной лафетный ствол 39 подсоединен к трехходовому разветвителю 37 посредством двух рабочих рукавных линий 38. Ко второй резьбовой головке 42 может быть подсоединена вторая магистральная рукавная линия 45, связанная со вторым четырехходовым разветвителем 46, каждый из выходов которого соединен посредством рабочей рукавной линии 38 с как минимум одним переносным лафетным стволом 39 и (или) как минимум одним переносным ручным стволом 40, причем переносной лафетный ствол 39 подсоединен ко второму четырехходовому разветвителю 46 посредством двух рабочих рукавных линий 38. Двухпоточный гидронасос 3 соединен по воздушной линии с гидромотором 47 привода воздушного компрессора 48, воздушным фильтром 49 и воздухозаборником 50, при этом воздушный компрессор 48 через третий манометр 51 связан с ресивером 52, к которому с одной стороны через второй воздушный вентиль 53 может быть подсоединено аварийно-спасательное оборудование, которое может включать отбойный молоток, пневмоножницы, дрель и другое пневмооборудовавние, а также надувной спасательный мат (на чертеже не обозначено). С другой стороны ресивер 52 через третий воздушный вентиль 54, обратный клапан 55 и воздушный регулятор потока 56 связан со смесителем потока 22.The complex fire extinguishing installation (Fig. 1) contains a
Для эффективного тушения интенсивных очагов пожаров в воду, поступающую в камеру смешения 22, добавляют пенообразующую жидкость из пенобака 11.For effective suppression of intense fires in the water entering the mixing
Автором была проведена оценка режимов движения потока в каналах смесителя. При этом использовались известные работы (Хьюитт Дж., Холл - Тейлор Н. Кольцевые двухфазные течения. Пер. с англ. М., «Энергия», 1974, 408 с., Волынский М.С. О дроблении капель жидкости в потоке воздуха. МАП СССР, Труды №164, 1948, 9 с., Прудников А.Г., Волынский М.С., Сагалович В.Н. Процессы смесеобразования и горения в воздушно-реактивных двигателях. Машиностроение, М. 1971. 356 с., Диспергирование струи жидкости, http://helpiks.org/6-29715., Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. «Наука», М., 1978, 336 с.)The author has evaluated the flow patterns in the mixer channels. In this case, well-known works were used (Hewitt J., Hall - Taylor N. Ring two-phase flows. Trans. From English. M., “Energy”, 1974, 408 p., Volynsky MS On the fragmentation of liquid droplets in air flow. MAP of the USSR, Proceedings No. 164, 1948, 9 pp., Prudnikov AG, Volynsky MS, Sagalovich VN The processes of mixture formation and combustion in jet engines. Mashinostroenie, M. 1971. 356 p., Dispersion of a jet of fluid, http://helpiks.org/6-29715., Nigmatulin RI, Foundations of the mechanics of heterogeneous media. "Science", M., 1978, 336 p.)
При движении воды и воздуха в каналах смесителя происходят следующие физические процессы.When water and air move in the channels of the mixer, the following physical processes occur.
Воздух из компрессора подается по входному патрубку в ресивер, откуда поступает в первый контур и смешивается с водой, поступающей из радиальных отверстий во внутреннем цилиндре подвода воды. Струи воды, поступающие в первый контур из радиальных отверстий, разрушаются и превращаются в капли. В зависимости от физических свойств воды и воздуха, концентрации и режимов движения процесс дробления имеет различные механизмы:Air from the compressor is supplied through the inlet to the receiver, from where it enters the first circuit and is mixed with water from the radial holes in the inner cylinder of the water supply. The jets of water entering the first circuit from the radial holes collapse and turn into droplets. Depending on the physical properties of water and air, the concentration and modes of movement, the crushing process has various mechanisms:
- разрушение струи в результате колебательного процесса,- the destruction of the jet as a result of the oscillatory process,
- разрушение струи в результате аэродинамического воздействия воздуха,- the destruction of the jet as a result of the aerodynamic effects of air,
- разрушение струи от удара о стенки внешнего цилиндра и выходной перфорированный фланец.- the destruction of the jet from impact on the walls of the outer cylinder and the output perforated flange.
Двухфазный поток, образовавшийся в результате дробления, делится на два потока. Один поток через 400 отверстий диаметром 3 мм в выходном перфорированном фланце поступает в конусное выходное сопло, а другой поток через радиальные отверстия диаметром 3 мм попадает во второй контур смесителя и через 900 отверстий диаметром 3 мм в выходном перфорированном фланце поступает в конусное выходное сопло. Из конусного выходного сопла водовоздушный поток выходит в стационарную рукавную линию.The two-phase flow resulting from crushing is divided into two streams. One stream through 400 holes with a diameter of 3 mm in the output perforated flange enters the conical outlet nozzle, and the other flow through radial holes with a diameter of 3 mm enters the second circuit of the mixer and through 900 holes with a diameter of 3 mm in the output perforated flange enters the conical output nozzle. From the conical output nozzle the air-water flow enters the stationary hose line.
В процессе проводимой оценки решалась трехмерная задача движения вязкого, турбулентного, сжимаемого потока несущей воздушной фазы и диспергированной струи воды в сносящем потоке с последующим дроблением в струях при истечении водовоздушной смеси из отверстий в выходном перфорированном фланце и стенках среднего цилиндра смесителя.In the course of the assessment, a three-dimensional problem of the motion of a viscous, turbulent, compressible flow of carrier air phase and a dispersed water jet in a demolishing flow with subsequent crushing in jets with outflow of water-air mixture from the holes in the output perforated flange and walls of the middle cylinder of the mixer was solved.
Исходными данными для расчетов были приняты следующие параметры: Для воздуха за компрессором: объемный расход Qg=0,140 м3/с; давление Pg=30480 Па. Для воды за центробежным насосом: объемный расход Qc=0,05 м3/с; давление Рс=1013250 Па.The following parameters were taken as the initial data for the calculations: For air behind the compressor: volume flow rate Q g = 0.140 m 3 / s; pressure P g = 30480 PA. For water at the centrifugal pump: volume flow Q c = 0.05 m 3 / s; pressure P with = 1013250 PA.
Двухфазный поток характеризуется объемной концентрацией фаз - α. Для воздуха αg=0,737, для воды αс=0,263. αg+αс=1. Плотность смеси - ρ определяется как сумма приведенных плотностей ρ1+ρ2=7,22+262,5=269,7 кг/м3. Истинные плотности вещества ρo i фазы связаны с приведенной плотностью ρi соотношением ρo i=ρi/αi..The two-phase flow is characterized by a volume concentration of the phases - α. For air, α g = 0.737, for water, α с = 0.263. α g + α with = 1. The density of the mixture - ρ is defined as the sum of the reduced densities ρ 1 + ρ 2 = 7.22 + 262.5 = 269.7 kg / m 3 . The true densities of matter ρ o i phases are related to the reduced density ρ i by the ratio ρ o i = ρ i / α i ..
Для несущего потока с массовым расходом G=1,37 кг/с рассчитаны характеристики потока.For the carrier flow with a mass flow rate G = 1.37 kg / s, the flow characteristics are calculated.
Параметры по полному давлению:Parameters for total pressure:
- полное давление на входе рвх*=30480 Па;- total pressure at the inlet p in * * = 30480 Pa;
- полное давление в ресивере р*=29000 Па.- total pressure in the receiver p * = 29000 Pa.
-полное давление после входной перфорации p1*=15470 Па;-full pressure after inlet perforation p 1 * = 15470 Pa;
- полное давление перед выходной перфорацией первого контура (400 отв) p21*=14720 Па;- total pressure before the output perforation of the primary circuit (400 holes) p 21 * = 14720 Pa;
- полное давление перед выходной перфорацией второго контура (900 отв.) р22*=13400 Па;- total pressure before the output perforation of the second circuit (900 holes) p 22 * = 13,400 Pa;
- полное давление после выходных перфораций p3*=800 Па;- total pressure after the output perforations p 3 * = 800 Pa;
- полное давление на срезе сопла рвых*=740 Па.- total pressure at the nozzle exit p out * = 740 Pa.
* Давления осреднены по массовому расходу.* Pressure averaged by mass flow.
Параметры по статическому давлению:Static pressure parameters:
- статическое давление на входе рвх=26250 Па;- static pressure at the inlet p in = 26250 Pa;
- статическое давление в ресивере р=27000 Па.- static pressure in the receiver p = 27000 Pa.
- статическое давление после входной перфорации p1=13240 Па;- static pressure after inlet perforation p 1 = 13240 Pa;
- статическое давление перед выходной перфорацией первого контура (400 отв) p21=14500 Па;- static pressure before the output perforation of the primary circuit (400 holes) p 21 = 14500 Pa;
- статическое давление перед выходной перфорацией второго контура (900 отв.) р22=13100 Па;- static pressure before the output perforation of the second circuit (900 holes.) p 22 = 13100 Pa;
- статическое давление после выходных перфораций p3=200 Па;- static pressure after the output perforations p 3 = 200 Pa;
- статическое давление на срезе сопла рвых=-50 Па.- static pressure at the nozzle exit, p out = -50 Pa.
Скорости несущей воздушной фазы:Air carrier speeds:
- скорость на входе vвх=74 м/с;- input velocity v in = 74 m / s;
- скорость в ресивере v=35 м/с;- speed in the receiver v = 35 m / s;
- скорость после входной перфорации v1=60 м/с;- speed after the input perforation v 1 = 60 m / s;
- скорость перед выходной перфорацией первого контура (400 отв) v21=16 м/с;- speed before the output perforation of the primary circuit (400 holes) v 21 = 16 m / s;
- скорость перед выходной перфорацией второго контура (900 отв.) v22=18 м/с;- speed before the output perforation of the second circuit (900 holes) v 22 = 18 m / s;
- скорость после выходных перфораций v3=32 м/с;- speed after the output perforations v 3 = 32 m / s;
- скорость на срезе сопла vвых=35 м/с.- speed at the nozzle exit v out = 35 m / s.
Перераспределение массового расхода воды между средним и наружным цилиндрами:Redistribution of water flow between the middle and outer cylinders:
- массовый расход через выходную перфорацию первого контура (400 отв.) G21=0,522 кг/с;- mass flow through the output perforation of the primary circuit (400 holes.) G 21 = 0.522 kg / s;
- массовый расход через выходную перфорацию второго контура (900 отв.) G22=0,849 кг/с;- mass flow through the output perforation of the second circuit (900 holes.) G 22 = 0.849 kg / s;
То есть через перфорацию первого и второго контура проходитThat is, through the perforation of the first and second circuit passes
Создание потока мелкодисперсной водовоздушной смеси обеспечивается разрушением струи, образованием капель и их дроблением, степень которых оценивается критерием Вебера, значение которого должно составлять 10-14. (Волынский М.С. О дроблении капель жидкости в потоке воздуха. МАП СССР, Труды №164, 1948, 9 с., Кутателадзе С.С., Стырикович М.А. Гидродинамика газожидкостных систем. М., Энергия. 1976, 296 с.).Creating a stream of fine water-air mixture is provided by the destruction of the jet, the formation of droplets and their fragmentation, the degree of which is estimated by Weber criterion, the value of which should be 10-14. (Volynsky MS On the fragmentation of liquid droplets in an air stream. MAP USSR, Proceedings No. 164, 1948, 9 p., Kutateladze SS, Styrikovich MA Hydrodynamics of gas-liquid systems. M., Energy. 1976, 296 with.).
Диаметр образовавшихся капель при разрушении струи составляет несколько миллиметров. При прохождении потока через отверстия перфорированных стенок происходит дальнейшее дробление капель и на срезе сопла образуется двухфазный поток со среднемассовым размером капель 0,2-0,4 мм.The diameter of the droplets formed during the destruction of the jet is a few millimeters. When the flow passes through the holes in the perforated walls, the droplets are further crushed and a two-phase flow with a mass-average droplet size of 0.2-0.4 mm is formed at the nozzle exit.
Таким образом, применение двухконтурного смесителя, включающего три коаксиально размещенных цилиндра, внутренний и средний из которых выполнены с перфорацией, имеющего выходной перфорированный фланец и конусное сопло, позволяет получить на выходе из сопла увеличение скорости потока до 35 м/с, уменьшение давления до р*=740 Па и двухфазный мелкодисперсный поток с среднемассовым размером капель 0,2-0,4 мм.Thus, the use of a double-circuit mixer comprising three coaxially placed cylinders, the inner and middle of which are made with perforations, having an output perforated flange and a conical nozzle, allows to obtain an increase in the flow rate of up to 35 m / s at the nozzle exit; = 740 Pa and a two-phase fine stream with a mass-average droplet size of 0.2-0.4 mm.
Рассмотрим пример конкретного исполнения комплексной установки на базе автомобиля КАМАЗ или УРАЛ. Основу установки составляют два независимых источника потоков воды и воздуха. Источником потока воды является штатный насос автоцистерны НЦПН-50/100-В1Т. Данные насосы обеспечивают номинальную подачу воды, не менее 50 л/с. Поток воздуха создается дополнительным компрессором ОАН 2 размещенным на шасси автомобиля. Компрессор обеспечивает эффективное рабочее давление воздуха до 12 атм., номинальная производительность компрессора 140 л/с. Как насос, так и компрессор приводятся в действие от двигателя автомобиля. Для этого на автомобиле установлена стандартная коробка отбора мощности, которая через управляемую муфту сцепления приводит во вращение двухпоточный гидронасос и гидромотор привода воздушного компрессора. Потоки смешиваются в смесителе. Смеситель представляет собой три коаксиально размещенных цилиндра: сплошной корпус ∅ 325 мм для выхода потока водовоздушной смеси, внутренний цилиндр для подачи воды ∅ 39 мм, выполненный с перфорацией, имеющей отверстия ∅ 3 мм, расположенные под углом 45° против направления потока воды, и средний цилиндр для подачи воздуха ∅ 219 мм, также выполненный с перфорацией, имеющий отверстия ∅ 3 мм, перпендикулярные направлению потока. На торцах цилиндров установлены входной перфорированный фланец ∅ 219 мм, имеющий 172 отверстия диаметром 8 мм и выходной перфорированный фланец ∅ 325 мм, имеющий 1300 отверстий диаметром 3 мм. Воздух подается в корпус смесителя через входной перфорированный фланец. В результате смешения потоков в смесителе происходит образование мелкодисперсной двухфазной водовоздушной смеси, при этом происходит дробление и уменьшение размеров капель воды. Внешний цилиндр также выполняет функцию ресивера-накопителя водовоздушной смеси для поддержания устойчивого давления. На выходе устройства установлен выходной перфорированный фланец, который дополнительно обеспечивает «дробление потока». Смеситель потоков оборудован конусным соплом для увеличения скорости выходного потока. Конструктивно смеситель размещен внутри цистерны с водой, что предотвращает возможность образования ледяной пленки на перфорированных деталях в зимнее время. Готовая смесь подается на стационарный лафет, а также в магистральную рукавную линию Ду-150 длиной 200 м, с дальнейшим разветвлением на рабочие рукавные линии, соединенные с переносными лафетным и ручным стволамми. К системе может быть подключена вторая магистральная рукавная линия длиной 2000 м и более. В отличие от аналогов, использующих дорогостоящие рукава высокого давления и специально изготовленные стволы, в данной системе используются стандартные рукава, стволы и другое штатное оборудование, входящее в вооружение пожарных машин отечественного производства. Переключение двухфазной смеси на рукавную линию и на стационарный лафет осуществляется в узлах разветвления посредством механических задвижек Ду - 203 и Ду - 104.Consider an example of a specific implementation of a complex installation based on a KAMAZ or URAL vehicle. The basis of the installation consists of two independent sources of water and air flows. The source of water flow is a regular pump tanker NTSPN-50/100-V1T. These pumps provide a nominal water supply of at least 50 l / s. The air flow is created by an
При использовании системы в стационарном виде, особенно на объектах нефтегазовой отрасли, а также на речных и морских судах, в особенности сухогрузах, газовых и нефтеналивных танкерах, в качестве приводного механизма может использоваться стационарный электродвигатель для привода двухпоточного гидронасоса.When using the system in a stationary form, especially at the facilities of the oil and gas industry, as well as on river and sea vessels, especially dry cargo, gas and oil tankers, a stationary electric motor can be used as a drive mechanism for driving a double-flow hydraulic pump.
Для использования системы при проведении аварийно-спасательных работ (разбор завалов, подача воздуха в завалы и т.п.) к воздушной линии подключается катушка с рукавом высокого давления, к которой подключаются пневмоинструменты (отбойные молотки, дрели и т.п.), а также надувной спасательный мат (так называемый «куб жизни»). Отбор пневмопотока для аварийно-спасательных работ осуществляется через воздушный вентиль.To use the system during rescue operations (removal of debris, air supply to debris, etc.), a coil with a high-pressure hose is connected to the air line, to which pneumatic tools are connected (demolition hammers, drills, etc.), and also inflatable rescue mat (the so-called "cube of life"). The selection of air flow for rescue is carried out through an air valve.
Предлагаемая комплексная установка имеет ряд преимуществ:The proposed complex installation has several advantages:
- рабочая рукавная линия подачи смеси под напором обладает малым весом по сравнению с обычными рукавами и поэтому даже один боец может обслуживать ручной ствол при движении в сторону очага пожара;- the working hose line for feeding the mixture under pressure has a small weight as compared with conventional sleeves, and therefore even one fighter can service a hand barrel when moving towards the center of fire;
- так как тушение производится мелкими каплями («водяная пыль»), то нет необходимости заливать очаг пожара большим количеством воды, это особенно важно при тушении жилых и других помещений.- since the extinguishing is done with small drops (“water dust”), there is no need to flood the fire with plenty of water, this is especially important when extinguishing residential and other premises.
Таким образом, использование предлагаемой комплексной установки повышает эффективность тушения пожара за счет снижения расхода воды посредством создания потока мелкодисперсной водовоздушной смеси, а также за счет возможности ликвидации очагов возгорания одновременно на нескольких удаленных и труднодоступных очагах возгорания.Thus, the use of the proposed complex installation increases the efficiency of extinguishing a fire by reducing water consumption by creating a stream of fine water-air mixture, as well as by the possibility of eliminating the sources of fire simultaneously on several remote and hard-to-reach sources of fire.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018124719A RU2685026C1 (en) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | Complex plant for fire extinguishing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018124719A RU2685026C1 (en) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | Complex plant for fire extinguishing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2685026C1 true RU2685026C1 (en) | 2019-04-16 |
Family
ID=66168264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018124719A RU2685026C1 (en) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | Complex plant for fire extinguishing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2685026C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2722615C1 (en) * | 2019-09-02 | 2020-06-02 | Павел Дмитриевич Ридигер | Fire-fighting pumping-hose system |
| RU224508U1 (en) * | 2023-08-14 | 2024-03-28 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | MOBILE DEVICE FOR REMOTE FIRE EXTINGUISHING |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2130794C1 (en) * | 1998-07-09 | 1999-05-27 | Научно-исследовательский институт низких температур при МАИ (Московском государственном авиационном институте-техническом университете) | Floating plant for fire fighting and method of its operation |
| RU2191612C2 (en) * | 2001-01-03 | 2002-10-27 | Богуславский Евгений Иосифович | Fire-fighting-rescue complex |
| RU147641U1 (en) * | 2014-07-08 | 2014-11-10 | Муниципальное бюджетное учреждение "Управление пожарной охраны городского округа город Уфа Республики Башкортостан" | COMPREHENSIVE INSTALLATION FOR FIRE AND RESCUE CAR |
| RU158632U1 (en) * | 2015-03-04 | 2016-01-20 | Александр Степанович Поляков | UNIVERSAL FIRE FIGHTING INSTALLATION |
-
2018
- 2018-07-05 RU RU2018124719A patent/RU2685026C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2130794C1 (en) * | 1998-07-09 | 1999-05-27 | Научно-исследовательский институт низких температур при МАИ (Московском государственном авиационном институте-техническом университете) | Floating plant for fire fighting and method of its operation |
| RU2191612C2 (en) * | 2001-01-03 | 2002-10-27 | Богуславский Евгений Иосифович | Fire-fighting-rescue complex |
| RU147641U1 (en) * | 2014-07-08 | 2014-11-10 | Муниципальное бюджетное учреждение "Управление пожарной охраны городского округа город Уфа Республики Башкортостан" | COMPREHENSIVE INSTALLATION FOR FIRE AND RESCUE CAR |
| RU158632U1 (en) * | 2015-03-04 | 2016-01-20 | Александр Степанович Поляков | UNIVERSAL FIRE FIGHTING INSTALLATION |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2722615C1 (en) * | 2019-09-02 | 2020-06-02 | Павел Дмитриевич Ридигер | Fire-fighting pumping-hose system |
| RU224508U1 (en) * | 2023-08-14 | 2024-03-28 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | MOBILE DEVICE FOR REMOTE FIRE EXTINGUISHING |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2018226928B2 (en) | Foam production method, fire extinguishing method, and foam extinguishing appliance | |
| US4828038A (en) | Foam fire fighting apparatus | |
| EP2038088B1 (en) | Fire fighting system and method for fluid jet cutting | |
| CN103007472B (en) | Compressed air foam extinguishing agent ejecting gun and method thereof | |
| US20120241016A1 (en) | Pressurized fluid delivery system and method of use | |
| US5056718A (en) | Jetting nozzle | |
| RU2685026C1 (en) | Complex plant for fire extinguishing | |
| NO840245L (en) | ICE LUBRICATION SYSTEM FOR SHIPS, AND BATTERY PUMP FOR USE FOR THIS. | |
| RU84715U1 (en) | FIRE FIGHTING PLANT | |
| US20170259091A1 (en) | Fire-fighting system | |
| US20120247790A1 (en) | Foam propellant system | |
| KR20090020200A (en) | Pressurizing type high expansion foam fire fighting system for ship's engine room | |
| RU190538U1 (en) | Device for preventing and extinguishing forest, industrial and emergency transport fires and laying of barrier strips with air-mechanical foam | |
| US8622145B2 (en) | Firefighting station | |
| RU2690634C1 (en) | Method of extinguishing fires on large tanks with flammable and combustible liquids and device for its implementation | |
| EP4132664B1 (en) | Fire extinguishing equipment with fire nozzle | |
| CN103028333A (en) | High-efficient foaming device for compressed air A-type foams | |
| RU2236876C1 (en) | Fire-extinguishing plant | |
| RU2401681C1 (en) | Acoustic foam generator | |
| RU2430789C1 (en) | Mobile fire fighting unit | |
| RU147641U1 (en) | COMPREHENSIVE INSTALLATION FOR FIRE AND RESCUE CAR | |
| RU176037U1 (en) | DEVICE FOR SPRAYING A LIQUID IN A GAS MEDIUM WITH FORMATION OF A TWO-PHASE JET WITH A HIGH SPEED AND DISPERSION OF A LIQUID | |
| EP3878524A1 (en) | Device for producing a gas-liquid mixture for firefighting purposes | |
| RU2645501C1 (en) | Mobile fire-extinguishing apparatus with two-phase sprayer | |
| RU2130794C1 (en) | Floating plant for fire fighting and method of its operation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TC4A | Change in inventorship |
Effective date: 20210204 |