RU2764409C1 - Apparatus of a firefighting pump and hose system for increasing adaptation thereof to low temperatures - Google Patents
Apparatus of a firefighting pump and hose system for increasing adaptation thereof to low temperatures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2764409C1 RU2764409C1 RU2020139902A RU2020139902A RU2764409C1 RU 2764409 C1 RU2764409 C1 RU 2764409C1 RU 2020139902 A RU2020139902 A RU 2020139902A RU 2020139902 A RU2020139902 A RU 2020139902A RU 2764409 C1 RU2764409 C1 RU 2764409C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- vacuum
- fire
- suction
- open
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C11/00—Portable extinguishers with manually-operated pumps
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
Предлагаемое изобретение относится к противопожарной технике, в частности к техническим средствам, повышающим надежность функционирования пожарных насосно-рукавных систем (ПНРС) в низкотемпературных условиях.The present invention relates to fire-fighting equipment, in particular to technical means that increase the reliability of the operation of fire pump-hose systems (PNRS) in low-temperature conditions.
Ввиду отсутствия гидрантов воду для тушения часто приходится забирать из открытых естественных и искусственных водоисточников (рек, прудов, озер, колодцев, ям-копаней и т.п.). При работе от открытых водоисточников пожарные насосно-рукавные системы, помимо центробежного насоса собственно в сборе с коллектором и напорными вентилями, напорными рукавными линиями и пожарными стволами, содержат вакуумную систему и всасывающую рукавную линию, которая включает всасывающую сетку с обратным клапаном и всасывающие рукава.Due to the lack of hydrants, extinguishing water often has to be taken from open natural and artificial water sources (rivers, ponds, lakes, wells, pits, etc.). When working from open water sources, fire hose pump systems, in addition to the centrifugal pump itself assembled with a manifold and pressure valves, pressure hose lines and fire hoses, contain a vacuum system and a suction hose line, which includes a suction grid with a check valve and suction hoses.
Каждый всасывающий рукав в сборе конструктивно состоит из гибкого резинового трубопровода, армированного стальной проволочной спиралью и соединительных головок по его концам. В кольцевой канавке каждой головки располагается резиновое уплотнительное кольцо. Всасывающие рукава, применяемые с пожарными насосами, должны быть герметичными, не иметь местных вздутий, разрывов, деформации, отслаивания внутреннего резинового слоя и т.п. (см. Пожарная техника: Учебник / Под ред. М.Д. Безбородько - М.: Академия ГПС МЧС России, 2004. - 550 с.).Each suction hose assembly structurally consists of a flexible rubber pipeline reinforced with a steel wire spiral and connecting heads at its ends. A rubber o-ring is located in the annular groove of each head. Suction hoses used with fire pumps must be airtight, free of local swellings, ruptures, deformation, peeling of the inner rubber layer, etc. (see Fire Engineering: Textbook / Edited by M.D. Bezborodko - M .: Academy of the State Fire Service of the Ministry of Emergencies of Russia, 2004. - 550 p.).
Для предварительного заполнения водой пожарного насоса и всасывающей рукавной линии при заборе воды из открытого водоисточника известна система с автономным приводом (А.С. №1618427 СССР А62С 25/00. Система заполнения водой пожарного насоса и всасывающей рукавной линии пожарного автомобиля / Егоров Г.И., Ильясов P.M., Титов Н.В. // Открытия. Изобретения. - 1991. - №1. - с. 29.).For pre-filling with water a fire pump and a suction hose line when taking water from an open water source, a system with an autonomous drive is known (AS No. ., Ilyasov RM, Titov N.V. // Discoveries. Inventions. - 1991. - No. 1. - p. 29.).
Данная система имеет дополнительный насос, который установлен снаружи всасывающей сетки и связан с всасывающей рукавной линией посредством трубопровода с установленным в нем обратным клапаном. Трубопровод дополнительного насоса присоединен выше обратного клапана всасывающей сетки. Дополнительный насос имеет электрический привод, подключенный к бортовой электросети пожарного автомобиля. Система заполняет полости пожарного насоса и всасывающей рукавной линии подачей воды под напором. После чего включают привод пожарного насоса. Недостатками такой системы являются увеличенные массогабаритные параметры всасывающей сетки в сборе, низкая надежность дополнительного электронасоса и необходимость в более мощном электрогенераторе шасси пожарного автомобиля.This system has an additional pump, which is installed outside the suction grid and is connected to the suction hose line through a pipeline with a check valve installed in it. The piping of the additional pump is connected above the check valve of the suction screen. The additional pump has an electric drive connected to the on-board power supply of the fire truck. The system fills the cavities of the fire pump and the suction hose line with pressurized water. Then turn on the fire pump drive. The disadvantages of such a system are the increased weight and size parameters of the suction grid assembly, the low reliability of the additional electric pump and the need for a more powerful electric generator of the fire truck chassis.
Наиболее распространены типовые вакуумные системы пожарных центробежных насосов предназначенные для предварительного заполнения полостей насоса и всасывающих рукавов водой из открытого водоисточника посредством их вакуумирования. Типовая вакуумная система содержит штатные вакуумный насос, вакуумный кран предназначенный для сообщения/разобщения вакуумного насоса с полостью насоса и имеющий два положения: «Открыто» и «Закрыто», а также соединительный трубопровод. Для контроля полноты заполнения водой указанных полостей вакуумный кран располагается в самой верхней точке коллектора спецагрегата.The most common are typical vacuum systems of fire centrifugal pumps designed to pre-fill the cavities of the pump and suction hoses with water from an open water source by evacuating them. A typical vacuum system contains a regular vacuum pump, a vacuum cock designed to communicate / disconnect the vacuum pump from the pump cavity and has two positions: "Open" and "Closed", as well as a connecting pipeline. To control the completeness of filling the specified cavities with water, a vacuum valve is located at the highest point of the collector of the special unit.
Алгоритм действий оператора насоса зимой при заборе воды из открытого водоисточника с использованием исправной типовой вакуумной системы состоит в следующем. Для исключения появления воронки и засасывания, таким образом, воздуха всасывающую сетку собранной всасывающей рукавной линии погружают в воду на глубину не менее 300 мм, а другой ее конец - присоединяют к всасывающему патрубку спецагрегата. Вакуумный кран устанавливается в положение «Открыто».The algorithm of actions of the pump operator in winter when taking water from an open water source using a serviceable typical vacuum system is as follows. To prevent the appearance of a funnel and thus suction of air, the suction mesh of the assembled suction hose line is immersed in water to a depth of at least 300 mm, and its other end is connected to the suction pipe of the special unit. The vacuum valve is set to the "Open" position.
Затем необходимо включить вакуумный насос, который выключают лишь после того, как из его выпускного отверстия польется струя воды. Это означает, что пожарный насос и всасывающая линия полностью заполнены водой и готовы к работе. Затем включают привод спецагрегата. Рабочее колесо насоса начинает вращаться и, вследствие действия центробежных сил, манометр фиксирует наличие давления воды в его корпусе. После чего оператор сначала медленно открывает клапан напорного вентиля свободного патрубка и, при устойчивой работе насоса, можно подавать огнетушащие вещества (воду или пену) через другие вентили на тушение либо охлаждение конструкций и т.п.(см. Пожарная техника: Учебник / Под ред. М.Д. Безбородько - М.: Академия ГПС МЧС России, 2004. - 550 с.).Then it is necessary to turn on the vacuum pump, which is turned off only after a stream of water flows from its outlet. This means that the fire pump and suction line are completely filled with water and ready to go. Then turn on the drive of the special unit. The impeller of the pump begins to rotate and, due to the action of centrifugal forces, the pressure gauge detects the presence of water pressure in its housing. After that, the operator first slowly opens the valve of the pressure valve of the free branch pipe and, with stable operation of the pump, fire extinguishing agents (water or foam) can be supplied through other valves to extinguish or cool structures, etc. (see Fire Engineering: Textbook / Ed. M.D. Bezborodko - M.: Academy of the State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia, 2004. - 550 p.).
В экстремально-низких метеорологических условиях температура воды в открытых водоисточниках опускается до плюс 0,3°С (см. Алешков М.В. Повышение работоспособности напорных рукавных линий при тушении пожаров в условиях низких температур: дис. канд. техн. наук. / ВИПТШ МВД РФ. - М.: 1990. - 293 с.). Зимой при заборе воды из открытых водоисточников велика доля отказов пожарных насосно-рукавных систем при пуске воды в напорную магистральную рукавную линию. Особенно это имеет место при повышенных высотах всасывания (см. Егоров Г.И. Повышение работоспособности систем насосных установок пожарных автомобилей: дисс…канд. техн. наук / ВИПТШ МВД РФ. - М.: 1993. - 170 с.) либо когда непосредственный подъезд к водоисточнику затруднен или невозможен и потому пожарный автомобиль вынуждены располагать на некотором удалении. В данном случае его всасывающая линия естественно будет состоять из нескольких рукавов, которые вмещают значительные высокоинертные массы холодной и вязкой воды.In extremely low meteorological conditions, the water temperature in open water sources drops to plus 0.3 ° C (see Aleshkov M.V. Improving the performance of pressure hose lines when extinguishing fires at low temperatures: dis. candidate of technical sciences. / VIPTSh Ministry of Internal Affairs of the Russian Federation. - M .: 1990. - 293 p.). In winter, when water is taken from open water sources, a high proportion of failures of fire pump-hose systems when water is released into the pressure main hose line. This is especially the case at elevated suction heights (see Egorov G.I. Improving the efficiency of fire engine pumping systems: diss ... cand. access to the water source is difficult or impossible, and therefore the fire truck has to be located at some distance. In this case, its suction line will naturally consist of several sleeves that contain significant highly inert masses of cold and viscous water.
Отказы ПНРС зимой обусловлены следующими объективными и субъективными причинами. Так, объективным являются следующий фактор. При понижении температуры воздуха от плюс 30°С (303 К) до минус 30°С (243 К) его вязкость уменьшается наполовину (см. Исаченко В.П., Осипова В.А. и др. Теплопередача. М.: Энергоиздат, 1981. - 416 с.). В результате значительно возрастает способность холодного маловязкого воздуха "затекать" через какие-либо неплотности во всасывающую линию и в насос собственно.Failures of PNRS in winter are due to the following objective and subjective reasons. So, the following factor is objective. When the air temperature drops from plus 30 ° C (303 K) to minus 30 ° C (243 K), its viscosity decreases by half (see Isachenko V.P., Osipova V.A. and others. Heat transfer. M .: Energoizdat, 1981. - 416 p.). As a result, the ability of cold low-viscosity air to “flow” through any leaks into the suction line and into the pump itself increases significantly.
Кроме того, при понижении температуры воды с 20°С до 0°С ее плотность повышается незначительно - с 998,2 до 999,9 кг/м3. А кинематическая вязкость увеличивается существенно: с 1,006⋅106 до 1,789⋅106 м2/с - на 77,8%, т.е. практически вдвое (см. Михеев М.А. Основы теплопередачи / М.А. Михеев, И.М. Михеева. - М.: Энергия, 1973. - 320 с.). Таким образом, зимой значительно возрастает инерционность воды, находящейся в открытом водоисточнике и во всасывающей линии насоса. Именно этим объясняется следующий факт. В результате резкого открытия клапана напорного вентиля (например, вследствие его примерзания к седлу либо низкой квалификацией оператора и т.п.) спецагрегата и, одновременно, запаздывания открытия обратного клапана всасывающей сетки и, соответственно, запаздывания поступления холодной вязкой воды из открытого водоисточника во всасывающую линию, происходит выброс некоторого количества воды в напорную рукавную линию с последующим срывом работы насосно-рукавной системы. Другими словами, имеет место невыполнение условия баланса масс отводимой от пожарного насоса воды и подводимой.In addition, when the water temperature drops from 20°C to 0°C, its density increases slightly - from 998.2 to 999.9 kg/m 3 . And the kinematic viscosity increases significantly: from 1.006⋅10 6 to 1.789⋅10 6 m 2 /s - by 77.8%, i.e. almost twice (see Mikheev M.A. Fundamentals of heat transfer / M.A. Mikheev, I.M. Mikheeva. - M .: Energy, 1973. - 320 p.). Thus, in winter, the inertia of the water in the open water source and in the suction line of the pump increases significantly. This explains the following fact. As a result of the abrupt opening of the pressure valve valve (for example, due to its freezing to the seat or low qualification of the operator, etc.) of the special unit and, at the same time, the delay in opening the suction grid check valve and, accordingly, the delay in the flow of cold viscous water from the open water source into the suction line, a certain amount of water is released into the pressure hose line, followed by a disruption in the operation of the pump-hose system. In other words, there is a non-fulfillment of the mass balance condition for the water removed from the fire pump and the water supplied.
Субъективной причиной ухудшения герметичности всасывающей линии зимой являются физико-механические свойства материалов пожарных рукавов. Так, известно (см. В.И. Веттегрень, В.Н. Ложкин, М.А. Савин. Эффективная эксплуатация основных пожарных автомобилей при низких температурах: монография - 2-е изд., перераб. и доп. - Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России. 2019. 356 с.), что при понижении температуры резинотехнические изделия утрачивают высокоэластичные свойства, происходит переход в стеклообразное состояние и возрастание жесткости резины. Потеря резиной эластичности ведет к нарушению герметичности и поломкам деталей - разрушению уплотнений, манжет, диафрагм и т.п. Негерметичность всасывающей линии зимой часто связана с тем, что теряют эластичность - «дубеют» - резиновые уплотнительные кольца соединительных головок рукавов. Так же имеют место случаи отслоения внутреннего резинового слоя рукавов и т.п.The subjective reason for the deterioration of the tightness of the suction line in winter is the physical and mechanical properties of the materials of fire hoses. So, it is known (see V.I. Vettegren, V.N. Lozhkin, M.A. Savin. Efficient operation of the main fire trucks at low temperatures: monograph - 2nd ed., Revised and added. - Ekaterinburg: URI State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia. 2019. 356 pp.), that with a decrease in temperature, rubber products lose their highly elastic properties, a transition to a glassy state and an increase in rubber stiffness occur. The loss of rubber elasticity leads to a violation of tightness and breakage of parts - the destruction of seals, cuffs, diaphragms, etc. Leakage of the suction line in winter is often associated with the fact that they lose their elasticity - "tan" - the rubber sealing rings of the connecting heads of the sleeves. There are also cases of delamination of the inner rubber layer of sleeves, etc.
Рассмотрим физику процессов происходящих в пожарном центробежном насосе, когда зимой, вследствие нарушения герметичности всасывающей линии, в его полость поступает воздух. Следовательно, внутри спецагрегата будет иметь место двухфазная водо-воздушная среда. Под действием центробежных сил вращающееся рабочее колесо нагнетает к периферии корпуса более плотную среду - воду, поступившую из водоисточника. А воздух, как менее плотная фаза, естественно сосредотачивается вблизи оси его вращения. Таким образом, в спецагрегате образуется воздушная пробка. Очевидно, что динамика увеличения ее размеров и объема прямо зависит от размеров негерметичности всасывающей линии, величин подач насоса и частот вращения рабочего колеса. По мере роста габаритов пробки увеличивается ее гидравлическое сопротивление, что препятствует поступлению в насос холодной и потому весьма вязкой воды. Увеличивающаяся в размерах воздушная пробка приводит к понижению интенсивности подачи воды либо пены в очаг пожара (см. Приказ МЧС России от 16.10.2017 г. №444 «Об утверждении Боевого устава подразделений пожарной охраны, определяющего порядок организации тушения пожаров и проведения АСР»), не позволяет пожарным насосам обеспечивать необходимые, складывающиеся по оперативной обстановке, величины расходов вплоть до полного прекращения подачи огнетушащих веществ.Let us consider the physics of the processes occurring in a fire centrifugal pump, when in winter, due to a violation of the tightness of the suction line, air enters its cavity. Consequently, a two-phase water-air environment will take place inside the special unit. Under the action of centrifugal forces, the rotating impeller pumps a denser medium to the periphery of the casing - water from a water source. And air, as a less dense phase, naturally concentrates near the axis of its rotation. Thus, an air lock is formed in the special unit. It is obvious that the dynamics of the increase in its size and volume directly depends on the size of the leakage in the suction line, the pump flow rates and the rotational speed of the impeller. As the dimensions of the plug increase, its hydraulic resistance increases, which prevents cold and therefore very viscous water from entering the pump. An increasing airlock leads to a decrease in the intensity of water or foam supply to the fire site (see Order of the Russian Emergencies Ministry dated October 16, 2017 No. 444 “On approval of the Combat Regulations of fire departments, which determines the procedure for organizing fire extinguishing and conducting ACP”), does not allow fire pumps to provide the necessary flow rates, which are formed according to the operational situation, up to the complete cessation of the supply of fire extinguishing agents.
Постоянное поступление воздуха через неплотности также делает невозможным создание спецагрегатами необходимых напоров, соответственно сокращаются дальности полета струй (- что также отрицательно влияет на безопасность личного состава) и которые, к тому же, из требуемых компактных становятся распыленными, появляются проблемы с реализацией гидродинамического способа пожаротушения.The constant supply of air through leaks also makes it impossible for the special units to create the necessary pressures, respectively, the flight range of the jets is reduced (which also negatively affects the safety of personnel) and which, moreover, from the required compact ones become sprayed, problems arise with the implementation of the hydrodynamic method of fire extinguishing.
Таким образом, нарушение герметичности всасывающих линий при низких температурах существенно ухудшает оперативность действий, тактические возможности и эффективность боевых расчетов.Thus, the violation of the tightness of the suction lines at low temperatures significantly impairs the efficiency of actions, tactical capabilities and the effectiveness of combat crews.
Между тем известно, что каждая минута среднестатистического пожара, например в 2018 году, обошлась российскому обществу более чем в 13000 руб. полного ущерба (а каждая секунда - свыше 200 руб.) и гибелью 0,001882 человек, т.е. порядка 6 жертв на каждые 100 пожаров (см. В.И. Веттегрень, В.Н. Ложкин, М.А. Савин. Эффективная эксплуатация основных пожарных автомобилей при низких температурах: монография - 2-е изд., перераб. и доп. - Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России. 2019. 356 с.).Meanwhile, it is known that every minute of an average fire, for example in 2018, cost Russian society more than 13,000 rubles. total damage (and every second - over 200 rubles) and the death of 0.001882 people, i.e. about 6 victims for every 100 fires (see V.I. Vettegren, V.N. Lozhkin, M.A. Savin. Effective operation of the main fire trucks at low temperatures: monograph - 2nd ed., Rev. and add. - Yekaterinburg: URI GPS EMERCOM of Russia, 2019, 356 p.).
Совершенно очевидно, что зимой в условиях цейтнота и стрессовой ситуации пожара весьма актуальным будет техническое решение, направленное на уменьшение объема, а еще лучше - на полное удаление воздушной пробки из полости работающего спецагрегата.It is quite obvious that in winter, in conditions of time pressure and a stressful fire situation, a technical solution aimed at reducing the volume, and even better, at completely removing the air plug from the cavity of the working special unit, will be very relevant.
Именно данная типовая конструкция пожарной насосно-рукавной системы и ее вакуумной системы, а также алгоритм действий оператора при работе спецагрегата от открытых водоисточников в условиях низких температур, по мнению заявителя, является прототипом изобретения.It is this typical design of the fire pump-hose system and its vacuum system, as well as the algorithm of the operator's actions during the operation of the special unit from open water sources at low temperatures, according to the applicant, is the prototype of the invention.
Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности пожарных насосно-рукавных систем при работе от открытых водоисточников в низкотемпературных условиях, предотвращение срыва их работы, вследствие нарушения герметичности всасывающей рукавной линии за счет модернизации конструкции вакуумной системы и изменения алгоритма управления ею и при минимальных доработках устройств гидравлического оборудования.The objective of the claimed invention is to increase the reliability of fire pump-hose systems when operating from open water sources in low-temperature conditions, to prevent disruption of their work due to a violation of the tightness of the suction hose line by modernizing the design of the vacuum system and changing its control algorithm and with minimal modifications to hydraulic equipment devices.
Поставленная задача решается тем, что вакуумную систему насоса необходимо дополнить рядом деталей и узлов и, соответственно, изменить алгоритм управления ею. Так, в частности, доукомплектовать следующими элементами: дополнительным вакуумным краном аналогичной конструкции с типовым и также имеющем два положения: «Открыто» и «Закрыто»; его заборной трубкой в обтекаемым пилоне; трехходовым краном-тройником имеющем три положения: «Забор воды», «Удаление воздуха» и «Форсированный забор»; а также трубопроводами, сообщающими оба вакуумных крана с тройником и далее с вакуумным насосом.The problem is solved by the fact that the pump vacuum system must be supplemented with a number of parts and assemblies and, accordingly, the control algorithm for it must be changed. So, in particular, to complete with the following elements: an additional vacuum valve of a similar design with a typical one and also having two positions: “Open” and “Closed”; its intake tube in a streamlined pylon; a three-way tee-faucet with three positions: "Water intake", "Air removal" and "Forced intake"; as well as pipelines connecting both vacuum valves with a tee and further with a vacuum pump.
Дополнительный вакуумный кран предлагается смонтировать на всасывающем патрубке крышки центробежного насоса Данный узел предназначен для принудительного удаления поступающего через неплотности воздуха, который, при работе спецагрегата, локализуется в области близкой к оси его вращающегося рабочего колеса. Заборная трубка дополнительного вакуумного крана размещена внутри всасывающего патрубка крышки пожарного насоса, зафиксирована там с помощью пилона обтекаемого сечения, а ее срез, исполнен под углом 45° к оси трубки, обращен в сторону рабочего колеса и расположен в кольцевом зазоре между ступицей рабочего колеса насоса и его лопатками.An additional vacuum valve is proposed to be mounted on the suction pipe of the centrifugal pump cover. This unit is designed to force the removal of air entering through leaks, which, during the operation of a special unit, is localized in an area close to the axis of its rotating impeller. The suction pipe of the additional vacuum cock is placed inside the suction pipe of the fire pump cover, fixed there with the help of a streamlined section pylon, and its cut, made at an angle of 45 ° to the axis of the pipe, faces the impeller and is located in the annular gap between the hub of the pump impeller and his shoulder blades.
С помощью соединительного трубопровода и трехходового крана-тройника (в положении «Забор воды») при заборе воды будет обеспечено сообщение открытого штатного вакуумного крана с вакуумным насосом, а сразу после забора воды - их разобщение. Затем, уже после включения привода пожарного насоса, трехходовой кран переводят в положение «Удаление воздуха» и соединительный трубопровод будут сообщать открытый дополнительный вакуумный кран с тройником и далее с вакуумным насосом. Таким образом, в течение всего времени пожаротушения (ликвидации ЧС, аварии) воздух, попадающий через неплотности всасывающей линии, будет принудительно отсасываться из полости спецагрегата и, тем самым, будет минимизирована вероятность срыва работы ПИРС.With the help of a connecting pipeline and a three-way tee valve (in the “Water intake” position), when water is taken, the connection of the open standard vacuum valve with the vacuum pump will be ensured, and immediately after water intake, they will be disconnected. Then, after the fire pump drive is turned on, the three-way valve is switched to the "Air removal" position and the connecting pipeline will communicate an open additional vacuum valve with a tee and then with a vacuum pump. Thus, during the entire time of fire extinguishing (liquidation of emergencies, accidents), air entering through leaks in the suction line will be forcibly sucked out of the cavity of the special unit and, thereby, the probability of failure of the PIRS operation will be minimized.
На фиг. 1 представлен продольный разрез пожарного центробежного насоса с функциональной схемой модернизированной вакуумной системой, работающей в режиме «Забор воды» (привод пожарного насоса и его стационарный пеносмеситель условно не показаны). Конструкция включает следующие элементы и сборочные единицы: 1 - корпус насоса в сборе с коллектором и напорными вентилями; 2 - рабочее колесо на валу с двумя подшипниками; 3 - крышка насоса со всасывающим патрубком; 4 - штатный вакуумный кран имеющий два положения «Открыто» и «Закрыто»; 5 - трубопровод, сообщающий штатный вакуумный кран 4 с трехходовым краном-тройником 6 имеющем три положения «Забор воды», «Удаление воздуха» и «Форсированный забор»; 7 - вакуумный насос; 8 - дополнительный вакуумный кран с двумя положениями «Открыто» и «Закрыто»; 9 - заборная трубка дополнительного вакуумного крана в пилоне обтекаемого сечения; 10 - трубопровод сообщающий дополнительный вакуумный кран 8 с трехходовым краном-тройником 6.In FIG. 1 shows a longitudinal section of a fire centrifugal pump with a functional diagram of a modernized vacuum system operating in the “Water Intake” mode (the fire pump drive and its stationary foam mixer are not shown conventionally). The design includes the following elements and assembly units: 1 - pump housing complete with manifold and pressure valves; 2 - impeller on the shaft with two bearings; 3 - pump cover with suction pipe; 4 - regular vacuum valve having two positions "Open" and "Closed"; 5 - a pipeline connecting a
На фиг. 2 представлен продольный разрез пожарного центробежного насоса с функциональной схемой модернизированной вакуумной системой, работающей в режиме «Отсос воздуха» (название позиций одинаковы с фиг. 1).In FIG. 2 shows a longitudinal section of a fire centrifugal pump with a functional diagram of a modernized vacuum system operating in the "Air Suction" mode (item names are the same as in Fig. 1).
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:Comparison of the proposed technical solution with the prototype shows that it has the following features:
• в конструкции пожарной насосно-рукавной системы, в частности на крышке насоса со всасывающим патрубком смонтирован дополнительный вакуумный кран, с двумя положениями: «Открыто» и «Закрыто», а его заборная трубка размещена в пилоне обтекаемого сечения, который в свою очередь, расположен внутри всасывающего патрубка крышки пожарного насоса. Такое сечение пилона оказывает минимальное гидравлическое сопротивление потоку холодной и потому весьма вязкой воды. Причем концевой срез заборной трубки исполнен под углом 45 ° к ее оси, обращен в сторону рабочего колеса и расположен в кольцевом зазоре между ступицей рабочего колеса насоса и его лопатками;• in the design of the fire pump-hose system, in particular, an additional vacuum cock is mounted on the pump cover with a suction pipe, with two positions: “Open” and “Closed”, and its intake pipe is located in a streamlined section pylon, which, in turn, is located inside the suction pipe of the fire pump cover. Such a section of the pylon provides minimal hydraulic resistance to the flow of cold and therefore very viscous water. Moreover, the end section of the intake tube is made at an angle of 45 ° to its axis, facing the impeller and located in the annular gap between the hub of the pump impeller and its blades;
• в конструкции пожарной насосно-рукавной системы предусмотрен трехходовой кран-тройник имеющий три положения: «Забор воды» и «Удаление воздуха» и «Форсированный забор»; а также имеется трубопроводы, соединяющие штатный и дополнительный вакуумные краны с тройником. С помощью трехходового крана-тройника при заборе воды будет обеспечено сообщение открытого штатного вакуумного крана с вакуумным насосом, а сразу после забора воды - их разобщение. Затем, уже после включения привода пожарного насоса, трехходовой кран и соединительный трубопровод обеспечат сообщение открытого дополнительного вакуумного крана с вакуумным насосом и, следовательно, отсос воздуха, поступающего в спецагрегат через неплотности всасывающей линии в продолжении всей его работы на пожаре.• in the design of the fire pump-hose system, a three-way crane-tee is provided with three positions: “Water intake” and “Air removal” and “Forced intake”; and there are also pipelines connecting the standard and additional vacuum valves with a tee. With the help of a three-way tee-faucet, when water is taken, communication will be provided between the open regular vacuum valve and the vacuum pump, and immediately after water intake, their separation. Then, after the fire pump drive is turned on, the three-way valve and the connecting pipeline will ensure the communication of the open additional vacuum valve with the vacuum pump and, consequently, the suction of air entering the special unit through leaks in the suction line during its entire operation on fire.
Таким образом, можно предположить, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».Thus, it can be assumed that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty".
Изобретение содержит в основном стандартные элементы из области пожарного машиностроения, а дополнительный вакуумный кран идентичен штатному. Аналогично трехходовой кран и соединительные трубопроводы могут быть приобретены в качестве стандартных изделий или изготовлены на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому он соответствует критерию «промышленная применимость».The invention contains mainly standard elements from the field of fire engineering, and an additional vacuum valve is identical to the regular one. Similarly, the three-way valve and connecting piping may be purchased as standard products or manufactured using standard equipment using known manufacturing processes, so it meets the criterion of "industrial applicability".
При проведении боевых действий по тушению пожара (ликвидации ЧС) в зимних условиях пожарную насосно-рукавную систему с вакуумной системой такой конструкции следует применять согласно следующему алгоритму.When carrying out combat operations to extinguish a fire (liquidation of emergency situations) in winter conditions, a fire pump-hose system with a vacuum system of this design should be used according to the following algorithm.
По прибытии оперативного расчета на пожарном автомобиле к месту вызова по возможности его устанавливают от открытого водоисточника для работы с минимальными удалением и высотой всасывания и производится боевое развертывание. Для исключения появления воронки и засасывания воздуха всасывающую сетку собранной всасывающей рукавной линии погружают в воду на глубину не менее 300 мм, а другой конец всасывающей линии - присоединяют к всасывающему патрубку спецагрегата. Для забора воды из открытого водоисточника штатный вакуумный кран 4 устанавливают в положение «Открыто», а трехходовой кран 6 - в положение «Забор воды». Затем необходимо включить вакуумный насос 7. Струя воды из его выпускного отверстия означает, что пожарный насос и всасывающая линия полностью заполнены водой и готовы к работе. После чего штатный вакуумный кран 4 - закрывают, а трехходовой кран 6 устанавливают в положение «Удаление воздуха». Затем включают привод спецагрегата. Рабочее колесо 2 насоса начинает вращаться и, вследствие действия центробежных сил, манометр фиксирует наличие давления воды в его корпусе. Далее дополнительный вакуумный кран 8 устанавливают в положение «Открыто». (Диагностировать наличие воздуха в струе воды, истекающей из вакуумного насоса можно по следующим внешним признакам: шуршание и щелчки, разрывы сплошности потока, что означает, что поток двухфазный, водо-воздушный. Очевидно, что по этим признакам можно судить о величине негерметичности всасывающей рукавной линии. Напротив - отсутствие указанных признаков свидетельствует о герметичности всасывающей рукавной линии.) Затем оператор сначала медленно открывает клапан напорного вентиля свободного патрубка и, при устойчивой работе насоса, можно подавать воду через другие вентили.Upon the arrival of the operational crew on a fire truck to the place of call, if possible, it is installed from an open water source to work with minimal distance and suction height, and combat deployment is carried out. To prevent the appearance of a funnel and air suction, the suction mesh of the assembled suction hose line is immersed in water to a depth of at least 300 mm, and the other end of the suction line is connected to the suction pipe of the special unit. To draw water from an open water source, the
Очевидно, что предлагаемая модернизированная вакуумная система позволяет также существенно сократить время забора воды из открытого водоисточника. Разумеется, при этом должна несколько изменяется последовательность действий оператора. В частности, после выполнения всех предварительных процедур боевого развертывания, следует открыть оба вакуумных крана, а трехходовой кран - поставить в третье положение «Форсированный забор» (см. фиг. 3), т.е. сообщить оба вакуумных крана с работающим вакуумным насосом. (Естественно, что для реализации данного режима будет необходим вакуумный насос большей производительности.) После забора воды штатный вакуумный кран 4 следует закрыть, а дополнительный вакуумный кран 8 остается открытым в течение всего времени работы пожарного насоса.It is obvious that the proposed modernized vacuum system can also significantly reduce the time of water intake from an open water source. Of course, in this case, the sequence of actions of the operator should change somewhat. In particular, after completing all the preliminary procedures for combat deployment, both vacuum valves should be opened, and the three-way valve should be set to the third position “Forced fence” (see Fig. 3), i.e. communicate both vacuum valves with the vacuum pump running. (Naturally, to implement this mode, a higher capacity vacuum pump will be required.) After water is taken, the
Техническим результатом заявляемого изобретения является исключение срывов пожарных насосно-рукавных систем при работе от открытых водоисточников в низкотемпературных условиях, минимизации времени локализации и ликвидации пожаров и других ЧС, снижения величин материального ущерба, количества травмированных и летальных исходов, в конечном счете - повышение адаптации пожарной насосно-рукавной системы к низким температурам при обеспечении пожарных насосов указанным гидравлическим оборудованием.The technical result of the claimed invention is the exclusion of breakdowns of fire pump-hose systems when operating from open water sources in low-temperature conditions, minimizing the time for localization and elimination of fires and other emergencies, reducing material damage, the number of injured and fatal outcomes, and ultimately increasing the adaptation of the fire pump - hose system to low temperatures while providing fire pumps with the specified hydraulic equipment.
Таким образом, данным техническим решением нивелируется негативное влияние низких температур на пожарные насосно-рукавные системы в процессе забора и подачи воды от открытых водоисточников и достигается повышение их приспособленности к суровым природно-климатическим условиям для безусловного выполнения поставленных боевых задач.Thus, this technical solution neutralizes the negative impact of low temperatures on fire pump-hose systems in the process of taking and supplying water from open water sources and achieves an increase in their adaptability to harsh natural and climatic conditions for the unconditional fulfillment of the assigned combat missions.
Предложенный вариант технического решения конструктивно прост и может найти применение в пожарных автомобилях для Севера последней генерации, а также и в парке пожарных автомобилях исполнения У в осенне-зимний период эксплуатации.The proposed variant of the technical solution is structurally simple and can be used in fire trucks for the North of the latest generation, as well as in the park of fire trucks of U design in the autumn-winter period of operation.
Разумеется, также и в летнее время такая модернизированная вакуумная система и предлагаемый алгоритм действий оператора насоса обеспечат забор воды из открытого водоисточника и ее гарантированную подачу при выполнении задач по тушению и ликвидации аварий, других ЧС и их последствий даже при наличии некоторой негерметичности всасывающей линии.Of course, also in the summer, such a modernized vacuum system and the proposed algorithm for the actions of the pump operator will ensure the intake of water from an open water source and its guaranteed supply when performing tasks of extinguishing and eliminating accidents, other emergencies and their consequences, even if there is some leakage in the suction line.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020139902A RU2764409C1 (en) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | Apparatus of a firefighting pump and hose system for increasing adaptation thereof to low temperatures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020139902A RU2764409C1 (en) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | Apparatus of a firefighting pump and hose system for increasing adaptation thereof to low temperatures |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2764409C1 true RU2764409C1 (en) | 2022-01-18 |
Family
ID=80040547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020139902A RU2764409C1 (en) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | Apparatus of a firefighting pump and hose system for increasing adaptation thereof to low temperatures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2764409C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU222919U1 (en) * | 2023-11-09 | 2024-01-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский институт Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" | Sleeve water collector for low temperature conditions |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1618427A1 (en) * | 1987-03-30 | 1991-01-07 | Г.И.Егоров, Р.М.Иль сов и Н.В.Титов | Water feeding system of fire extinguishing pump |
| 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 |
| US9592949B2 (en) * | 2008-09-04 | 2017-03-14 | Aptar France Sas | Device for dispensing a fluid product |
| WO2019118908A1 (en) * | 2017-12-14 | 2019-06-20 | Adaptive Global Solutions, LLC | Fire resistant aerial vehicle for suppressing widespread fires |
| RU2722615C1 (en) * | 2019-09-02 | 2020-06-02 | Павел Дмитриевич Ридигер | Fire-fighting pumping-hose system |
-
2020
- 2020-12-03 RU RU2020139902A patent/RU2764409C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1618427A1 (en) * | 1987-03-30 | 1991-01-07 | Г.И.Егоров, Р.М.Иль сов и Н.В.Титов | Water feeding system of fire extinguishing pump |
| US9592949B2 (en) * | 2008-09-04 | 2017-03-14 | Aptar France Sas | Device for dispensing a fluid product |
| 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 |
| WO2019118908A1 (en) * | 2017-12-14 | 2019-06-20 | Adaptive Global Solutions, LLC | Fire resistant aerial vehicle for suppressing widespread fires |
| RU2722615C1 (en) * | 2019-09-02 | 2020-06-02 | Павел Дмитриевич Ридигер | Fire-fighting pumping-hose system |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU222919U1 (en) * | 2023-11-09 | 2024-01-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский институт Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" | Sleeve water collector for low temperature conditions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109667768B (en) | Automatic pressure relief type water pump for fire engine | |
| RU2126284C1 (en) | Fire-extinguishing system employing automatic fire-fighting high-pressure device and fire-engine equipped with high-pressure pump | |
| KR101937330B1 (en) | apparatus controlling and preventing fastening of pump | |
| WO2018046973A2 (en) | Airborne pipeline docked to an earth reservoir to deliver water over long distance for aerial firefighting and irrigation. | |
| JPWO2019021958A1 (en) | Pump and seal system | |
| RU2764409C1 (en) | Apparatus of a firefighting pump and hose system for increasing adaptation thereof to low temperatures | |
| KR20080106927A (en) | Combined seawater and firewater system | |
| JP6113710B2 (en) | Fire pump car with submersible pump | |
| US6488265B2 (en) | Ball valve assembly | |
| US20110265880A1 (en) | Water-conserving fire protection systems | |
| US20210220684A1 (en) | Submersible water lifting assembly and automatic fire fighting system for unmanned platforms having said system | |
| CN210963673U (en) | Emergency rescue water cannon device | |
| HRP980564A2 (en) | Fire extinguishing system using hovercrafts | |
| CN110345254B (en) | Comprehensive stern tube sealing lubricating oil system | |
| US8426997B2 (en) | Rescue and emergency power method and system | |
| JP2012187286A (en) | Sprinkler fire-extinguishing equipment | |
| CN108744374A (en) | A kind of building and its fire extinguishing system and fire-fighting mode | |
| KR102653304B1 (en) | Vented gas and water hose units | |
| RU2339835C2 (en) | Fuel-tank pressurisation system | |
| US20090078323A1 (en) | Air discharge device | |
| GB2536741A (en) | Boiling water type nuclear power plant | |
| CN206846305U (en) | Mobile emergency supplies nitrogen device | |
| CN210397827U (en) | Booster-type hydrodynamic force valve controller | |
| CN102423523A (en) | Ultrahigh pressure continuous metal pipe fire engine | |
| KR100800243B1 (en) | A fire pump |