Способ подогрева воды, подаваемой по рукавным пожарным линиям

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к техническим средствам, предназначенным для предотвращения обледенения и замерзания пожарных рукавов. Суть способа подогрева воды, подаваемой по пожарным рукавным линиям: предварительный, а также сопутствующий в течение всего периода пожаротушения гидродинамический подогрев огнетушащей жидкости путем осуществления многократной рециркуляции (перепуска) ее с помощью обводной линии (нескольких параллельных линий) из напорного коллектора пожарного насоса в его всасывающую линию и далее обратно в насос. Для осуществления способа предлагается специальная вставка, размещаемая между всасывающей сеткой и всасывающим рукавом, представляющая собой струйный насос и состоящая из корпуса в виде трубы соответствующего диаметра с муфтовыми соединительными элементами по концам. Данный способ обеспечивает увеличение эффективности тушения пожаров в условиях низких температур окружающего воздуха. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к техническим средствам, предназначенным для предотвращения обледенения и замерзания пожарных рукавов.

Известен способ подогрева воды в пожарных рукавах за счет теплоты отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, реализованный посредством устройства [А. С. 1335302 СССР, А 62 С 27/16. Устройство для тушения пожара. /Вейнберг И.П. (СССР). - 2 с.: ил.], содержащего центробежный водяной насос с приводом от двигателя внутреннего сгорания, напорный трубопровод и средство обогрева воды от системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, которое выполнено в виде эжектора, причем его сопло соединено с коллектором центробежного насоса, диффузор - с напорным трубопроводом, а камера смешения - с системой выпуска отработавших газов.

Недостатками такого способа являются укорочение длины 2-фазной струи, истекающей из пожарного ствола, наряду с резким снижением ее механического воздействия на очаг пожара. Кроме того, очевидна его низкая надежность, например в случае перекрытия пожарного ствола, либо падения на рукавную линию какого-либо предмета или обрушения конструкции, либо вследствие наезда на рукавную линию транспортного средства. Тогда в результате гидравлического удара реально попадание воды через выпускной тракт в цилиндры двигателя пожарного автомобиля, что приведет, как минимум, к останову силового агрегата, и, соответственно, к срыву выполнения боевой задачи.

Известен также другой способ подогрева воды, подаваемой по рукавным линиям [А.С. 1586722 СССР, А 62 С 33/00. Вставка для подогрева воды, подаваемой по рукавной пожарной линии/Безбородько М.Д. и Алешков М.В. (СССР). - 2 с. : ил.]. Для осуществления способа на пожарном автомобиле устанавливается устройство, которое состоит из трубопровода, подсоединенного через муфтовые головки к пожарным рукавам, и змеевика, через фланцы связанного с трубопроводом для отвода части воды от основного потока. Дозирующий вентиль установлен на трубопроводе для регулирования подачи воды. Перечисленные элементы помещены в теплоизолированный кожух, имеющий два входных отверстия для поступления и одно выходное отверстие для поступления и выхода теплоносителя. При подаче в линию часть воды из основного потока попадает в змеевик, где и нагревается за счет подвода энергии теплоносителя, который поступает в кожух от автономных источников, после чего вода из змеевика попадает в основной поток. В итоге общая температура воды в рукаве поднимается.

Недостатками способа подогрева воды посредством вставки с внешним нагревом являются сложность ее конструкции и связанные с этим значительные затраты на изготовление, наличие предварительных операций для осуществления розжига источников внешнего нагрева - паяльных ламп, горелок и т.д. Кроме того, монтаж на пожарном автомобиле такого дополнительного агрегата является трудновыполнимой задачей из-за отсутствия свободных объемов в надстройке пожарного автомобиля.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа подогрева огнетушащей жидкости, подаваемой по рукавным линиям в условиях отрицательных температур окружающего воздуха при минимальных доработках насосных агрегатов пожарных машин, обеспечивающих упрощение конструкции и технологии применения, исключающих снижение функциональных возможностей пожарных/подразделений в зимнее время для обеспечения минимальных человеческих жертв и материальных потерь на пожарах и авариях. Кроме воды способ, согласно настоящему изобретению, может быть применен и для подогрева другой огнетушащей жидкости, например, пенообразующего раствора.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе подогрева воды, подаваемой по рукавным пожарным линиям, используемым при тушении пожаров в условиях низких температур окружающего воздуха, включающем заполнение забираемой из открытого водоисточника водой внутренних полостей всасывающих рукавов и пожарного насоса с последующим приведением во вращение его рабочего колеса, согласно изобретению осуществляют перепуск воды из напорного коллектора пожарного насоса в его всасывающую линию, для чего предусмотрено наличие обводного трубопровода с задвижкой, соединяющего напорный коллектор пожарного насоса с его всасывающей линией, которую открывают как для обеспечения рециркуляции всего потока воды для исключения закупоривания пожарных стволов и напорных рукавов в первый момент подачи воды в охлажденную рукавную пожарную линию, так и для обеспечения рециркуляции части потока воды в течение всего времени тушения пожара для снижения темпов льдообразования с обеспечением необходимой интенсивности подачи воды.

В частности, при использовании обводного трубопровода его подключают между всасывающей сеткой и всасывающим рукавом с помощью вставки в виде одноструйного насоса, расположенного соосно всасывающей сетке для подачи подогретой воды в центр эжектируемого потока.

В частности, при использовании обводного трубопровода его подключают непосредственно к всасывающему патрубку пожарного насоса.

В частности, используют 2-3-ступенчатый пожарный насос.

Таким образом, для осуществления повторной многократной рециркуляции (перепуска) воды по "большому" и "малому" кругам из напорного коллектора насоса отбирают воду и с помощью обводной/байпасной линии повторно подают в пожарный насос, где за счет внутреннего трения о рабочее колесо и стенки корпуса насоса происходит ее гидродинамический дополнительный вторичный многократный нагрев, осуществляемый как перед началом, так и в течение всего периода пожаротушения.

На фиг. 1 представлена схема подключения гидравлического оборудования к пожарному центробежному насосу для осуществления подогрева воды за счет рециркуляции (перепуска) ее части по "большому" кругу.

На фиг.2 приведена схема подключения гидравлического оборудования к пожарному центробежному насосу для осуществления подогрева огнетушащей жидкости за счет рециркуляции (перепуска) ее части по "малому" кругу.

На фиг.3 приведена схема, иллюстрирующая комбинированный способ подогрева рециркуляцией совместно по "большому" и по "малому" кругам.

На фиг. 4 приведена принципиальная схема устройства специальной вставки для осуществления рециркуляции/перепуска воды по "большому" кругу.

Схема фиг. 1 включает пожарный центробежный насос 1, его коллектор 2 с напорными задвижками правого 3 и левого 5 бортов, магистральную рукавную линию 4, заканчивающуюся пожарным стволом 11, обводную/байпасную гибкую рукавную линию, состоящую из пожарного рукава 9 со специальной вставкой 12. Позицией 10 обозначена всасывающая сетка, 13 - всасывающий рукав и всасывающий патрубок насоса 14. Всасывающая сетка 10, специальная вставка 12, а также часть всасывающего рукава 13 погружены в открытый водоисточник 20.

На фиг.2 приведена схема сообщения напорного коллектора 2 пожарного насоса 1 с его всасывающим патрубком 14 посредством стационарного обводного трубопровода 7 и байпасной задвижки 6.

Рециркуляция (перепуск) части огнетушащей жидкости по "большому" кругу (фиг.1) достигается установкой специальной вставки, размещенной между всасывающей сеткой 10 и всасывающим рукавом 13. Вставка представляет собой струйный насос (см. фиг.4). Корпус вставки 15 выполнен в виде трубы соответствующего диаметра с муфтовыми соединительными элементами 16 по концам. В корпусе вставки жестко закреплен подводящий патрубок 17 с рукавной арматурой 18 на одном конце для присоединения напорного гибкого байпасного рукава 9 и одноструйным соплом 19 на другом конце патрубка. Причем одноструйное сопло расположено концентрично оси вставки. Центральное сопло выполнено одноструйным по результатам ранее проведенных исследований [Савин М.А., Мичуров Г.М. и др. Экспериментальное исследование и совершенствование пожарного гидроэлеватора Г-600 // Опыт и проблемы обеспечения пожарной безопасности государства. Материалы 1-й Уральской научно-практической конференции. - Екатеринбургское пожарно-техническое училище МВД России: Екатеринбург, 1999. - 54 с.] . Сопло такой конструкции необходимо для обеспечения минимального коэффициента эжекции, а также для исключения, по возможности на достаточно большом протяжении, контакта подогретой огнегасящей жидкости с холодными стенками всасывающей рукавной линии.

Таким образом, весь "большой" байпасный круг будет находиться под напором, что обусловит падение темпов льдообразования во всасывающей линии и обеспечит снижение физических усилий пожарных при разборке этой части насосно-рукавной линии в ходе свертывания сил и средств после окончания боевых действий по тушению пожара. Кроме того, для минимизации диссипации тепла целесообразно в качестве подводящего гибкого байпасного трубопровода 9 использование толстостенного армированного напорно-всасывающего рукава.

Подогрев огнетушащей жидкости с помощью "малого" байпасного круга обеспечивается благодаря стационарному трубопроводу 7, соединяющему напорный коллектор 2 пожарного насоса 1 непосредственно с его всасывающим патрубком 14, путем открытия специальной байпасной задвижки 6.

Естественно, что в случае, когда насосная установка будет 2-3-ступенчатой, то отбор огнетушащей жидкости целесообразно производить из высоконапорного коллектора, где она обладает более высокими гидравлическими и теплотехническими параметрами.

Способ подогрева осуществляется следующим образом.

Зимой после забора воды из открытого водоисточника 20 и заполнения внутренних полостей фиг. 1 (фиг.3) всасывающего рукава 13 и пожарного насоса 1 приводится во вращение рабочее колесо последнего. Полностью открывают задвижку 5 (задвижки 5 и 6) и некоторое время огнетушащая жидкость циркулирует/перепускается (см. указки-стрелки) по следующему кругу: насос 1 - напорный коллектор 2 - байпасная линия 9 (линии 9, 7) - вставка 12 - всасывающий рукав 13 - пожарный насос 1, тем самым подогреваясь. При этом работу насоса на подогрев воды необходимо проводить на полной мощности двигателя привода. Такой предварительный подогрев необходим для того, чтобы исключить вероятность образования из воды пастообразной массы ("шуги") при открытии напорной задвижки 3 и поступлении первых порций воды в начальный момент ее подачи в заранее проложенный и уже охлажденный напорный пожарный рукав 4, что очень часто приводит к закупорке пожарных стволов 11 и замерзанию всей магистральной рукавной пожарной линии 4.

Последующий сопутствующий подогрев огнегасящей жидкости с использованием байпасной линии/линий осуществляется в течение всего периода тушения пожара. Причем подъем температуры воды на каждые 0,1^oС позволяет увеличить длину магистральной рукавной пожарной линии на 50 метров [Алешков М.В. Повышение работоспособности напорных рукавных линий при тушении пожаров в условиях низких температур. : Дисс. канд. техн. наук / ВИПТШ МВД СССР. - М.: 1990. - 140 с.].

Дополнительный положительный эффект предложенного гидродинамического способа подогрева огнегасящей жидкости за счет ее рециркуляции/перепуска ожидается еще и в том, что в условиях низких отрицательных температур позволяет работать двигателю внутреннего сгорания пожарного автомобиля в более оптимальном тепловом режиме (т. е. без переохлаждения, следовательно с меньшими износами и лучшей топливной экономичностью) [Груздев Ю.И. Улучшение топливно-экономических показателей сельскохозяйственных тракторов. - Ижевск. Удмуртия, 1988. - 126 с. ], т.к. увеличение производительности пожарного насоса автоматически приводит к увеличению нагрузки, а следовательно, и к возрастанию мощности, отбираемой спецагрегатом от силовой установки. Позитивно также и то, что при работе с перекрывными пожарными стволами прекращение расхода воды на тушение не вызовет излишний нагрев насоса, а значит, и воды, находящейся в нем и, как следствие, не произойдет обрыва водяного столба, что сведет к минимуму вероятность промерзания всасывающей линии.

Предложенный способ подогрева воды, подаваемой по пожарным рукавам, технически осуществим и может найти применение на пожарных автомобилях при их эксплуатации в условиях отрицательных температур окружающего воздуха, при этом дополнительные затраты на дооборудование пожарного насоса будут самыми минимальными.

Формула изобретения

1. Способ подогрева воды, подаваемой по рукавным пожарным линиям, используемым при тушении пожаров в условиях низких температур окружающего воздуха, включающий заполнение забираемой из открытого водоисточника водой внутренних полостей всасывающих рукавов и пожарного насоса с последующим приведением во вращение его рабочего колеса, отличающийся тем, что осуществляют перепуск воды из напорного коллектора пожарного насоса в его всасывающую линию, для чего предусмотрено наличие обводного трубопровода с задвижкой, соединяющего напорный коллектор пожарного насоса с его всасывающей линией, которую открывают как для обеспечения рециркуляции всего потока воды для исключения закупоривания пожарных стволов и напорных рукавов в первый момент подачи воды в охлажденную рукавную пожарную линию, так и для обеспечения рециркуляции части потока воды в течение всего времени тушения пожара для снижения темпов льдообразования с обеспечением необходимой интенсивности подачи воды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при использовании обводного трубопровода его подключают между всасывающей сеткой и всасывающим рукавом с помощью вставки в виде одноструйного насоса, расположенного соосно всасывающей сетке для подачи подогретой воды в центр эжектируемого потока.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при использовании обводного трубопровода его подключают непосредственно к всасывающему патрубку пожарного насоса.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что используют 2-3 ступенчатый пожарный насос.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4