Автономный газоструйный насос

Насос предназначен для нагнетания текучей газовой или жидкой среды в полевых условиях. Насос содержит корпус с элементами присоединения к всасывающей и нагнетательной магистралям, эжектор, по крайней мере, с одним соплом, ресивер с клапаном на входе, вентилем на выходе и устройством количественной оценки давления в ресивере, и устройство соединения с источником инициирующей газовой струи под давлением. Источник выполнен в виде патронов к огнестрельному стрелковому оружию со средством их срабатывания, упомянутым стрелковым оружием, временно присоединяемым к корпусу насоса с возможностью сообщения ствольной части и сопловых полостей через ресивер. Насос дополнительно содержит пулеуловитель. В состав пулеуловителя входят гаситель энергии пули и пулесборник, расположенные последовательно, непосредственно за устройством соединения корпуса насоса с источником инициирующей газовой струи. Предусмотрено также устройство опорожнения пулесборника. Технический результат - расширение технико-эксплуатационных возможностей насоса за счет возможности использования боевых пулевых патронов в качестве источника инициирующей газовой струи. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к средствам нагнетания текучей среды (воздуха или др. газовых смесей и моногазовых веществ, или воды и др. жидкостей) струйного типа с применением особых инициирующих сред, а именно - к газоструйным насосам, предназначенным для использования в полевых условиях и чрезвычайных ситуациях.

Газоструйные вакуум-насосы давно используются, в частности, в пожарной технике. Многие газоструйные эжекционные насосы, входящие в состав пожарных машин и др. специальных самоходных средств с ДВС, в качестве источника инициирующей струи используют выхлопные газы [Пожарная техника: Учеб. для пожарно-технич. училищ. В 2 ч. Ч. 1. Пожарно-техническое оборудование / А.Ф. Иванов и др. - М.: Стройиздат, 1988. - 408 с. - С. 310-312; Варганов В.А. и др. Определение параметров вакуумных насосов пожарных машин // В сб. науч. трудов «Проблемы развития пожарной техники». - М.: ВНИИПО, 1986. - 164 с. - С. 45-46].

В то же время расширяется использование автономных пиротехнических устройств различного назначения. Известны, в частности, применяемые в пожарном деле автономные системы противопожарной и противовзрывной защиты, в которых в качестве исполнительных элементов используются взрывоподавляющие гидроимпульсные устройства с пирозарядами [Мешман A.M., Некрасов В.П., Попов Б.Г. Исследование баллистики взрывоподавляющих гидроимпульсных устройств // В сб. науч. трудов «Проблемы развития пожарной техники». - М.: ВНИИПО, 1986. - 164 с. - С. 140].

Аналогом из числа упомянутых устройств является автономный газоструйный вакуум-насос, содержащий корпус с элементами присоединения к всасывающе-нагнетательной магистрали, эжектор с соплом и источник инициирующей газовой струи под давлением [Добровольский А.А., Перееслыцких Ф.Ф. Пожарная техника: Справочник. - К.: Технiка, 1981. - 240 с. - С. 162]. В нем источником инициирующей газовой струи служит система выхлопа основного двигателя (ДВС) транспортного средства (трактора). Такое устройство требует наличия ДВС, что сужает ее возможности как автономного устройства.

Потребность в заборе (перекачки) воды и др. жидкостей часто возникает в условиях отсутствия двигателей, топлива, электроэнергии и т.д. В частности - в экстремальных условиях (область деятельности подразделений МЧС) и в полевых условиях мирного и военного времени (экспедиции, военные действия и т.д.).

Другим аналогом заявляемого устройства является автономный газоструйный насос, содержащий корпус с элементами присоединения к всасывающей магистрали, эжектор с соплом и источник инициирующей газовой струи под давлением, выполненный в виде пиротехнического устройства с пороховым зарядом и средством его (пиротехнического устройства) инициирования [FR, 2373700, М. Кл. F04F 5/20, 1978].

В нем тем не менее отсутствуют элементы присоединения к нагнетательной магистрали, что сужает технико-эксплуатационные возможности, а для многократного использования насоса требуется временное прекращение работы и замена пиротехнического устройства с пороховым зарядом, причем с ручной разборкой-сборкой. Другим недостатком следует считать выполнение пиротехнического устройства (включая пороховой заряд) специальной конструкции, не использование принципа унификации с крупносерийными изделиями, в частности боеприпасами. Последнее положение касается и резервов использования «подручных средств» иного назначения.

Для устранения перечисленных недостатков устройства-аналога был разработан автономный газоструйный насос, который содержит корпус с элементами присоединения к всасывающей магистрали, эжектор, по крайней мере, с одним соплом и источник инициирующей газовой струи под давлением, выполненный в виде пиротехнического устройства с пороховыми зарядами и средством его инициирования, при этом корпус снабжен элементом присоединения к нагнетательной магистрали, а пороховые заряды выполнены в виде холостых патронов к огнестрельному стрелковому оружию [RU 2162550 С2, F04F 5/14, 27.01.2001].

В частных вариантах этого устройства предусмотрено огнестрельное стрелковое оружие, на корпусе установлено устройство присоединения упомянутого оружия с возможностью сообщения ствольной части и сопловых полостей, и, кроме того, предусмотрена возможность использования автоматического огнестрельного стрелкового оружия с возможностью стрельбы (инициирования) холостыми патронами.

Этот аналог тем не менее как показали последующие экспериментальные работы по реализации проекта, оказался еще недостаточно совершенным: даже при стрельбе очередью динамика (расход-давление) поступления пороховых газов непосредственно в сопло эжектора струйного насоса характеризуется чрезмерно выраженной неравномерностью по давлению, широким и быстрым «импульсным» изменением давления, что затрудняет формирование струи, благоприятной для реализации эжекционного эффекта. В результате, на практике не достигаются потребные технико-эксплуатационные характеристики насоса.

В сравнении с предыдущим аналогом, благодаря применению ресивера, в нем достигнуто повышение равномерности расхода и давления пороховых газов в эжекторе и, соответственно, рост его КПД, вследствие более эффективного эжекционного эффекта.

Однако, в прототипе, рассчитанном на источники инициирования газовой струи в виде специального пиротехнического устройства или холостых патронов огнестрельного оружия, конструктивно и функционально не обеспечена возможность работы насоса за счет энергии порохового метательного заряда боевых пулевых патронов, входящих в боекомплект огнестрельного оружия. Это существенно снижает возможности практического использования насоса.

Проблемой (задачей), на решение которой направлено заявленное изобретение, является расширение технико-эксплуатационных характеристик автономного газоструйного насоса путем обеспечения возможности применения боевых пулевых патронов.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что автономный газоструйный насос, содержащий корпус с элементами присоединения к всасывающей и нагнетательной магистралям, эжектор, по крайней мере, с одним соплом, ресивер с клапаном на входе, вентилем на выходе и устройством количественной оценки давления в ресивере, устройство соединения с источником инициирующей газовой струи под давлением, выполненным в виде патронов к огнестрельному стрелковому оружию, и средства срабатывания патронов, например, с упомянутым стрелковым оружием с возможностью сообщения ствольной части и сопловых полостей через ресивер, согласно заявляемому изобретению, дополнительно содержит пулеуловитель, в состав которого входят гаситель энергии пули и пулесборник, расположенные последовательно, непосредственно за упомянутым устройством соединения с источником инициирующей газовой струи, при этом предусмотрено устройство опорожнения пулесборника.

Решение проблемы (поставленной задачи) обеспечивается также дополнительными признаками устройства (в сочетании с указанными основными):

- гаситель энергии пули может быть выполнен в виде втулки с коническим каналом, сужающимся от диаметра более калибра пули до диаметра менее калибра пули, с возможностью полного выхода замедленной пули из канала в пулесборник, а последний снабжен наклонным отражателем, при этом втулка и отражатель выполнены из материала тверже пули, с возможностью существенной деформации пули без существенной деформации втулки и отражателя (это позволяет достаточно простым пассивным способом, на короткой дистанции, затормозить пулю с гашением большей части ее кинетической энергии, снизив динамическую нагрузку на отражатель и, в то же время, оставить канал пулеуловителя свободным и практически не сдеформированным, в отличие от пули, для приема последующих пуль, а также существенно не сдеформировав отражатель);

- устройство опорожнения пулесборника может быть конструктивно и функционально совмещено с устройством соединения с источником инициирующей газовой струи (это является наиболее простым частным случаем обеспечения опорожнения пулесборника по мере его заполнения или «в свободное время», непосредственно вытряхнув уловленные и сдеформированные пули);

- устройство опорожнения пулесборника может быть выполнено в виде лючка с задвижкой в корпусе на уровне пулесборника (это несколько усложненный конструктивно частный случай устройства, позволяющий, тем не менее, не отсоединять источник инициирующей газовой струи - оружие от корпуса для опорожнения пулесборника);

- гаситель энергии пули может быть выполнен сменным из предусмотренного семейства с различной геометрией (это расширяет номенклатуру боеприпасов, пригодных к применению в данном устройстве).

Среди известных аналогичных устройств не обнаружены такие, совокупность существенных конструктивных признаков которых совпадала бы с заявленной и которые обладали бы такой же технико-эксплуатационной возможностью.

На фиг. 1 показана схема автономного газоструйного насоса (АН) со встроенным пулеуловителем, пример со специальным источником инициирующей газовой струи (ИИГС); на фиг. 2 - схема автономного газоструйного насоса (АН) со встроенным пулеуловителем, пример с автоматическим оружием в качестве ИИГС; на фиг. 3 - пример конструкции пулеуловителя в составе АН (где d - калибр пули); на фиг. 4 - схема водозабора из открытого водоема с использованием АН; на фиг. 5 - схема водозабора с использованием насосной установки с основным насосом и с АН в качестве заливочного вакуум-насоса.

Автономный газоструйный насос содержит корпус 1 с элементами 2 и 3 (например, фланцевого типа) присоединения к всасывающей и нагнетательной магистралям соответственно, эжектор, по крайней мере, с одним соплом 4 и источник 5 инициирующей газовой струи (сплошные стрелки на фиг. 1) под давлением.

Источник 5, в общем случае, выполнен в виде пиротехнического устройства с пороховыми зарядами 6 и средством 7 инициирования (срабатывания) зарядов 6 (электрическим, механическим или др. из числа известных или создаваемых в будущем).

В частных случаях источник 5 может быть со спецзарядами (см. фиг. 1), либо в виде серийно выпускаемого (в настоящем, прошедшем или будущем времени) огнестрельного стрелкового оружия (ружья, пистолета, автомата, пулемета и т.д. - см. фиг. 2) с входящими в комплектацию как холостыми, так и боевыми пулевыми патронами калибра d (см. фиг. 3).

При использовании огнестрельного оружия 5 в корпусе 1 предусмотрено устройство 8 его крепления с возможностью сообщения ствольной части оружия и сопловой полости (сопловых полостей при системе нескольких сопел 4) между собой (на фиг. 2 показано схематично). Целесообразно дать ему более общее название: «устройство соединения с источником инициирующей газовой струи». Устройство 8 несложно сделать универсальным - для различных видов (типов) оружия.

Предпочтителен вариант с использованием автоматического оружия (см. фиг. 2) с возможностью стрельбы (инициирования) в режимах одиночными и очередями.

В любом из описанных частных примеров, различающихся конкретным исполнением (выбором) пиротехнического устройства, АН дополнительно содержит ресивер 9 с клапаном 10 на входе, вентилем 11 на выходе и устройством (прибором) 12 количественной оценки давления в ресивере 9 (как правило, статического давления в его полости - например, стрелочный или цифровой манометр), расположенный между соплом 4 и источником 5 инициирующей газовой струи под давлением.

В наиболее рациональном, рекомендуемом варианте выполнения АН, ресивер 9 снабжен усиленной теплоизоляцией его корпуса, например, выполнен с двойными стенками и/или с неметаллическим пористым кожухом (на фигурах не показано в связи с достаточностью словесного описания для инженеров в данной области знаний).

В первом приведенном примере заявленный насос используют в качестве основного (единственного) насоса (см. фиг. 4). При этом он подключен, посредством элемента 2, к всасывающей магистрали 13 (трубе, рукаву) с заборным фильтром 14, погружаемыми в открытый водоем (резервуар), и нагнетательную магистраль 15 (трубу, резервуар).

Во втором приведенном примере заявленный АН используют в качестве заливочного вакуум-насоса для улучшения условий работы основного насоса 16 необъемного вытеснения (см. фиг. 5). При этом он подключен не последовательно, как в первом случае, а параллельно. Позицией 17 обозначена напорная задвижка.

Характерной и главной конструктивной особенностью именно заявляемого АН является то, что он дополнительно содержит пулеуловитель 18 (см. фиг. 1-3), в состав которого входят гаситель 19 энергии пули 20 и пулесборник 21, расположенные последовательно (см. фиг. 3), непосредственно за устройством 8 соединения с источником 5 инициирующей газовой струи. При этом предусмотрено устройство 22 опорожнения пулесборника 21.

Ниже описаны частные случаи (примеры) выполнения АН - не обязательные, но рекомендуемые как рациональные.

Во-первых, гаситель 19 энергии пули 20 может быть выполнен в виде втулки (19) с коническим каналом 23, сужающимся от диаметра (на входе) более калибра d пули 20 до диаметра (на выходе) менее калибра d пули 20. С возможностью, тем не менее, полного выхода замедленной пули 20 из канала 23 в пулесборник 21, который, в свою очередь, снабжен наклонным отражателем 24. При этом втулка 19 и отражатель 24 выполнены из материала тверже пули 20, с возможностью существенной деформации в нем пули 20 без существенной деформации втулки 19 и отражателя 24.

Во-вторых, устройство 22 опорожнения пулесборника 21 может быть конструктивно и функционально совмещено с устройством 8 соединения с источником 5 инициирующей газовой струи, в частности, с оружием (5).

В-третьих, устройство 22 опорожнения пулесборника 21 может быть выполнено в виде лючка 25 с задвижкой 26 в корпусе 1 на уровне пулесборника 21.

В-четвертых, гаситель (втулка) 19 может быть выполнен(а) сменным(ой) из предусмотренного семейства с различной геометрией (диаметры канала 23, длина, конусность), что целесообразно по соображениям расширения номенклатуры применяемых боеприпасов (речь идет в основном о калибре d и могуществе боеприпасов).

Возможны другие варианты конкретного выполнения устройства в рамках заявленной совокупности существенных конструктивных признаков.

Устройство (АН) работает следующим образом.

Автономный газоструйный насос 1 предварительно присоединяют, посредством элементов 2, 3 к системе 9-11 (см. фиг. 4) или 9-13 (см. фиг. 5). Рекомендуется при использовании стрелкового оружия в качестве источника 5, раздельный монтаж корпуса 1 и (после его установки) - источника 5, который по завершении работы демонтируют и хранят отдельно.

Началом собственно работы устройства является приведение в действие средства 7 инициирования зарядов 6 (при использовании оружия - обычным спуском курка или нажатием кнопки).

При срабатывании спецзарядов или патронов (как холостых, так и пулевых 20) пороховые газы под давлением поступают через клапан 10 в ресивер 9 при предварительно закрытом вентиле 11. Контролируют давление газов в ресивере 9 по показаниям устройства (прибора) 12. При достижении «порогового» давления (в зависимости от особенностей типоразмера насоса и конкретных условий его эксплуатации) открывают вентиль 11. Пороховые газы под давлением устремляются из полости ресивера 9 через открытый вентиль 11 в полость сопла 4 и из него - в полость корпуса 1, являющуюся продолжением полости всасывающей магистрали (трубы, рукава) 9.

При наличии развитой теплоизоляции корпуса (стенок) ресивера 9, теплопередача от горячих пороховых газов в окружающую среду (атмосферу) семи ее видами (теплопроводностью, излучением и конвекцией) существенно понижена, в связи с чем давление газов в ресивере при закрытом вентиле 11 снижается медленнее, а при работе насоса (т.е. при открытом клапане 11) уменьшается, при прочих равных условиях, менее интенсивно.

За счет эжекционного эффекта в полостях корпуса 1 и магистрали 13 создается разрежение (вакуум) и жидкость из водоема (резервуара) засасывается в область разрежения.

С прекращением (или с предельным уменьшением эффективности, или еще до такового «в запас») эжекционного действия первой «порции» пороховых газов производят пополнение ресивера 9 следующим срабатыванием источника 5 в ручном или автоматическом режимах.

При использовании пулевых патронов вылетевшая из ствола оружия 5 пуля 20 проникает (см. фиг. 3) в канал 23 гасителя (втулки) 19 и, за счет его конусности с уменьшением диаметра до величины менее калибра d, интенсивно деформируется, замедляя свое движение (в общем случае поступательное и вращательное). И уже за пределами гасителя 19 попадает в пулесборник 21, где на излете ударяется в наклонный отражатель 24 и рикошетирует, падая в конце-концов на дно пулесборника 21 согласно действию гравитационного поля.

Последующие пули 20 повторяют «судьбу» первой, в совокупности образуя скопление стреляных пуль 20.

Во избежание переполнения пулесборника 21, его периодически опорожняют.

В примере с универсальным устройством 8 соединения с источником 5 инициирующей газовой струи, в частности, с оружием (5), источник 5 отсоединяют и стреляные патроны 20 высыпают наружу через открывшееся кольцевое отверстие (или отверстия в кольцевой перегородке, как это показано на фиг. 3).

Для замены гасителя (втулки) 19 на другой типоразмер, попутно извлекают (демонтируют) его и устанавливают другой.

В примере с лючком 25 с задвижкой 26 в корпусе 1 на уровне пулесборника 21, задвижку 26 открывают и высыпают стреляные пули 20 через открывшийся лючок 25.

По завершении описанных операций по опорожнению пулесборника 21 устройство естественно возвращают в исходное состояние для дальнейшего функционирования.

Выбор конкретных параметров (калибр патронов, интенсивность инициирования, величина «порогового» давления и т.д.) зависит от конкретных условий эксплуатации, назначения и конструктивных параметров в целом.

Таким образом, как и оба близких аналога (пиротехнические струйные насосы), также позволяют в полевых условиях и чрезвычайных ситуациях (при отсутствии источников электроэнергии, топлива и т.д.) производить откачку (перекачку) воздуха и др. газовых смесей и моногазовых веществ, или воды и др. жидкостей, в частности с использованием табельного (штатного) боевого оружия подразделений МЧС и охотничьего оружия экспедиций с большей эффективностью.

Однако использование данного изобретения существенно расширяет технико-эксплуатационные возможности насосов-аналогов за счет возможности использования боевых пулевых патронов в качестве источника инициирующей газовой струи благодаря улавливанию пуль в пределах самого устройства. То есть не требуется наличие холостых патронов и, тем более, кустарно «выковыривать» пули из патронов, переделывая из пулевых в холостые (что является грубым нарушением техники безопасности и отнимает дефицитное время).

1. Автономный газоструйный насос, содержащий корпус с элементами присоединения к всасывающей и нагнетательной магистралям, эжектор, по крайней мере, с одним соплом, ресивер с клапаном на входе, вентилем на выходе и устройством количественной оценки давления в ресивере, устройство соединения с источником инициирующей газовой струи под давлением, выполненным в виде патронов к огнестрельному стрелковому оружию и средства срабатывания патронов, например, с упомянутым стрелковым оружием с возможностью сообщения ствольной части и сопловых полостей через ресивер, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пулеуловитель, в состав которого входят гаситель энергии пули и пулесборник, расположенные последовательно, непосредственно за упомянутым устройством соединения с источником инициирующей газовой струи, при этом предусмотрено устройство опорожнения пулесборника.

2. Автономный газоструйный насос по п. 1, отличающийся тем, что гаситель энергии пули выполнен в виде втулки с коническим каналом, сужающимся от диаметра более калибра пули до диаметра менее калибра пули, с возможностью полного выхода замедленной пули из канала в пулесборник, а последний снабжен наклонным отражателем, при этом втулка и отражатель выполнены из материала тверже пули, с возможностью существенной деформации пули без существенной деформации втулки и отражателя.

3. Автономный газоструйный насос по п. 1, отличающийся тем, что устройство опорожнения пулесборника конструктивно и функционально совмещено с устройством соединения с источником инициирующей газовой струи.

4. Автономный газоструйный насос по п. 1, отличающийся тем, что устройство опорожнения пулесборника выполнено в виде лючка с задвижкой в корпусе на уровне пулесборника.

5. Автономный газоструйный насос по п. 1, отличающийся тем, что гаситель энергии пули выполнен сменным из предусмотренного семейства с различной геометрией.



 

Похожие патенты:

Насос предназначен для нагнетания текучей газовой или жидкой среды в полевых условиях. Насос содержит корпус с элементами присоединения к всасывающей и нагнетательной магистралям, эжектор с соплом, источник инициирующей газовой струи и ресивер с входным клапаном, выходным вентилем и устройством количественной оценки давления в полости ресивера.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способу теплоизоляции скважин, в том числе для скважин, осуществляющих совместно раздельную добычу промышленных пластовых вод и углеводородов многопластового месторождения.

Изобретение относится к газовым эжекторам и может быть использовано в газовой промышленности, в которой применяют приборы струйной техники. Газовый эжектор содержит корпус с патрубками подачи потоков активного и пассивного газов и установленные в нем сменные сопло подачи потока активного газа и камеру смешения потоков газов, связанную с диффузором, при этом патрубок подачи потока активного газа, сопло подачи потока активного газа, камера смешения потоков газов и диффузор установлены по оси эжектора, при этом сопло подачи потока активного газа сцентрировано по отношению к камере смешения потоков газов с помощью втулки, имеющей боковые прорези, через которые патрубок подачи потока пассивного газа сообщен с камерой смешения потоков газов, образующей своей наружной боковой поверхностью с внутренней поверхностью диффузора по длине их сопряжения зазор и упирающейся торцевой поверхностью в уступ на внутренней поверхности диффузора, обеспечивающий герметизацию его стыка с камерой смешения потоков газов.

Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к газоструйным аппаратам для вентиляции и транспортировки сред с включением твердых материалов. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для контактного нагрева воды паром при одновременном использовании кинетической энергии пара для вращения воды, передаваемой на силовой вал, передающий энергию на транспортирование нагретой воды, и, при необходимости, на привод электрогенератора, вырабатывающий электроэнергию.

Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию различных отраслей производства и может быть использовано для откачки газов, преимущественно агрессивных и запыленных.

Изобретение относится к области струйной техники, более конкретно к струйным аппаратам, действие которых основано на обработке и перекачке одной среды с помощью другой, и может быть использовано для разогрева жидкостей, находящихся при низкой температуре в высоковязком или застывшем состоянии, таких как минеральные масла, мазут, битум, жиры, помещенные в автоцистернах, железнодорожных цистернах, емкостях с помощью горячей маловязкой жидкости или газа (пара), а также для разгрузки этих емкостей и очистки их от остатков высоковязкой или застывшей жидкости.

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к парожидкостным струйным аппаратам, используемым в системах отопления и подачи горячей воды. .

Изобретение относится к струйным насосам. .

Насос предназначен для нагнетания текучей газовой или жидкой среды в полевых условиях. Насос содержит корпус с элементами присоединения к всасывающей и нагнетательной магистралям, эжектор, по крайней мере, с одним соплом, ресивер с клапаном на входе, вентилем на выходе и устройством количественной оценки давления в ресивере, и устройство соединения с источником инициирующей газовой струи под давлением. Источник выполнен в виде патронов к огнестрельному стрелковому оружию со средством их срабатывания, упомянутым стрелковым оружием, временно присоединяемым к корпусу насоса с возможностью сообщения ствольной части и сопловых полостей через ресивер. Насос дополнительно содержит пулеуловитель. В состав пулеуловителя входят гаситель энергии пули и пулесборник, расположенные последовательно, непосредственно за устройством соединения корпуса насоса с источником инициирующей газовой струи. Предусмотрено также устройство опорожнения пулесборника. Технический результат - расширение технико-эксплуатационных возможностей насоса за счет возможности использования боевых пулевых патронов в качестве источника инициирующей газовой струи. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх