Ранцевый моторизованный огнетушитель

Полезная модель относится к области охраны окружающей среды, а именно, к устройствам локализации и тушения природных пожаров.
Известны ранцевые лесные огнетушители (РЛО), предназначенные для локализации и тушения пожаров [1-3]. Они имеют емкость для огнегасящей жидкости, мускульный насос, напорный шланг и распылительный гидропульт.
Общим недостатком этих РЛО, несмотря на кажущуюся простоту, является наличие у них ручного поршневого насоса, с помощью которого непрерывно поддерживается постоянное давление в емкости с огнегасящей жидкостью, что при длительной работе приводит к физическому утомлению пожарного-оператора, следовательно, снижается его работоспособность. Кроме того, в условиях пожара оператор-пожарный может находиться  в зоне задымленности и высоких тепловых потоков, существенно превышающих его физические возможности. Вследствие этого существующие РЛО используют в основном для тушения слабых по интенсивности природных пожаров, а также для тушения тепловых и фланговых кромок пожара.
Известен ранцевый моторизованный огнетушитель [4]. Он содержит двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с совмещенным гидронасосом, бензобак, бензопровод, емкость под огнетушащую жидкость, всасывающий и напорный рукава, гидропульт с наконечником-распылителем, защиту бензокоммуникаций от попадания искр, опору для монтажа комплектующих агрегата.
К недостаткам ранцевого моторизованного огнетушителя следует отнести его сложное конструктивное исполнение, заключающееся в наличии ДВС с системой подачи горючего, системой запуска, сложное сочленение двигателя с гидронасосом. Следует отметить также, что выхлоп отработанных продуктов сгорания неблагоприятно действует на органы дыхания оператора-пожарного. Кроме того, работа двигателя сопровождается повышением его температуры, что также действует на пожарного, влияет на его физическое состояние. Не исключается также попадание искр от очага горения на бензосистему агрегата. Соответственно, возможно возгорание с угрозой для жизни оператора-пожарного.
Наиболее близким к заявляемому объекту по конструкции и назначению является переносной ранцевый моторизованный огнетушитель, предназначенный для локализации и тушения природных пожаров [5]. Он имеет мягкую эластичную емкость под огнегасящую жидкость, выполненную из водонепроницаемой ткани и закрепленную на раме. Для заполнения внутреннего объема емкости огнегасящей жидкостью предусмотрена горловина, преимущественно в верхней части, которая закрывается крышкой с верхним дренажным отверстием, обеспечивающим гидравлическую связь между внутренним объемом корпуса и внешней средой. Устройство имеет приборный отсек, сочлененный с днищем емкости, аккумулятор, гидронасос для подачи жидкости, регулируемый по длине гидропульт с наконечником-распылителем, всасывающий и напорный рукава, выносной переключатель  для запуска и остановки гидродвигателя. Выбрано за прототип.
К недостатку конструкции ранцевого моторизованного огнетушителя следует отнести наличие низкопрочной эластичной емкости, поскольку при выполнении противопожарных работ в лесном массиве не исключена вероятность ее разрушения от соприкосновения с элементами деревьев и, следовательно, несанкционированное истечение огнегасящей жидкости из емкости через порыв. Кроме того, поскольку приборный отсек сочленен с емкостью, то при порыве эластичной емкости огнегасящая жидкость может залить и вывести из строя аккумулятор и электрическую цепь, а также залить оператора-пожарного. Следует отметить, что при выполнении операций по локализации и тушению пожара не исключено перекрытие дренажного отверстия в крышке растительными элементами и, как следствие, при опорожнении емкости от огнегасящей жидкости в емкости создается разрежение, приводящее к схлопыванию корпуса и не полному осушению его от жидкости. Соответственно снижается эффективность действия ранцевого моторизованного огнетушителя. Эти недостатки следует устранить.
Задачей предлагаемого технического решения является увеличение безаварийного срока эксплуатации, повышение удобства эксплуатации и эффективности функционирования моторизованного огнетушителя.
Поставленная задача решается изменением конструкции огнетушителя. В дополнение к основным признакам огнетушителя–прототипа, содержащего носимую раму-опору, емкость под огнегасящую жидкость, заливную крышку с дренажным отверстием, гидронасос, напорный рукав, гидропульт с краном и приборный отсек управления, в предлагаемом ранцевом моторизованном огнетушителе приборный отсек управления вынесен за пределы емкости под огнегасящую жидкость, смонтирован на платформе, жестко прикрепленной к раме-опоре перпендикулярно к ней, емкость под огнегасящую жидкость выполнена жесткой из негорючего полимерного материала, имеет конусное днище и крепится к раме-опоре хомутами, причем рама-опора снабжена консолями, связывающими ее с платформой и повышающей жесткость конструкции.
В конкретном исполнении огнетушителя заливная горловина может быть оборудована переходником с подпружиненным обратным клапаном, посадочное место которого герметизировано эластичной манжетой.
В конкретном исполнении огнетушителя дренажные отверстия заливной крышки, служащие для гидравлической связи внутреннего объема емкости с окружающей средой целесообразно выполнить на боковой поверхности крышки.
В конкретном исполнении огнетушителя приборный отсек управления может быть закрыт перфорированным защитным кожухом.
Рама-опора огнетушителя со стороны оператора может быть оборудована огнезащитной стенкой, например, из мягкой негорючей ткани.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется рисунками фиг. 1, фиг. 2, где цифрами обозначены: 1 – емкость под огнегасящую жидкость; 2 – рама-опора; 3 – крепежные хомуты; 4 – платформа; 5 – перфорированный защитный кожух; 6 – переходник емкости; 7 – огнегасящая жидкость; 8 – напорный рукав; 9 – кран; 10 – гидропульт; 11 – электрокабель; 12 – выходной патрубок; 13 – пульт управления; 14 – защитная стенка; 15 – крышка; 16 – гидронасос; 17 – источник тока; 18 – консоль; 19 – дренажные отверстия; 20 – переходник крышки; 21 – горловина; 22 – клапан; 23 – гайка; 24 – фигурная шайба; 25 – прижимная пружина; 26 – эластичная манжета.
Предлагаемый огнетушитель подготавливают к работе в следующей последовательности. К раме-опоре 2 крепится опорная стенка 14 и на хомутах 3 емкость 1. На платформу 4, жестко скрепленную с рамой-опорой и консолями 18, устанавливается гидронасос 16 и источник тока 17, соединенные между собой электрической цепью 11 и пультом управления 13. Гидронасос 16 и источник тока 17 закрываются перфорированным кожухом 5 для защиты от внешних факторов, сопровождающих природный пожар. Входное отверстие гидронасоса 16 через переходник 6 соединяется с емкостью 1. Насос 16 осуществляет подачу огнегасящей жидкости 7 из емкости 1 через патрубок 12, соединенный с входным отверстием насоса 16. Патрубок 12 связан с гидропультом 10 с помощью напорного рукава 8. Емкость 1 через горловину 21 заполняют огнегасящей жидкостью 7. Горловина закрывается переходником 20 с обратным клапаном 22 и закрывается крышкой 15 с дренажными отверстиями 19. Снаряженное подобным образом техническое решение готово к работе.
Работа огнетушителя осуществляется следующим образом.
Перед выполнением работ оператор-пожарный закрепляет на спине с помощью лямок (на рисунке не показаны) моторизованный ранцевый огнетушитель и направляется к месту проведения работ. По прибытии, нажимает кнопку «пуск» на пульте управления 13 и запускает гидронасос 16. Огнегасящая жидкость через переходник 6 поступает к насосу 16 и подается в напорный рукав 8. Оператор-пожарный открывает кран 9 и огнегасящая жидкость из емкости 1 по патрубку 12 и напорному рукаву 8 подается на гидропульт 10 и через него устремляется на очаг пожара. По осушении емкости 1 оператор отключает компрессор с пульта управления 13, нажав кнопку «стоп». Полному осушению емкости 1 способствует коническая форма ее днища.
При описанной конструкции огнетушителя при конкретизации отличительных признаков устраняются недостатки прототипа. В заливной горловине корпуса установлен переходник с обратным клапаном, препятствующим  попаданию в полость корпуса элементов растительности и несанкционированному разбрызгиванию жидкости. Клапан подпружинен и открывается при создании в емкости некоторого разрежения при расходе жидкости. Посадочное место в переходнике под поршень обратного клапана герметизируется эластичной манжетой, закрепленной на поверхности посадочного места. Гидравлическая связь между внутренним объемом корпуса и внешней средой при функционировании предлагаемого огнетушителя обеспечивают дренажные отверстия, выполненные не на верхней, а на боковой поверхности крышки.  Приборы управления закрыты перфорированным кожухом, а оператор-пожарный защищен от расплескивания огнегасящей жидкости защитной стенкой, закрепленной на раме-опоре со стороны оператора.
Пример конкретного исполнения. В предлагаемом техническом решении в качестве гидронасоса можно использовать гидронасос марки UW3B7 955681 напряжением 12 В. Для его функционирования можно взять источник тока (аккумулятор), например VARTA YB16L–B. Предлагаемый гидронасос создает давление P порядка 1 бар. При его работе на срезе форсунки огнегасящая жидкость приобретает скорость до 26 м/с (расчеты проводились по известной в элементарной физике формуле , где  - скорость на срезе форсунки, м/с;  - коэффициент формы форсунки =0.98;  - перепад давления, создаваемый насосом, ;  - плотность жидкости, . При этом дальнобойность  струи можно определить из соотношения . Время действия струи  определяется по формуле . Здесь  - высота, с которой оператор-пожарный проводит противопожарные работы. Пусть  м и с, тогда  м.
Применение предлагаемого технического решения на практике позволит увеличить безаварийный срок работы и повысить удобство эксплуатации, а также оперативно эффективно и локализовать и тушить природные пожары при помощи моторизованного огнетушителя.
Источники информации
1. Вонский С.М., Сперанский В.М. Оценка эффективности лесных огнетушителей // Сб-к научных трудов / Лесные пожары и технические средства борьбы с ними. – Л.: ЛенНИИЛХ, вып. 19, 1971 г. – С. 181.
2. Лесные пожары и борьбы с ними // Сб-к научн. Трудов / Под ред. Е.С. Арцыбашева. – Л.: ЛенНИЛХ, 1989  г. – С. 145.
3. А.с. 2097081 (СССР), МКИ В62с15/00, 5/00. Ранцевый лесной огнетушитель / Яковлев Б.П., Шмаков В.А., Королев Г.М. и др. З-ка №9610484/12 от 19.03.96, опубл. Б.И. № 33, ч.II, 1997  г.
4. Сперанский В.М. Моторизованный огнетушитель для борьбы с лесными пожарами // Сб. научн. Трудов. – Л.: НИИЛХ, вып. 19, 1974  г. – С. 134-142.
5. Патент KR 2013034376A, опубл. 05.04.2013.