СТВОЛ-НАСОС
BARREL PUMP

Изобретение относится к пожарной технике и может быть использовано для тушения возгораний газокапельной струей длительно и без перезарядки.
Известна установка для создания газокапельной струи, включающая монтажную раму, газотурбинный двигатель, состоящий из компрессора, камеры сгорания и турбины, имеющей, по крайней мере, две ступени и выходное сопло, его топливную систему, топливный бак, механически связанные с двигателем электрогенератор и водяные насосы высокого, среднего и низкого давления, накопительную емкость для жидкости, связанное с ней водозаборное устройство, выполненное в виде приемного рукава, соединенного с насосом низкого давления, поворотный пожарный ствол, привод его поворота, систему управления, которая связана с приводом поворота пожарного ствола и электрогенератором, трубопроводы, камеру смешивания жидкости и газового рабочего тела пожарного ствола, связанную с входом подачи жидкости и имеющую входы подачи газового рабочего тела, пенообразующее устройство, соединенное трубопроводом с узлом его подачи в узел смешивания жидкости и газового рабочего тела пожарного ствола, отличающаяся тем, что она снабжена, по крайней мере, одним выходом газового рабочего тела, выполненным между ступенями турбины и связанным, по крайней мере, с одним теплообменником и устройством охлаждения газового рабочего тела, которыми снабжена установка, при этом жидкостный контур одного из теплообменников, установленного в выхлопном сопле двигателя, связан входом с водяным насосом высокого давления, а выходом со вторым теплообменником, установленным в контуре газового рабочего тела и на выходе газового рабочего тела, выполненном между ступенями турбины, при этом выход жидкостного контура второго теплообменника связан с входом в камеру сгорания, при этом контур газового рабочего тела связан с выходом газового рабочего тела, выполненным между ее ступенями турбины, который связан со вторым теплообменником, соединенным выходом газового рабочего тела с устройством охлаждения газового рабочего тела, а устройство охлаждения газового рабочего тела связано с одним из теплообменников и камерой смешивания пожарного ствола, а также с выходом жидкости из насоса среднего давления и в качестве теплоносителя в теплообменнике использовано топливо газотурбинного двигателя /RU Патент 2292959, 2007/.
Известная установка конструктивно сложна, громоздка и не предполагает функционирования в режиме переносного ручного ствола, не достаточно технологична в использовании.
Известен пневмоимпульсный генератор, содержащий ствол, встроенный в корпус, запорную мембрану, прикрепленную к корпусу и расположенную перед входным отверстием ствола с образованием управляющей и накопительной полостей, крышку корпуса со сбросным клапаном, имеющим сбросные отверстия, размещенный в сбросном клапане запорный поршень, поджатый пружиной к седлу, подводящий трубопровод и средство для наполнения накопительной полости сжатым воздухом, отличающийся тем, что запорный поршень снабжен приводом его перемещения, размещенным на заднем торце сбросного клапана, подводящий трубопровод врезан в подпоршневую часть сбросного клапана, седло закреплено в надпоршневой части сбросного клапана и представляет собой диск с разгрузочным отверстием, через которое пропущен шток запорного поршня, запорный поршень имеет возможность перекрывания отверстия подводящего трубопровода, а по его окружности выполнены выпускные каналы, при этом средство для наполнения накопительной полости сжатым воздухом выполнено в виде одного или нескольких обратных клапанов, установленных на запорной мембране, а средство для наполнения накопительной полости сжатым воздухом выполнено в виде патрубка, соединяющего управляющую и накопительную полости, внутри которого размещен обратный клапан, привод перемещения запорного поршня представляет собой рабочую камеру, образованную посредством тарельчатого фланца, в которой размещена диафрагма, кинематически связанная со штоком запорного поршня, при этом рабочая камера через трубопровод, подсоединенный к тарельчатому фланцу, сообщена с накопительной полостью генератора /RU Патент 2214296, 2003/.
Известный пневмоимпульсный генератор не достаточно производителен, требует подсоединения к стационарной системе водоснабжения, не обеспечивает стабильности подачи и необходимой диспергации струи.
Известен насос, содержащий корпус с входным патрубком, рабочую камеру, выполненную в виде двух сомкнутых, выпуклых упругих дисков, нижний из которых имеет направляющие шпильки, впускной и выпускной каналы, а также выходной патрубок с обратным клапаном, выполненным в виде пластины, установленной на стержне с геликоидальной резьбой и пружиной, отличающийся тем, что насос снабжен дополнительным входным патрубком с обратным клапаном для подвода нефти в магистральный трубопровод, расположенным выше пластины, а первый входной патрубок для подвода воды расположен между пластиной и рабочей камерой и снабжен магнитоэлектрическим клапаном, корпус насоса выполнен с нагнетательными отводами, расположенными ниже патрубка для подвода воды, при этом нижний диск снабжен пружинами, которые охватывают шпильки /RU Патент 2184278, 2002/.
Известный насос взрывного типа ограниченно применим для перекачки жидкостей, не предполагает диспергирование струи, может функционировать только в соединении со стационарной системой, не применим для пожаротушения.
Известен насадок для подачи и распыления многофазной жидкотекучей среды, содержащий корпус с внутренним проточным каналом, закрепленный на подающем патрубке, отличающийся тем, что корпус насадка выполнен с продольными разрезами на сопловой части и образованием колебательных элементов, снабженных на концах выпуклостями, при этом корпус насадка закреплен за патрубок через гасящий вибрации трубчатый элемент и снабжен закрепленной на внешней поверхности сопловой части защитной оболочкой, продольные разрезы на сопловой части выполнены разной длины, выпуклости на концах колебательных элементов выполнены аэродинамически активной формы, а гасящий вибрации трубчатый элемент представляет собой сильфон /RU Патент 2352373, 2009/.
Известный насадок может функционировать только в соединении со стационарной системой, не может одновременно работать как насос и обеспечивать необходимую диспергацию струи.
Задачей изобретения является создание переносного пожарного ствола, дополнительно функционирующего как насос и одновременно как генератор газа высокого давления для диспергации огнетушащей жидкости с возможностью длительной подачи газокапельной струи без перезарядки.
Задача решается тем, что в стволе-насосе, включающем соединенный с рукавом внешний трубчатый корпус, сопло с диспергирующими отверстиями, согласно решению коаксиально внешнему трубчатому корпусу с образованием кольцевого подающего канала закреплен внутренний корпус, представляющий насосную, газовую и взрывную камеры, последняя из которых снабжена подающими газ врезками со свечой зажигания и сообщается с газовой камерой через перфорации в разделительной стенке, а с насосной камерой разделена подпружиненным поршнем, снабженным трубчатой перфорированной осью с размещенным внутри последней обратным клапаном, при этом насосная камера сообщается через перфорации во внутреннем корпусе с кольцевым подающим каналом, снабженным обратным клапаном, при этом выходное сопло внутреннего корпуса и подающие газ врезки снабжены обратными клапанами, а обратный клапан кольцевого подающего канала выполнен в виде резинового кольца, прижимного кольца и волнистой кольцевой пружины.
Отличительными признаками являются:
- коаксиально внешнему трубчатому корпусу с образованием кольцевого подающего канала закреплен внутренний корпус, представляющий насосную, газовую и взрывную камеры (что позволяет стволу функционировать как насос и одновременно как генератор газа высокого давления для диспергации огнетушащей жидкости);
- взрывная камера снабжена подающими газ врезками со свечой зажигания (что обеспечивает наличие автономного источника энергии для насоса и одновременно генератора газа высокого давления для диспергации жидкости);
- взрывная камера сообщается с газовой камерой через перфорации в разделительной стенке, а с насосной камерой разделена подпружиненным поршнем, снабженным трубчатой перфорированной осью с размещенным внутри последней обратным клапаном (что объединяет три исполнительных узла ствола в единую функциональную систему подачи газокапельной струи);
- насосная камера сообщается через перфорации во внутреннем корпусе с кольцевым подающим каналом, снабженным обратным клапаном (что обеспечивает направленную подачу под давлением потока огнетушащей жидкости в зону диспергирования);
- выходное сопло внутреннего корпуса и подающие газ врезки снабжены обратными клапанами (что обеспечивает безопасность и надежность работы взрывной и газовой камер);
- обратный клапан кольцевого подающего канала выполнен в виде резинового кольца, прижимного кольца и волнистой кольцевой пружины (что обеспечивает направленное движение огнетушащей жидкости по всей внешней образующей поверхности внутреннего корпуса с охлаждением последнего).
Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию «новизна».
Сравнение заявляемого решения с аналогами не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид с разрезом, фиг.2 - разрез узла обратный клапан кольцевого подающего канала, фиг.3 - разрез по Б-Б обратного клапана, фиг.4 - разделительная стенка (вид А), фиг.5 - разрез сопловой части.
Ствол-насос содержит внешний трубчатый корпус 1, внутренний корпус 2, кольцевой подающий канал 3 с обратным клапаном из резинового кольца 4, прижимного кольца 5 и волнистой кольцевой пружины 6, взрывная камера 7 с подающими газ врезками 8 и свечой зажигания 9, газовая камера 10 с обратным клапаном 11, разделительная стенка 12 с перфорациями 13,
сопло 14 с диспергирующими отверстиями 15, насосная камера 16, подпружиненный поршень 17, трубчатая перфорированная ось 18 с обратным клапаном 19, перфорации 20 во внутреннем корпусе.
Ствол-насос работает следующим образом.
Предварительно ствол соединяют с жестким рукавом, конец которого может быть соединен с резервуаром воды или другой безнапорной емкостью с огнетушащей жидкостью. При этом конец рукава снабжен фильтрующим насадком (на чертеже не показан), подающие газ врезки 8 подсоединяются к баллонам, а свеча зажигания 9 - к источнику напряжения.
После заполнения насосной камеры 16 огнетушащей жидкостью подающие под давлением газ врезки 8 импульсно вдувают порцию воздуха и горючего газа во взрывную камеру 7 с образованием взрывчатой концентрации смеси газа. Подача на свечу зажигания 9 импульса напряжения инициирует взрыв смеси газа, рабочий ход подпружиненного поршня 17 и одновременное выдавливание порции воды из насосной камеры 16 через перфорации 20 в кольцевой подающий канал 3. При этом обратный клапан 19 находится в закрытом положении. При возврате подпружиненного поршня в исходное положение обратный клапан 19 открывается, и новый объем воды поступает в насосную камеру, одновременно продукт сгорания газовой смеси через перфорации 13 в разделительной стенке 12 переходит в газовую камеру 10 с повышением давления внутри последней. Последующий впуск воздуха через одну из врезок 8 и следом за ним впуск горючего газа завершает рабочий цикл. Таким образом, вода по кольцевому подающему каналу 3, минуя обратный клапан из резинового кольца 4, прижимного кольца 5 и волнистой кольцевой пружины 6, движется в зону сопла 14. В ту же зону из газовой камеры 10, минуя обратный клапан 11, поступают выхлопные газы - продукт сгорания газовой смеси. Газоводная смесь высокого давления диспергируется в газокапельную струю через отверстия 15. Кольцевой подающий канал 3 обеспечивает охлаждение образующих стенок взрывной 7 и газовой 10 камер, а кольцевой обратный клапан в канале определяет движение жидкости только в одном направлении. Обратный клапан 11 предотвращает попадание воды в газовую камеру. Время работы ствола - насоса определяется емкостью газовых баллонов и наличием воды в резервуаре и может длиться в течение нескольких часов.
Ствол-насос обеспечивает работу переносного пожарного ствола, дополнительно функционирующего как насос и одновременно как генератор газа высокого давления для диспергации огнетушащей жидкости с возможностью длительной подачи газокапельной струи без перезарядки длительное время.