ВЫПУСКНАЯ КАМЕРА ИМПУЛЬСНОГО ВОДОМЁТА

Предлагаемая полезная модель относится к технике импульсной подачи жидкости на расстояние и может быть использована для гашения открытых и закрытых очагов пожара, тушения горящего электрооборудования под напряжением, для опрыскивания растений ядохимикатами, для покраски больших поверхностей и в других областях.
Известен «Импульсный дождевальный аппарат» (аналог) [1]. Основными недостатками данного устройства является сложность конструкции и недостаточная эффективность.
Наиболее близким по совокупности признаков (прототипом) является «Импульсный водомет» [2], содержащий корпус выпускной камеры, по оси которой проходит заборная трубка, переходящая в ствол водомета, клапанную коробку, подающую воздух высокого давления (ВВД) выпускную камеру, дренажный клапан, нижний фланец с центральным патрубком, подающим жидкость, гибкую отсечную мембрану с отверстиями.
Устройство имеет существенный недостаток - низкую эффективность пожаротушения, связанную со сравнительно большим временем между импульсами выпуска жидкости, что позволяет очагу пожара снова разгореться после воздействия предыдущего импульса. Это связано с большой затратой времени на ручное управление дренажным клапаном при заполнении выпускной камеры очередной порцией жидкости перед выпуском.
В основу полезной модели поставлена задача создания такой конструкции выпускной камеры импульсного водомета, которая имеет повышенную эффективность пожаротушения по сравнению с прототипом.
В предлагаемой полезной модели этот существенный недостаток прототипа устранен за счет того, что дренажный клапан выполнен автоматическим, содержащим цилиндрический корпус, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных через гибкую мембрану, при этом верхняя часть корпуса дренажного клапана содержит верхнее отверстие, которое закрывается гибкой мембраной с отверстиями, удерживающаяся в верхнем положении крепящим кольцом и пружиной, причем к отверстию снаружи подсоединен воздухопровод от выпускной камеры; верхняя часть клапана также имеет в нижней части жиклер, соединяющий ее с полостью нижней части дренажного клапана, и боковой регулируемый жиклер, соединяющий ее с атмосферой; при этом нижняя часть дренажного клапана, жестко присоединенная к верхней крышке выпускной камеры, содержит боковое выпускное отверстие в атмосферу и нижнее выпускное отверстие, соединяющее ее с полостью выпускной камеры, причем в нижнее отверстие свободно проходит шток, верхняя часть которого жестко соединена с центральной частью гибкой мембраны, при этом на шток насажена пружина, работающая на сжатие; на отверстие, соединяющее выпускную камеру с дренажным клапаном со стороны выпускной камеры, установлен поплавковый рычажный клапан, имеющий возможность свободного вращения на оси и содержащий поплавок, мягкую и жесткую уплотнительные прокладки, рычаг, ограничительный упор и крепящие ось проушины, имеющие овальные отверстия.
Повышение эффективности пожаротушения осуществлено за счет выполнения дренажного клапана выпускной камеры автоматическим. Это позволяет в несколько раз сократить время на перезарядку жидкостью выпускной камеры, при этом оператор не отвлекается на управление дренажным клапаном, а следит за очагом пожара, что приводит к значительному сокращению времени между прицельными импульсами выпуска жидкости, очаг пожара не успевает снова разгореться, поэтому требуется меньшее количество импульсов выпуска жидкости (расхода огнетушащей жидкости) и меньшей затраты времени для полного тушения пожара, что приводит к повышению эффективности пожаротушения.
Техническая сущность устройства поясняется на фиг. 1, 2, 3, 4. Выпускная камера водомета состоит из корпуса 1 и верхней крышки 19, из которой выходит заборная трубка 2, заканчивающаяся стволом 3. К верхней крышке выпускной камеры крепится клапанная коробка 4, через которую подается воздух высокого давления от баллона ВВД (на чертежах не показан) при выпуске огнетушащей жидкости. К корпусу 1 крепится нижний фланец 6 с центральным патрубком, через который подается воздухом низкого давления очередная порция жидкости из резервуара (на чертежах не показан). Между корпусом 1 и нижним фланцем 6 установлена гибкая отсекающая мембрана 7 с отверстиями, делящая выпускную камеру на полости А и Б. На крышке выпускной камеры смонтирован автоматический дренажный клапан 5, состоящий из верхней 8 и нижней 9 частей, соединенных через гибкую мембрану 10, образующую полости Г и Д. Верхняя часть корпуса 8 имеет верхнее отверстие 11, которое закрывается гибкой мембраной 12 с отверстиями 13, удерживаемой в верхнем положении крепящим кольцом 14 и пружиной 17, и образующая полость В. Снаружи к отверстию в верхней крышке выпускной камеры подсоединен воздухопровод 15, соединяющий полость А с отверстием 11 в верхней части дренажного клапана. Верхняя часть дренажного клапана также имеет нижний жиклер 16, соединяющий полость В и Г, и боковой регулируемый жиклер 18, соединяющий полость В с атмосферой. Нижняя часть дренажного клапана жестко присоединена к верхней крышке 19 выпускной камеры и имеет боковое отверстие 20 в атмосферу и нижнее отверстие 21, соединяющее полость Д с полостью А выпускной камеры. В отверстие 21 свободно проходит шток 22, верхняя часть которого жестко соединена с центральной частью мембраны 10, причем на шток насажена пружина 23, работающая на сжатие. На отверстие 21 с внутренней стороны выпускной камеры установлен поплавковый рычажный клапан 24, имеющий возможность свободного вращения на оси 25 в проушинах 31 с овальными отверстиями 32. Поплавковый клапан состоит из поплавка 26, рычага 29, ограничительного упора 30, имеет в центре мягкую уплотнительную прокладку 27 и концентрическую жесткую относительно мягкой уплотнительную прокладку 28 меньшей толщины.
Импульсный водомет работает следующим образом. В исходном положении (фиг. 1) водомет готов к импульсному выпуску жидкости, полости А и Б выпускной камеры заполнены жидкостью с помощью воздуха низкого давления. Отсекающая диафрагма 7 находится в верхнем положении и закрывает отверстие заборной трубки 2. Поплавковый клапан 24 находится в верхнем положении и с помощью мягкой уплотнительной прокладки 27 закрывает отверстие 21, изолируя полость А выпускной камеры от атмосферы. Повышенное давление воздуха в полости А и воздухопроводе 15 недостаточно для преодоления упругости мембраны 12 и пружины 17, поэтому отверстие 11 закрыто, и давление в полости В равно атмосферному. Давление воздуха в полостях Г и Д дренажного клапана также равно атмосферному давлению, мембрана 10 и шток 22 находятся в верхнем положении.
При импульсном выпуске жидкости (фиг. 2), который длится около 0,1 секунды, оператором открывается клапан в клапанной коробке 4, и воздух высокого давления, поступая в полость А выпускной камеры, дополнительно прижимает поплавковый клапан 24 более плотно к верхней крышке 19 камеры, надежно закрывая отверстие 21 с помощью жесткой уплотнительной прокладки 28. При этом высокое давление воздуха в полости А вызывает опускание отсекающей мембраны 7 и прижатие ее к нижнему фланцу 6, тем самым закрывается центральный патрубок, через который заполняется выпускная камера, открывается отверстие заборной трубки 2, производится выпуск огнетушащей жидкости через ствол 3 водомета к очагу возгорания. Одновременно воздух высокого давления через воздухопровод 15, отверстие 11 дренажного клапана, преодолевая упругость мембраны 12 и пружины 17, вызывает перемещение мембраны вниз и попадает через отверстия 13 в полость В, создавая в ней зону высокого давления. Полость В через отверстие с жиклером 16 соединяется с полостью Г, а через отверстие с регулируемым жиклером 18 - с атмосферой. Отверстие жиклера 18 существенно меньше отверстия жиклера 16.
По окончании выпуска жидкости из выпускной камеры (фиг. 3) оператор закрывает клапан подачи ВВД в клапанной коробке 4 и давление воздуха в полости А за счет открытой заборной трубки 2 резко падает; под повышенным давлением жидкости в центральном патрубке мембрана 7 перемещается вверх и закрывает отверстие заборной трубки. Одновременно с падением давления в полости А снижается давление в воздухопроводе 15, что ведет к перемещению вверх мембраны 12 и закрытию отверстия 11 за счет пружины 17. Давление воздуха в полости В, несмотря на частичный переток воздуха через жиклеры 16 и 18, на данный момент остается достаточно высоким. Переток воздуха из полости В в полость Г через жиклер 16 ведет к повышению давления в полости Г. Это вызывает опускание мембраны 10 и штока 22 вниз. Шток давит на поплавковый клапан 24, перемещает его вниз, открывая проход для дренажного воздуха из полости А через отверстие 21 в полость Д и далее через отверстие 20 в атмосферу. Давление в полости А выпускной камеры снижается до атмосферного.
По окончании импульсного выпуска жидкости (фиг. 4) давление воздуха в полости В дренажного клапана за счет перетока воздуха в атмосферу через жиклер 18 снижается до атмосферного. При этом давление воздуха в полости Г через жиклер 16 также снижается до атмосферного, это вызывает подъем мембраны 10 со штоком 22 вверх. Снижение давления воздуха в полости А и Б выпускной камеры до атмосферного вызывает поступление новой порции огнетушащей жидкости в полости А и Б. При практически полностью заполненной полости А поплавковый клапан 24 с помощью мягкой уплотнительной прокладки закрывает отверстие 21, прекращает переток воздуха в атмосферу, что ведет к повышению давления в оставшейся воздушной подушке полости А. Это прекращает поступление жидкости в выпускную камеру, импульсный водомет снова готов к работе.
Главным достоинством предлагаемой модели является такая конструкция выпускной камеры импульсного водомета, которая ведет к значительному сокращению отрезка времени между рабочими импульсами выпуска жидкости, что не дает времени очагу пожара разгореться; это приводит к уменьшению расхода огнетушащей жидкости, сокращению времени тушения очага пожара и, как следствие, к повышению эффективности пожаротушения.
Литература
1. Импульсный дождевальный аппарат, авторское свидетельство СССР, авторы Носенко В.Ф., Боровенников А.В., Панфилов А.С., Осипов А.С., Г.Ян, №459261, 1975 г.
2. Импульсный водомет, полезная модель, патент Украины, авторы Новосад А.П. (UA), Аксентьев СТ. (UA), Вертегел В.А. (UA), №17971, 2006 г.