Пожарный ствол
FIRE-FIGHTING HOSE

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к средствам для подачи огнегасительного материала (жидкого огнетушащего вещества), и может быть использовано на подвижном противопожарном средстве для подачи огнетушащего вещества на высоту 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 ствол, содержащий патрубок для подачи огнетушащего вещества с входным и выходным отверстиями, одно из которых перекрыто плитой (упругой или жесткой) с отверстиями, в которых закреплены упругие трубки. Свободные концы трубок проходят через перфорированное дно стакана, охваченного резьбовой обоймой. Обойма закреплена на патрубке с возможностью поворота и одновременного сжатия и разжатия боковых стенок стакана, изменяя радиальные расстояния между упругими трубками, а следовательно, изменяя форму струи. Кроме того, в устройстве реализована возможность изменения формы струи в горизонтальной плоскости (формируется плоская струя) (СССР, №1243746, А62С 31/02, 15.07.86).
Недостаток известного устройства заключается в следующем. Известный пожарный ствол требует ручной настройки формы струи в процессе тушения пожара. Это предполагает удержание его в руках, т.е. допустимое рабочее давление 0,4-0,5 МПа. Кроме того, необходимо соблюдение безопасного расстояния от источника огня. В совокупности это не позволяет единовременно обеспечить требуемую интенсивность подачи огнетушащей жидкости на максимальную площадь пожара, что снижает эффективность пламегашения. При этом настройка ручная, требует определенных навыков обслуживающего персонала, особенно, при выборе эффективной формы струи для тушения, что отрицательно сказывается на времени тушения пожара и снижает эффективность пожаротушения. Кроме того, пожарный ствол непригоден для использования при отрицательных температурах окружающей среды из-за большой вероятности отказа регулирующих и регулируемых узлов. При этом необходимость ручной регулировки формы струи снижает безопасность работы пожарных, а также из-за необходимости обеспечения безопасной работы пожарных вносит ограничения на расстояние до очага пожара, что снижает эффективность и увеличивает время тушения пожара. Кроме того, необходимость регулировки формы струи в процессе тушения пожара, а также отсутствие специальных средств не позволяют использовать известный пожарный ствол для подачи огнетушащего вещества на высоту, что не позволяет единовременно обеспечить требуемую интенсивность подачи огнетушащей жидкости сверху - вниз на максимальную площадь пожара и снижает эффективность пламегашения.
Наиболее близким к предлагаемому является пожарный ствол, предназначенный для использования в автоматических устройствах пожаротушения. Пожарный ствол выполнен в виде контурного распылителя, который содержит корпус, соединенный с рукавной линией. В корпусе установлен насадок, к которому неразъемно присоединены гибкие несгораемые шланги с коническими соплами на свободных концах. Шланги имеют возможность фиксации и изменения относительно друг друга пространственного положения. С помощью шарнирно закрепленных на корпусе установочных тяг, изменяя пространственное положение шлангов, производят настройку результирующего угла распыла огнетушащего вещества, добиваясь формы результирующего потока, необходимой для пожаротушения в каждом конкретном случае (СССР, авторское свидетельство №1694154, А62С 31/00, 30.11.91).
Недостаток известного устройства, прежде всего, состоит в том, что конические сопла формируют направленную компактную струю огнетушащего вещества, что не позволяет единовременно обеспечить требуемую интенсивность подачи огнетушащей жидкости на максимальную площадь пожара, что снижает эффективность пламегашения. При этом пожарный ствол требует как предварительной настройки формы струи, так и в процессе тушения пожара. При этом настройка ручная, достаточно сложна и трудоемка, требует определенных навыков обслуживающего персонала, особенно, при выборе формы струи, что отрицательно сказывается на времени тушения пожара и снижает эффективность пожаротушения. По этой же причине известный пожарный ствол непригоден для использования при отрицательных температурах окружающей среды, а также из-за большой вероятности отказа регулирующих и регулируемых узлов. При этом необходимость ручной регулировки формы струи снижает безопасность работы пожарных, а также из-за необходимости обеспечения безопасной работы пожарных вносит ограничения на расстояние до очага пожара, что снижает эффективность и увеличивает время тушения пожара. Кроме того, необходимость регулировки формы струи в процессе тушения пожара, а также отсутствие специальных средств не позволяют использовать известный пожарный ствол для подачи огнетушащего вещества на высоту, что не позволяет единовременно обеспечить требуемую интенсивность подачи огнетушащей жидкости сверху - вниз на максимальную площадь пожара и снижает эффективность пламегашения.
Заявляемое изобретение решает задачу создания пожарного ствола, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении эффективности пожаротушения за счет возможности подачи жидких огнетушащих веществ на высоту; в возможности обеспечения требуемой интенсивности подачи огнетушащей жидкости сверху на максимальную площадь пожара; 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 отрицательных температур севера.
Кроме того, заявляемое изобретение при осуществлении позволяет достичь дополнительный технический результат, заключающийся в расширении тактико-технических возможностей оперативных отделений подразделений пожарной охраны.
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в пожарном стволе, содержащем корпус, новым является то, что корпус выполнен в виде полой стальной трубы, один торец которой снабжен соединительной муфтовой пожарной головкой, а к второму торцу корпуса ствола приварена стальная крышка, в которой выполнены в форме окружности 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 складывается из длины переходника и толщины крышки и составляет не менее половины его общей длины, кроме того, резьба на верхнем посадочном конце насадка ограничена гайкой, приваренной к наружной поверхности насадка, при этом диаметр отверстий, выполненных в крышке, соответствует наружному диаметру соответствующих насадков. 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: «Пожарный ствол, содержащий корпус, …» - являются неотъемлемой частью заявляемого устройства и обеспечивают его работоспособность, а следовательно, обеспечивают достижение заявляемого технического результата.
В заявленном пожарном стволе корпус выполнен в виде полой стальной трубы, один торец которой снабжен соединительной муфтовой пожарной головкой, а к второму торцу корпуса ствола приварена стальная крышка, в которой выполнены в форме окружности осевое отверстие и периферийные отверстия. На каждое отверстие установлен и приварен к наружной поверхности крышки, выполненный из стали, полый цилиндрический переходник, на внутренней поверхности которого по всей длине выполнена резьба. В каждый переходник соосно посадочным концом, снабженным резьбой, вкручен выполненный цилиндрическим, из стали насадок. Таким образом, все узлы заявленного ствола выполнены из стали, что позволило использовать для соединения узлов сварку и резьбовое соединение. Поскольку все узлы заявленного ствола выполнены из стали, соединение узлов выполнено сваркой и резьбовым соединением, то конструкция заявленного пожарного ствола представляет собой единое целое, способное, как показали испытания, выдерживать высокое рабочее давление огнегасящей жидкости до 0,9 МПа, что позволяет создавать сплошную завесу из огнетушащего вещества, перекрывающую путь для распространения огня.
Кроме того, наличие в заявляемом устройстве только механических соединений и отсутствие гидравлических и регулировочных узлов повышает эксплуатационную надежность работы устройства в условиях низких зимних температур севера, а отсутствие необходимости в предварительной и последующей настройке ствола сокращает время тушения пожара.
Выполненные в крышке осевое отверстие и периферийные отверстия расположены радиально на равном расстоянии от оси корпуса и на равном расстоянии друг от друга.
Внутренний диаметр установленного на отверстие и приваренного крышке переходника не менее диаметра отверстия, что обеспечивает герметичность сварного шва.
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 верхнем 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.
Насадок выполнен со сквозным цилиндрическим осевым отверстием с острой входной кромкой. 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 обусловлены рекомендациями, принятыми 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.). Кроме того, поскольку длина посадочного конца насадка складывается из длины переходника и толщины крышки, при этом отверстия выполнены в крышке в форме окружности, а их диаметр соответствует наружному диаметру соответствующих насадков, то торец полностью вкрученного посадочного конца оказывается в одной плоскости с поверхностью внутренней стенки крышки. В результате образуется непрерывный канал для прохождения жидкости через насадок.
Поскольку переходники установлены на каждое отверстие в крышке, то их количество, а следовательно, и количество насадок соответствуют числу отверстий в крышке. Благодаря тому что крышка с насадками приварена к корпусу пожарного ствола, в который поступает жидкое огнетушащее вещество, формируется система подачи жидкого огнетушащего вещества, которая обеспечивает возможность разделения его потока на несколько потоков, соответствующих количеству насадков.
Как показано выше, в заявляемом пожарном стволе при истечении жидкости из насадка в атмосферу на выходе насадка, имеющего заявленное соотношение между его длиной и диаметром осевого отверстия, 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°, 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 заявленном требовании к соотношению между его длиной и диаметром осевого отверстия насадка, 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 (13-15 мм) больше по сравнению с периферийными (9-10), 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.
2
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 м 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.
В заявленном пожарном стволе один торец корпуса снабжен соединительной муфтовой пожарной головкой, что обеспечивает возможность его стандартного подключения к средству транспортировки огнегасящей текучей жидкости, в частности к патрубкам распределительного устройства типа «гребенка».
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. В «гребенке» труба для транспортировки жидкого огнетушащего вещества соединена с верхним концом рукавной линии. Заявленные стволы соединительными муфтовыми головками пожарными присоединяют к патрубкам «гребенки».
«Гребенку» закрепляют на вершине верхней секции стрелы лестницы. В результате обеспечивается возможность подачи жидкого огнетушащего вещества на высоту посредством заявленного пожарного ствола. Кроме того, поскольку патрубки «гребенки» направлены раскрывом вниз, то у закрепленного в патрубке пожарного ствола насадок выходным отверстием также направлен вниз. Это обеспечивает возможность подачи на объект пожара жидкого огнетушащего вещества сверху - вниз (фиг. 5), что 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.
Кроме того, возможность посредством заявленного ствола, подачи на объект огнетушащего вещества сверху - вниз позволяет одновременно орошать огнетушащим веществом сверху большие площади, перекрывая завесой из огнетушащего вещества чердачные перекрытия, одновременно обеспечивая требуемую интенсивность подачи огнетушащей жидкости сверху на максимальную площадь пожара. 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.
Кроме того, 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 локализации пожара в пределах одного подъезда повышает безопасность работы личного состава при тушении пожара. Благодаря возможности закрепления заявленного ствола на автолестнице обеспечивается 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.
Заявляемый пожарный ствол 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 заявляемый пожарный ствол при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности пожаротушения за счет возможности подачи жидких огнетушащих веществ на высоту; в возможности обеспечения требуемой интенсивности подачи огнетушащей жидкости сверху на максимальную площадь пожара; 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 отрицательных температур севера.
Кроме того, заявляемое изобретение при осуществлении позволяет достичь дополнительный технический результат, заключающийся в расширении тактико-технических возможностей оперативных отделений подразделений пожарной охраны.
На фиг. 1 изображен пример использования заявленного пожарного ствола для подачи жидких огнетушащих веществ на высоту; на фиг. 2 изображен 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.
В примере использования заявленного пожарного ствола для подачи жидких огнетушащих веществ на высоту показано 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 стальной трубы, один торец 9 которой снабжен соединительной муфтовой пожарной головкой (не показано), посредством которой ствол 4 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 стальная крышка 10, в которой выполнены в форме окружности 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 стальные цилиндрические переходники 13 и 14 соответственно. 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 17, 18 с острой входной кромкой, выполненные из стали. Общая длина насадка 15, 16 удовлетворяет условию: l=(3…4)d, где l - общая длина насадка, d - диаметр сквозного осевого отверстия, при этом длина посадочного конца насадка 15, 16 складывается из длины переходника 13, 14 и толщины крышки 10 и составляет не менее половины его общей длины. Резьба на верхнем посадочном конце насадка 15, 16 ограничена гайкой 19, приваренной к наружной поверхности насадка. Диаметр отверстий 11, 12, выполненных в крышке 10, соответствует наружному диаметру соответствующих насадков 15, 16.
Центральный насадок может быть выполнен с общей длиной 39-45 мм при диаметре сквозного отверстия 13-15 мм, а периферийный насадок может быть выполнен с общей длиной 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).
1
2
Рассматриваем истечение жидкости из насадков вниз. 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 а и а, 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°.
2
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 м 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. Заданный угол наклона осей может быть получен или выполнением привариваемой части переходников в виде усеченного цилиндра, или выполнением крышки в форме сегмента круга. В примере выполнения ствола крышка выполнена в форме сегмента круга.
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 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 производили замер уровня пролива и площади орошения.
По рукавной линии 6, нижний конец которой подключали к пожарному насосу основного пожарного автомобиля (АЦ-40 (5557)), а верхний - к распределительному устройству 1, в которое подавали 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 h<sub>подъема</sub>=5 м
15 м<sup>2</sup>
Орошаемая площадь при h<sub>подъема</sub>=10 м
32 м<sup>2</sup>