НИЖНЯЯ ЧАСТЬ ПОДЗЕМНОГО ПОЖАРНОГО ГИДРАНТА
LOWER PART OF UNDERGROUND FIRE HYDRANT

Настоящее изобретение относится к основным конструктивным элементам пожарной техники, а именно стационарных подземных устройств для тушения пожара водой.
В настоящее время разрабатываются стратегии совершенствования подземных противопожарных устройств, а именно устройств типа пожарных гидрантов. Одна из стратегий заключается в повышении надежности их срабатывания в условиях зимнего времени, когда в таких устройствах, в частности в их нижней части, скапливается вода и, замерзая, перекрывает водопропускные каналы устройства. На их размораживание затрачивается минимум 30 минут, причем восстановление работоспособности пожарного гидранта после размораживания не гарантируется в связи с высокой вероятностью повреждения его корпуса и других частей.
Известен серийно выпускаемый подземный гидрант со свободным потоком фирмы HAWLE, Австрия http://www.hawle.net.ru/, который выполняет функцию противопожарного водоспускного устройства подземного типа. Оно содержит вертикальный корпус в виде водопропускного стояка, установленный на пожарной подставке. Корпус имеет внутренние водозаборные и водоподающие элементы, а именно сливной клапан, перекрывающий спускное отверстие, кран и колено для подключения к водопроводной магистрали. Обычно при пуске воды в таком устройстве используют стендер. Это устройство не является конструктивно необходимым для рассматриваемого противопожарного водоспускного устройства подземного типа. Оно вносится в устройство при его включении и изымается из него при выключении. Поэтому в предлагаемом устройстве оно в дальнейшем описании данной заявки не рассматривается. Спускное отверстие, перекрываемое сливным клапаном, при водозаборе закрывается, а при окончания водозабора - отверстие открывается. По окончании водозабора вода остается в полости корпуса пожарного гидранта и сливается через сливное отверстие во внешнее пространство - в емкость, расположенную под сливным клапаном. Обычно нижняя часть стояка расположена в грунте и чаще всего в районе грунтовых вод.
Нижняя часть пожарного гидранта фирмы HAWLE принимается в качестве прототипа, так как она содержит наибольшее число совпадающих с заявляемым изобретением существенных признаков.
Однако прототип имеет существенный недостаток. В нем велика вероятность замерзания остаточных или грунтовых вод после водозабора. Это обусловлено тем, что в известной нижней части пожарного гидранта вода по окончании водозабора остается в полости ее горизонтального участка, что приводит к замерзанию этой воды, и лед препятствует последующему водозабору. Использование сливного клапана позволяет слить воду из полости нижней части пожарного гидранта во внешнее пространство - в емкость. Но, так как грунтовые воды часто имеют небольшую глубину залегания, то в большинстве колодцев круглый год присутствует вода. Так как уровень воды в емкости часто оказывается выше уровня спускного отверстия, то в упомянутой нижней части гидранта будет находиться вода - остаточная или грунтовая, которая при отрицательной температуре замерзнет, и образовавшийся лед будет препятствовать последующему водозабору. Получается парадоксальная ситуация. С одной стороны, вода в полости горизонтального участка корпуса пожарного гидранта должна быть, так как гидрант работает и при низких температурах окружающей среды. С другой стороны, эта вода там не должна быть, чтобы не допустить ее замерзание при низких температурах, когда закончена подача воды. Вода втекает в полость горизонтального участка корпуса гидранта из водопроводной магистрали при тушении пожара и вытекает из нее, когда в применении гидранта уже нет необходимости. Однако часть воды остается в нижней части гидранта.
Задачей настоящего изобретения является создание новой нижней части подземного пожарного гидранта, которая позволяла бы достичь следующих технических результатов.
1. Исключить замерзания остаточной и грунтовой воды в корпусе и горизонтальных участках устройства и одновременно обеспечить надежность процессов пуска и остановки потока воды.
2. Исключить участие обслуживающего персонала за счет обеспечения процесса самообслуживания при удалении воды из внутренней полости нижней части пожарного подземного гидранта и при его запуске в эксплуатацию.
Поставленные задачи решены следующим образом.
В известной нижней части подземного пожарного гидранта, содержащей вертикальный участок корпуса, расположенный на пожарной подставке, горизонтальный участок корпуса с коленом, переходящим в вертикальный участок корпуса, сливной клапан со спускным отверстием, установленным с возможностью его перекрытия и открытия, кран, расположенный в районе подключения горизонтального участка корпуса к водопроводной магистрали и установленный с возможностью перекрытия подачи воды в полость нижней части пожарного гидранта, емкость, расположенную под сливным клапаном, согласно настоящему изобретению между краном и коленом на горизонтальном участке корпуса установлено эжекционное устройство, которое имеет скошенные к центру рабочей камеры нижние части конфузора и диффузора, при этом сливной клапан со спускным отверстием выполнен в упомянутом центре рабочей камеры, а емкость выполнена изолированной для слива воды из стояка и горизонтального участка трубопровода после закрытия крана и расположена в зоне промерзания грунта, причем сливной клапан расположен в упомянутой емкости.
Такое новое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет предотвратить замерзание остаточной и грунтовой воды в полости горизонтальной части корпуса, за счет того, что слив происходит в изолированную емкость и не зависит от уровня грунтовых вод. При этом одновременно обеспечить надежность процессов пуска и остановки потока воды, исключить участие обслуживающего персонала и добиться процесса самообслуживания при удалении воды из внутренней полости нижней части пожарного гидранта и при его запуске в эксплуатацию. Это обусловлено тем, что введено эжекционное устройство, а в нем имеются условия самостекания воды, в том числе и остатков воды, в центральную его часть, а из нее в изолированную емкость, в которой вода не замерзает, хотя и расположена в зоне промерзания грунта. Но при пуске воды в полость горизонтального участка корпуса за счет эффекта эжекционного устройства вода из изолированной емкости будет выкачена в вертикальный участок пожарного гидранта и не создаст помехи для прохождения общего потока воды к месту пожаротушения. При прекращении подачи воды в вертикальный участок пожарного гидранта вода вся стечет через эжекционное устройство, а точнее, через его спускное отверстие в изолированную емкость, и полость горизонтального участка корпуса будет пустой. Таким образом, гидрант всегда готов к новому пуску воды, и нет необходимости в дополнительном его обслуживании.
Заявителем проведен патентно-информационный поиск по данной теме, в результате которого заявляемая совокупность существенных признаков не выявлена. Поэтому предлагаемое изобретение можно признать новым.
Соответствие данного изобретения критерию патентоспособности «изобретательский уровень» обосновывается следующим.
Данное изобретение для специалиста логически не следует из известного уровня техники. Хотя известна нижняя часть подземного пожарного гидранта HAWLE, которая содержит, в числе прочих частей, сливной клапан с целью устранения проблемы замерзания остаточной воды в стояке по окончании водозабора. Использование такого сливного клапана позволяет слить воду из полости пожарного гидранта во внешнее пространство - емкость, но вышеуказанная проблема не решается, если уровень воды в емкости окажется выше уровня спускного отверстия, что и происходит в большинстве случаев, так как грунтовые воды часто имеют небольшую глубину залегания. То есть в таком противопожарном устройстве (гидранте) все равно будет находиться вода, которая при отрицательной температуре замерзнет, в результате чего устройство, как минимум, может не сработать в нужное время, и такое промедление может стоить жизни, а в худшем случае, выйти из строя, что может привести к самым тяжелым последствиям.
В заявляемом же изобретении нижняя часть подземного пожарного гидранта находится в зоне промерзания грунта, а сливной клапан размещен в нижней части эжекционного устройства, помещенного между краном и коленом. Это эжекционное устройство имеет скошенные к центру рабочей камеры нижние части конфузора и диффузора, причем сливной клапан расположен в упомянутом центре рабочей камеры. Таким образом, образуется самостек воды из нижней части гидранта и горизонтального участка корпуса к сливному клапану, и далее - в изолированную емкость, которая расположена под сливным клапаном. Эффект эжекционного устройства позволяет этой емкости освободиться при эксплуатации гидранта и быть готовой для очередного слива воды в нее, чтобы избежать замерзания остаточной или грунтовой воды после закрытия крана.
Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет решить такую важную проблему, как замерзание воды в нижней части пожарного гидранта, причем не важно, какой уровень грунтовых вод в месте установки такого устройства.
В известных устройствах подобного результата достичь не удавалось. Поэтому заявляемое техническое решение можно признать изобретением.
Сущность заявляемого изобретения и возможность его практической реализации поясняется приведенным ниже описанием и чертежом.
Заявляемая нижняя часть пожарного гидранта содержит вертикальный участок корпуса 1 с коленом 2, установленным на пожарной подставке 3, и соединенный с коленом 2 горизонтальный участок 4 корпуса. На пути к водопроводной магистрали на горизонтальном участке корпуса 1 за коленом 2 установлено эжекционное устройство 5, после которого размещен кран 6, например, шарового типа, через который есть вход участка водопроводной магистрали 7 (на чертеже изображен условно). Эжекционное устройство 5 имеет конфузор 8, рабочую камеру 9 и диффузор 10. К центру рабочей камеры 9 нижние части 12 конфузора 8 и диффузора 10 скошены, и в их пересечении расположен сливной клапан 13, обеспечивающий слив воды в емкость 14 воды из вертикального участка корпуса 1 с коленом 2 и горизонтального участка 4 до крана 6. Изолированная емкость 14 расположена в зоне промерзания грунта 15.
Заявляемое техническое решение работает следующим образом.
При использовании пожарного гидранта вода подается из водопроводной магистрали путем открытия крана 6, клапан 13 при этом открывается, и вода из водопроводной магистрали 7 поступает в эжекционное устройство 5. В эжекционном устройстве 5 за счет возникновения эффекта эжекции происходит вытягивание воды из изолированной емкости 14, она всасывается и подается в общий поток.
Когда вода выбрана из емкости 14, то клапан 13 закрывается, а вода из водопроводной магистрали продолжает поступать в вертикальный участок корпуса 1 и оттуда на объект тушения пожара.
Для того чтобы не наполнять емкость 14 водой из магистрали предусмотрен клапан 13, который закрывается при давлении, несколько превышающем гидростатическое. После закрытия крана 6 образуется самостек воды к сливному клапану 13 за счет скошенных к центру рабочей камеры 9 эжекционного устройства 5 нижних частей 12 конфузора 8 и диффузора 10. Когда давление в системе упадет до близкого к гидростатическому, открывается клапан 13, и вся вода сливается в емкость 14. Для повышения надежности системы предотвращения замерзания подвижных частей клапана 13 последний может быть размещен внутри емкости 14.