Устройство для подачи жидких огнетушащих веществ на высоту
Область использования: изобретение относится к противопожарной технике, а именно: к подвижным средствам для подачи огнегасительного материала на высоту, и может быть использовано для тушения открытого развившегося пожара одно- и двухэтажных жилых, общественных и административных зданий IV-V степени огнестойкости. Сущность изобретения: заявленное устройство содержит, жестко закрепленное на вершине верхней секции стрелы автолестницы 3, распределительное устройство 1 типа «гребенка», соединенное с верхним концом рукавной линии 6. Патрубки 2 гребенки соединены с пожарными стволами 4 посредством закрепленных на них соединительных головок пожарных 5. Стволы 4 снабжены насадками центральным 15 и периферическими 16. Оси насадок 16 расположены под углом к оси корпуса 8 ствола 4. Насадками 15, 16 стволы 4 обращены вниз. Достигаемый технический результат: повышение эффективности пожаротушения за счет возможности обеспечения требуемой интенсивности подачи огнетушащей жидкости сверху на максимальную площадь пожара и за счет точной подачи огнетушащей жидкости; сокращение времени пожаротушения открытого развившегося пожара; повышение безопасности работы личного состава за счет подачи огнетушащей жидкости без привлечения личного состава для работы на высоте в условиях воздействия опасных факторов пожара; повышение эксплуатационной надежности работы устройства в условиях низких зимних температур севера; дополнительный технический результат: расширение тактико-технических возможностей оперативных отделений подразделений. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к подвижным средствам для подачи огнегасительного материала (жидкого огнетушащего вещества) на высоту, и может быть использовано для тушения открытого развившегося пожара одно- и двухэтажных жилых, общественных и административных зданий IV-V степени огнестойкости.
Характерной особенностью развития пожаров в зданиях IV-V степени огнестойкости является ускоренный (быстрый или интенсивный) переход от внутреннего пожара (в границах одного помещения) к открытому (с выходом горения наружу здания), охватывающему несколько помещений, в том числе помещения смежных этажей. Такой сценарий развития пожара происходит, как правило, за период времени с момента вызова пожарных подразделений до завершения развертывания сил и средств подразделений с подготовленными позициями по тушению пожара.
В условиях высокой скорости распространения горения в коридорах и чердачном помещении зданий IV-V степени огнестойкости и невозможности быстрого продвижения звеньев газодымозащитной службы требуется применение средств подачи огнетушащих веществ, способных ограничить распространение горения и его переход на другие части объекта пожара.
Известен пожарный пеноподъемник, содержащий размещенную на транспортном средстве поворотную платформу с телескопической стрелой и опорной стойкой. На верхней секции стрелы размещена водопенная труба с несколькими параллельно установленными насадками. Стрела имеет возможность разворота и подъема на требуемый угол. Водопенная труба выполнена раздвижной и, кроме того, установлена на каретке, которая имеет возможность перемещения вдоль стрелы, а, следовательно, имеет возможность перемещения над зеркалом резервуара, что увеличивает площадь пожаротушения. Устройство используют для тушения пожаров нефтеналивных сооружений (СССР, авторское свидетельство №1627193, А62С 27/00, 15.02.91).
Недостаток известного устройства прежде всего состоит в том, что насадки формируют направленную компактную струю огнетушащего вещества, что не позволяет единовременно обеспечить требуемую интенсивность подачи огнетушащей жидкости сверху на максимальную площадь пожара, что снижает эффективность пламегашения. Кроме того, специфичность насадков не позволяет использовать в известном устройстве в качестве огнетушащей жидкости воду, что сужает его функциональные возможности.
Известен пожарно-спасательный комплекс для тушения пожаров и спасения людей на пожарах. Комплекс содержит размещенную на автомобиле цистерну с огнегасящим (огнетушащим) веществом и подъемное устройство. На подъемном устройстве установлена труба с распределительным устройством для подачи огнегасящей жидкости по гибким рукавам к трем пожарным стволам, закрепленным на управляемых подвижных платформах, размещенных на общем кронштейне (РФ, патент №2191612, А62С 27/00, 27.10.2002).
Недостаток известного устройства прежде всего состоит в том, что увеличение площади тушения пожара, охватываемой данным устройством при его тушении, обеспечивается за счет возможности индивидуального разворота пожарных стволов и работы по одному или различным местам объекта пожара. При этом пожарные стволы формируют направленную компактную струю огнетушащего вещества, что не позволяет единовременно обеспечить требуемую интенсивность подачи огнетушащей жидкости сверху на максимальную площадь пожара, что снижает эффективность пламегашения.
Наиболее близким к предлагаемому является пожарная автолестница, которая представляет собой пожарный автомобиль, оборудованный стационарной механизированной выдвижной и поворотной лестницей, предназначенной, в частности, для подачи огнетушащих веществ на высоту. На вершине первого колена автолестницы установлен съемный пожарный лафетный ствол с ручным (канатным) или дистанционным (на основе электроприводов) управлением (http://vunivere.ru/work56495/page4 «Памятка водителю-оператору пожарной автолестницы АЛ-30 (131) ПМ-506Д», часть 2, стр. 4, рис. 3.4).
Недостаток известного устройства прежде всего состоит в том, пожарный ствол формирует направленную компактную струю огнетушащего вещества, что не позволяет единовременно обеспечить требуемую интенсивность подачи огнетушащей жидкости сверху на максимальную площадь пожара и снижает эффективность пламегашения, увеличивает время тушения пожара, снижает безопасность работы личного состава. Кроме того, устройство позволяет использовать только один пожарный ствол, что сужает площадь орошаемой поверхности, снижает эффективность и увеличивает время тушения пожара. При этом установленный на лестнице пожарный лафетный ствол требует ручного управления, например, посредством канатов, или дистанционного управления, например, на основе электроприводов, что в условиях севера при низких зимних температурах снижает эксплуатационную надежность работы устройства.
Заявляемое изобретение решает задачу создания устройства для подачи жидких огнетушащих веществ на высоту, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении эффективности пожаротушения за счет возможности обеспечения требуемой интенсивности подачи огнетушащей жидкости сверху на максимальную площадь пожара и за счет обеспечения точной подачи огнетушащей жидкости; в сокращении времени пожаротушения открытого развившегося пожара; в повышении безопасности работы личного состава за счет возможности подачи огнетушащей жидкости без привлечения личного состава для работы на высоте в условиях воздействия опасных факторов пожара; в повышении эксплуатационной надежности работы устройства в условиях (низких температур) низких зимних температур севера.
Кроме того, заявляемое изобретение при осуществлении позволяет достичь дополнительный технический результат, заключающийся в расширении тактико-технических возможностей оперативных отделений подразделений.
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в устройстве для подачи жидких огнетушащих веществ на высоту, содержащем пожарную автолестницу, по ступеням стрелы которой по оси проложена рукавная линия, нижний конец которой подключен к пожарному насосу основного пожарного автомобиля, и пожарный ствол, закрепленный на вершине верхней секции стрелы лестницы, новым является то, что на вершине верхней секции стрелы лестницы жестко закреплено соединенное с верхним концом рукавной линии распределительное устройство типа «гребенка» с патрубками для подачи жидкого огнетушащего вещества, снабженными соединительными головками пожарными, кроме того, введены дополнительные пожарные стволы, причем суммарное максимальное количество стволов соответствует числу патрубков, при этом каждый ствол содержит корпус в виде полой трубы, один торец которой снабжен соединительной муфтовой пожарной головкой, посредством которой ствол присоединен к соединительной головке соответствующего патрубка распределительного устройства, при этом к второму торцу корпуса ствола приварена крышка, в которой выполнены осевое отверстие и периферийные отверстия, расположенные радиально на равном расстоянии от оси корпуса и на равном расстоянии друг от друга, кроме того, на каждое отверстие установлен и приварен к наружной поверхности крышки полый цилиндрический переходник, при этом периферийные переходники приварены таким образом, что их оси расположены под одинаковым острым углом к оси корпуса, который составляет 20°-30°, причем внутренний диаметр переходника не менее диаметра отверстия, а на внутренней поверхности переходника по всей длине выполнена резьба, кроме того, в каждый переходник соосно посадочным концом, снабженным резьбой, вкручен выполненный цилиндрическим насадок, в котором выполнено сквозное цилиндрическое осевое отверстие с острой входной кромкой, при этом общая длина насадка удовлетворяет условию: l=(3…4)d, где l - общая длина насадка, d - диаметр сквозного осевого отверстия, при этом длина посадочного конца насадка составляет не менее половины его общей длины, кроме того, резьба на посадочном конце насадка ограничена гайкой, приваренной к наружной поверхности насадка. Кроме того, общая длина центрального насадка 39-45 мм при диаметре сквозного отверстия 13-15 мм, а общая длина периферийного насадка 36-40 мм при диаметре сквозного отверстия 9-10 мм.
Заявляемый технический результат достигается следующим образом.
Существенные признаки формулы изобретения: «Устройство для подачи жидких огнетушащих веществ на высоту, содержащее пожарную автолестницу, по ступеням стрелы которой по оси проложена рукавная линия, нижний конец которой подключен к пожарному насосу основного пожарного автомобиля, и пожарный ствол, закрепленный на вершине верхней секции стрелы лестницы, …» - являются неотъемлемой частью заявляемого устройства и обеспечивают его работоспособность, а следовательно, обеспечивают достижение заявляемого технического результата.
В заявляемом устройстве для подачи жидких огнетушащих веществ на высоту на вершине верхней секции стрелы лестницы жестко закреплено соединенное с верхним концом рукавной линии распределительное устройство типа «гребенка» с патрубками для подачи жидкого огнетушащего вещества.
Распределительное устройство «Гребенка» входит в комплектацию автолестницы и состоит из трубы для транспортировки жидкого огнетушащего вещества и сообщенных с ней патрубков. Патрубки закреплены таким образом, что их продольные оси перпендикулярны продольной оси трубы, при этом патрубки направлены раскрывом вниз (http://vunivere.ru/work56495/page4 «Памятка водителю-оператору пожарной автолестницы АЛ-30 (131) ПМ-506Д», часть 2, стр. 4. рис. 3.5). Труба для транспортировки жидкого огнетушащего вещества и патрубки снабжены соединительными головками пожарными, посредством которых в распределительном устройстве «гребенка» труба для транспортировки жидкого огнетушащего вещества соединена с верхним концом рукавной линии, а патрубки - с соответствующими пожарными стволами, которые снабжены соединительными муфтовыми головками пожарными (каждый ствол содержит корпус в виде полой трубы, один торец которой снабжен соединительной муфтовой пожарной головкой).
Прямое назначение распределительного устройства «гребенка» - транспортировка и разделение потока жидкого огнетушащего вещества и подача его через генераторы пены средней кратности (ГПС-600, ГПС-2000). Ранее распределительное устройство «гребенка» для закрепления в патрубках пожарного ствола не использовалось и предложено для закрепления пожарного ствола впервые автором полезной модели.
Использование «гребенки» для закрепления пожарных стволов на автолестнице обеспечило возможность подачи жидкого огнетушащего вещества на высоту. Кроме того, патрубки «гребенки» направлены раскрывом вниз, а в пожарных стволах насадки для подачи жидкого огнетушащего вещества размещены на противоположном торце корпуса ствола. В результате насадок пожарного ствола, закрепленного в патрубке, выходным отверстием также направлен вниз, что обеспечивает возможность подачи на объект пожара жидкого огнетушащего вещества сверху вниз (фиг. 5). Это позволяет предупредить продвижение фронта пожара путем введения средств пожаротушения на путях его интенсивного и наиболее опасного распространения, в частности, формируя завесу из огнетушащего вещества на чердачных перекрытиях, что сокращает время и повышает эффективность тушения пожара.
При этом насадки выполнены цилиндрическими и закреплены в заявленном устройстве следующим образом. К второму торцу корпуса ствола приварена крышка, в которой выполнены осевое отверстие и периферийные отверстия, расположенные радиально на равном расстоянии от оси корпуса и на равном расстоянии друг от друга. Кроме того, на каждое отверстие установлен и приварен к наружной поверхности крышки полый цилиндрический переходник. Внутренний диаметр переходника не менее диаметра отверстия, что обеспечивает герметичность сварного шва. На внутренней поверхности переходника по все длине выполнена резьба. В каждый переходник соосно посадочным концом, снабженным резьбой, вкручен насадок, выполненный со сквозным сквозным цилиндрическим осевым отверстием с острой входной кромкой. Выполнение длины посадочного конца насадка равной не менее половины его общей длины обеспечивает эффективную работоспособность пожарного ствола под рабочим давлением до 0,9 МПа, одновременно предотвращая возможность срыва насадка переходника. Благодаря тому что резьба на посадочном конце насадка ограничена гайкой, приваренной к наружной поверхности насадка, обеспечивается возможность вкручивания насадка в переходник с использованием гаечного ключа, что обеспечивает надежное соединение конструкции.
В заявляемом устройстве осевое отверстие в насадке выполнено цилиндрическим с острой входной кромкой по аналогии с классическим насадком, а именно: классический цилиндрический внешний насадок представляет собой цилиндрическую трубу длиной l=(3…4)d с острой входной кромкой (Чугаев P.P. Гидравлика: учебник для вузов. - 4-е изд., доп. и перераб. - Л.: Энергоиздат. Ленинградское отделение, 1982. - 672 с.) Кроме того, в заявленном устройстве принятая длина насадка, следовательно, и длина осевого отверстия, обусловлена рекомендациями, принятым в гидравлике, а именно: в центральном насадке при диаметре сквозного отверстия 13-15 мм общая длина центрального насадка 39-45 мм, что составляет три диаметра сквозного отверстия. У периферийного насадка при диаметре сквозного отверстия 9-10 мм общая длина периферийного насадка 36-40 мм, что составляет четыре диаметра сквозного отверстия. В результате при заданных размерах насадков при протекании жидкости через заявленные насадки создаются условия, в которых при больших напорах жидкости (при рабочем давлении в рукавной линии 0,59-0,8 МПа) формируется режим истечения струи жидкости с отрывом, т.е. струя пролетает насадок, не касаясь его стенок, и рассыпается на выходе в виде разбрызгиваемой струи (Чугаев P.P. Гидравлика: учебник для вузов. - 4-е изд., доп. и перераб. - Л.: Энергоиздат. Ленинградское отделение, 1982. - 672 с.).
Благодаря тому что крышка с насадками приварена к корпусу пожарного ствола, в который поступает жидкое огнетушащее вещество, предлагаемая конструкция системы подачи жидкого огнетушащего вещества обеспечивает возможность разделения его потока, поступающего в корпус пожарного ствола, на несколько потоков, истекающих из соответствующих насадков. Как показано выше, в заявляемом устройстве при истечении жидкости из насадка в атмосферу на выходе насадка формируется разбрызгивающая струя. Поскольку осевое отверстие в насадке цилиндрическое, то при разбрызгивании форма поверхности, орошаемой одним насадком, близка к окружности.
В заявленном пожарном стволе периферийные отверстия, на которые установлены переходники, расположены радиально на равном расстоянии от оси корпуса и на равном расстоянии друг от друга, а периферийные переходники приварены таким образом, что их оси расположены под одинаковым острым углом к оси корпуса пожарного ствола. Поскольку насадки вкручены в переходники, то их оси расположены к оси корпуса пожарного ствола под тем же углом. В результате центральный насадок формирует орошаемую поверхность по оси корпуса пожарного ствола, а каждый периферийный насадок формирует свою орошаемую поверхность, расположенную на одинаковом расстоянии от осевой линии корпуса пожарного ствола. При этом благодаря тому что переходники закреплены под углом к оси корпуса пожарного ствола, который составляет 20°-30°, то границы поверхностей, орошаемых насадками, пересекаются, образуя практически сплошную завесу из жидкого огнетушащего вещества (фиг. 6).
Возможность подачи огнетушащего вещества (вода, вода со смачивателем или пенообразователем) в распыленном состоянии увеличивает площадь орошения и равномерно распределяет огнетушащее вещество, вода быстрее испаряется, поглощая большое количество теплоты.
В результате при заявленных размерах сквозных осевых отверстий насадков при обычном рабочем давлении жидкого огнетушащего вещества 0,59-0,8 МПа обеспечивается одновременное орошение большой площади возгорания при оптимальных требованиях к расходу огнетушащей среды.
Поскольку осевое отверстие в центральном насадке больше по сравнению с периферийными то центральный насадок формирует центральную орошаемую поверхность близкую к окружности, радиус которой превышает радиус окружностей периферийных орошаемых поверхностей. В результате периферийные окружности при заявленных углах наклона оси насадков к оси корпуса ствола пересекаются с центральной окружностью, образуя практически сплошную завесу из огнетушащего вещества, покрывающую источник горения сверху.
Количественные характеристики заявленного устройства получены расчетным и подтверждены опытным путем и являются оптимальными.
Как показал опыт, для одного пожарного ствола в заявленном исполнении, при угле наклона оси переходника к оси корпуса пожарного ствола 20°, при подъеме лестницы на высоту 5 и 10 метров от уровня очага пожара, при обычном рабочем давлении жидкого огнетушащего вещества в рукавной линии 0,59-0,8 МПа орошаемая площадь составляет 15 и 32 м2 соответственно.
Поскольку форма орошаемой площади одним пожарным стволом близка к окружности, то в данном случае ширина орошаемой поверхности (диаметр) составит примерно 5 м и 10 м. Это в обоих случаях соответствует половине ширины вскрытого чердачного помещения здания IV-V степени устойчивости при пожаре, которая при многообразии проектов составляет 10,5-15 м.
Здание низкой устойчивости при пожаре - здания различного функционального назначения, элементы конструкции которых выполнены с пределом огнестойкости, не превышающим 15 минут (Иванников В.П., Клюс П.П. Справочник руководителя тушения пожара. - М.: Стройиздат, 1987. - 288 с.: ил.) Как отмечено выше, характерной особенностью развития пожаров в зданиях IV-V степени огнестойкости является интенсивный переход от внутреннего пожара (в границах одного помещения) к открытому (с выходом горения наружу здания), охватывающему несколько помещений, в том числе помещения смежных этажей.
В случае пожара в зданиях IV-V степени огнестойкости сборно-щитовой или ячеистой конструкции продолжительное отсутствие активного воздействия огнетушащих веществ на зону горения ведет к скорому обрушению конструкций междуэтажных перекрытий и стен (перегородок). Динамика свободно развивающихся пожаров в указанных зданиях характеризуется переходом пожара через пространство чердачного помещения в пространство помещений соседних подъездов. Вследствие этого локализация пожара в пределах одного подъезда или этажа обычными средствами пожаротушения представляется маловероятной и может привести к полной или частичной потере объекта пожара.
Предлагаемое устройство благодаря заявляемой конструкции пожарных стволов и их закреплению посредством «Гребенки» на пожарной автолестнице не только обеспечивает возможность подачи жидких огнетушащих веществ на высоту, но и обеспечивает возможность подачи огнетушащего вещества сверху вниз, что позволяет одновременно орошать огнетушащим веществом сверху большие площади, перекрывая завесой из огнетушащего вещества чердачные перекрытия, одновременно обеспечения требуемую интенсивность подачи огнетушащей жидкости сверху на максимальную площадь пожара.
Использование в заявляемом устройстве пожарной автолестницы и возможность закрепления пожарных стволов заявляемой конструкции вниз выходом для вещества на вершине верхней секции стрелы лестницы, мобильность автолестницы обеспечивают точную подачу огнетушащей жидкости на объект пожара сверху, перекрывая одновременно большую площадь возгорания и локализуя пожар в пределах одного подъезда или этажа. В результате это позволяет, используя заявляемое устройство в условиях высокой скорости распространения горения в коридорах и чердачном помещении зданий IV-V степени огнестойкости и в условиях потери возможности быстрого продвижения звеньев газодымозащитной службы пожарного подразделения ограничить распространение горения и его переход на другие части объекта пожара, что также сокращает время и повышает эффективность пожаротушения.
Переход свободно развивающегося пожара через пространство чердачного помещения в пространство помещений соседних подъездов в силу своей скоротечности представляет угрозу для личного состава противопожарной службы, занятого в тушении пожара (на этажах здания). Возможность локализация пожара в пределах одного подъезда повышает безопасность работы личного состава при тушении пожара. Кроме того, благодаря использования автолестницы, предлагаемому закреплению пожарных стволов на «гребенке» и их конструктивному исполнению, заявляемое устройство обеспечивает возможность подачи огнетушащей жидкости без привлечения личного состава для работы на высоте в условиях воздействия опасных факторов пожара, что повышает безопасность работы личного состава оперативных подразделений при тушении пожара, а также позволяет сократить численность личного состава подразделений пожарной охраны, задействованного на подаче огнетушащих веществ на тушение пожара.
Конструкция заявленных пожарных стволов представляет собой единое целое, соединение узлов выполнено сваркой и резьбовым соединением. Соединение пожарных стволов с патрубками гребенки и гребенки с рукавной линией выполнены посредством соединительных головок пожарных. Наличие в заявляемом устройстве только механических соединений и отсутствие гидравлических узлов повышает эксплуатационную надежность работы устройства в условиях низких температур севера.
Заявляемое устройство для подачи жидких огнетушащих веществ на высоту позволяет расширить функциональные возможности уже имеющейся на вооружении пожарной техники путем ее соответствующего дооснащения. Это позволят унифицировать состав имеющейся пожарной и аварийно-спасательной техники подразделений пожарной охраны, что расширяет тактико-технические возможности оперативных подразделений, сокращает время пожаротушения и повышает эффективность тушения открытого развившегося пожара.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что заявляемое устройство для подачи жидких огнетушащих веществ на высоту при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности пожаротушения за счет возможности обеспечения требуемой интенсивности подачи огнетушащей жидкости сверху на максимальную площадь пожара и за счет обеспечения точной подачи огнетушащей жидкости; в сокращении времени пожаротушения открытого развившегося пожара; в повышении безопасности работы личного состава за счет возможности подачи огнетушащей жидкости без привлечения личного состава для работы на высоте в условиях воздействия опасных факторов пожара; в повышении эксплуатационной надежности работы устройства в условиях низких температур севера.
Кроме того, заявляемое изобретение при осуществлении позволяет достичь дополнительный технический результат, заключающийся в расширении тактико-технических возможностей оперативных отделений подразделений.
На фиг. 1 изображено заявленное устройство для подачи жидких огнетушащих веществ на высоту в сборе; на фиг. 2 - пожарный ствол, вид спереди; на фиг. 3 - пожарный ствол, вид сверху; на фиг. 4 - чертеж, поясняющий выбор углов наклона осей насадков к оси корпуса пожарного ствола на фиг. 5 - схема подачи жидких огнетушащих веществ на высоту; на фиг. 6 - схема формирования пятна орошаемой поверхности.
Заявленное устройство для подачи жидких огнетушащих веществ на высоту содержит распределительное устройство 1 типа «гребенка» с патрубками 2 для подачи жидкого огнетушащего вещества, которое жестко закреплено на вершине верхней секции стрелы автолестницы 3. Патрубки соединены с пожарными стволами 4 посредством закрепленных на них соединительных головок пожарных 5. По ступеням стрелы автолестницы по оси проложена рукавная линия 6, нижний конец которой подключен к пожарному насосу основного пожарного автомобиля (не показано). Распределительное устройство 1 соединено с верхним концом рукавной линии 6 посредством соединительной головки пожарной 7.
Максимальное количество пожарных стволов 4 соответствует числу патрубков 2. Каждый ствол 4 содержит корпус 8 в виде полой трубы, один торец 9 которой снабжен соединительной муфтовой пожарной головкой (не показано), посредством которой ствол присоединен к соединительной головке 5 соответствующего патрубка 2 распределительного устройства 1. Торец 9 выполнен с возможностью оснащения его соединительной муфтовой пожарной головкой.
К второму торцу корпуса 8 ствола 4 приварена крышка 10, в которой выполнены осевое отверстие 11 и периферийные отверстия 12, расположенные радиально на равном расстоянии от оси корпуса 8 и на равном расстоянии друг от друга. Кроме того, на осевое отверстие 11 и каждое периферийное отверстие 12 установлены и приварены к наружной поверхности крышки 10 полые цилиндрические переходники 13 и 14 соответственно, выполненные идентичными. Причем периферийные переходники 14 приварены таким образом, что их оси расположены под одинаковым острым углом к оси корпуса 8, который составляет 20°-30°. Внутренний диаметр переходников 13, 14 не менее диаметра соответствующего отверстия 11, 12, а на его внутренней поверхности по всей длине выполнена резьба.
В каждый переходник 13, 14 соосно посадочным концом, снабженным резьбой, вкручены насадок центральный 15 и периферийные насадки 16 со сквозным цилиндрическим осевым отверстием с острой входной кромкой 17, 18. Общая длина центрального насадка 39-45 мм при диаметре сквозного отверстия 13-15 мм, а общая длина периферийного насадка 36-40 мм при диаметре сквозного отверстия 9-10 мм.
Выбор заявленных размеров углов наклона оси периферийных переходников, а следовательно, и периферийных насадков, к оси корпуса пожарного ствола, а именно: 20°-30°, обусловлен следующим (фиг. 4).
При истечении жидкости в атмосферу через насадок происходит разбрызгивание. При этом разбрызгиваемая струя жидкости обладает достаточной компактной частью. Поскольку оси насадков расположены под одинаковым острым углом к оси корпуса ствола, то в воображаемой вертикальной плоскости, проходящей через ось центрального насадка, через оси двух диаметрально расположенных периферийных насадков и через ось корпуса ствола, имеем равнобедренный треугольник с боковыми сторонами a1 и a2, образованными периферийными компактными струями, и высотой h, образованной компактной струей центральным насадком, которая равна расстоянию центрального насадка до орошаемой поверхности, т.е. высоте подъема стрелы автолестницы. Внутренней длиной насадков и расстоянием до точки пересечения их осей с осью корпуса пожарного ствола в связи с малыми размерами по сравнению с расстоянием до орошаемой поверхности можно пренебречь. При этом длина основания b треугольника определяет ширину орошаемой поверхности.
Как отмечалось выше, ширина вскрытого чердачного помещения здания IV-V степени устойчивости при пожаре составляет 10,5-15 м. Исходя из этого, для эффективного пожаротушения требуемая ширина орошаемой поверхности должна быть не менее половины ширины вскрытого чердачного помещения, т.е. не менее половины длины основания b воображаемого треугольника.
При высоте подъема стрелы h=10 м и ширине b вскрытого чердачного помещения 10,5 м (1/2b=5,25 м) имеем:
tgα=5,25:10=0,525. Угол α≈27°.
При высоте подъема стрелы h=10 м и ширине b вскрытого чердачного помещения 15 м (1/2b=7,5 м) имеем:
tgα=7,5:10=0,75. Угол α≈37°.
Как показал опыт, для одного пожарного ствола в заявленном исполнении, при угле наклона оси переходника к оси корпуса пожарного ствола 20°, при подъеме лестницы на высоту 5 и 10 метров от уровня очага пожара, при обычном рабочем давлении жидкого огнетушащего вещества в рукавной линии 0,59-0,8 МПа, орошаемая площадь поверхности возгорания составляет 15 и 32 м2 соответственно.
Поскольку форма орошаемой площади одним пожарным стволом близка к окружности, то в данном случае ширина орошаемой поверхности (диаметр) составит примерно 5 м и 10 м. Это в обоих случаях при угле наклона оси переходника к оси корпуса пожарного ствола 20° соответствует половине ширины вскрытого чердачного помещения здания IV-V степени устойчивости при пожаре, которая, как отмечалось выше, при многообразии проектов составляет 10,5-15 м.
В результате на основании расчетных данных и результатов опытных испытаний угол наклона оси периферийных переходников, а следовательно, и периферийных насадков, к оси корпуса пожарного ствола выбран в диапазоне 20°-30°, что обеспечивает для одного пожарного ствола возможность тушения пожара, одновременно перекрывая большие площади возгорания с шириной до 15 м.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Испытания проводили в г. Покачи (Нижневартовский район Ханты-Мансийского автономного округа - Югры).
Для испытаний изготовлен ствол пожарный в соответствии с заявленной конструкцией. Ствол пожарный (корпус, переходники, насадки) может быть выполнен из коррозионно-стойкой стали, например, по ГОСТ 9941-81. Корпус 8 выполнен из стальной трубы длиной 200 мм с толщиной стенок 4 мм и диметром под муфтовую напорную головку ГМ-80; количество насадков - пять: центральный 15 с общей длиной 45 мм и диаметром осевого отверстия 15 мм; периферийные насадки 16 с общей длиной 40 мм и диаметром осевого отверстия 10 мм; угол наклона оси насадка к оси корпуса ствола 20°. Толщина стенок насадков некритична, так как струя жидкости проходит через насадок, не касаясь его стенок. В примере выполнения толщина стенок насадка 2 мм. Крышка 10 может быть выполнена из любой марки антикоррозионной стали общего назначения.
При выполнении опытных испытаний использовали: автолестница пожарная АЛ-30 (131), основной пожарный автомобиль АЦ-40 (5557) с насосом ПН-40УВ, экспериментальная установка приема рабочей жидкости, напорные пожарные рукава (РПМ-80-1,6), разветвление трехходовое (РТ-80), рулетка измерительная, секундомер.
Автолестницу 3 с закрепленным на вершине верхней секции стрелы распределительным устройством 1 типа «гребенка», патрубки которой соединены с пожарными стволами 4 посредством закрепленных на них соединительных головок пожарных 5, выводят на заданную рабочую высоту. После вывода пожарного насоса на заданный режим работы стрелу автолестницы перемещали над экспериментальной установкой приема рабочей жидкости, после чего производился замер уровня пролива и площади орошения.
По рукавной линии 6, нижний конец которой подключен к пожарному насосу основного пожарного автомобиля (АЦ-40 (5557)), а верхний - к распределительному устройству 1, подают жидкое огнетушащее вещество (вода, низкопроцентный раствор пенообразователя) под рабочим давлением 0, 59-0,8 МПа.
Количество пожарных стволов, закрепленных в гребенке, - 1. Свободные патрубки 2 закрыты заглушками.
Суть испытания: проверка эффективности работы ствола пожарного для создания водяной завесы, определение необходимого напора на насосе основного пожарного автомобиля для обеспечения удовлетворительной работы, установление эксплуатационных характеристик стволов.
Условия проведения испытания:
| Температура воздуха | -11°C |
| Осадки | нет |
| Ветер | 0 м/с (штиль) |
| Освещение | естественное (ясная погода) |
| Атмосферное давление | не фиксировалось |
| Относительная влажность воздуха | не фиксировалось |
| Схема подачи воды: | от емкости основного пожарного автомобиля |
| Рабочая жидкость: | вода |
| Время вывода насоса на требуемый напор | 10-15 с |
| Орошаемая площадь при hподъема=5 м | 15 м2 |
| Орошаемая площадь при hподъема=10 м | 32 м2 |
1. Устройство для подачи жидких огнетушащих веществ на высоту, содержащее пожарную автолестницу, по ступеням стрелы которой по оси проложена рукавная линия, нижний конец которой подключен к пожарному насосу основного пожарного автомобиля, и пожарный ствол, закрепленный на вершине верхней секции стрелы лестницы, отличающееся тем, что на вершине верхней секции стрелы лестницы жестко закреплено соединенное с верхним концом рукавной линии распределительное устройство типа «гребенка» с патрубками для подачи жидкого огнетушащего вещества, снабженными соединительными головками пожарными, кроме того, введены дополнительные пожарные стволы, причем суммарное максимальное количество стволов соответствует числу патрубков, при этом каждый ствол содержит корпус в виде полой трубы, один торец которой снабжен соединительной муфтовой пожарной головкой, посредством которой ствол присоединен к соединительной головке соответствующего патрубка распределительного устройства, при этом к второму торцу корпуса ствола приварена крышка, в которой выполнены осевое отверстие и периферийные отверстия, расположенные радиально на равном расстоянии от оси корпуса и на равном расстоянии друг от друга, кроме того, на каждое отверстие установлен и приварен к наружной поверхности крышки полый цилиндрический переходник, при этом периферийные переходники приварены таким образом, что их оси расположены под одинаковым острым углом к оси корпуса, который составляет 20°-30°, причем внутренний диаметр переходника не менее диаметра отверстия, а на внутренней поверхности переходника по всей длине выполнена резьба, кроме того, в каждый переходник соосно посадочным концом, снабженным резьбой, вкручен выполненный цилиндрическим насадок, в котором выполнено сквозное цилиндрическое осевое отверстие с острой входной кромкой, при этом общая длина насадка удовлетворяет условию: l=(3…4)d, где l - общая длина насадка, d - диаметр сквозного осевого отверстия, при этом длина посадочного конца насадка составляет не менее половины его общей длины, кроме того, резьба на посадочном конце насадка ограничена гайкой, приваренной к наружной поверхности насадка.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что общая длина центрального насадка 39-45 мм при диаметре сквозного отверстия 13-15 мм, а общая длина периферийного насадка 36-40 мм при диаметре сквозного отверстия 9-10 мм.
