Пожарный ствол

Полезная модель относится к устройствам для пожаротушения.
Заявленное устройство представляет ручной пожарный ствол для тушения пожара с применением различных режимов работы, с использованием трех режимов пожаротушения.
Первый режим работы, в котором используют тонкораспыленный туман; второй режим работы, в котором используют комбинацию тонкораспыленного водного тумана и широкой центральной струи распыленной воды; третий режим работы, в котором используют струю полного напора.
По информации из электронного источника (https://fireman.club/statyi-polzovateley/vodyanye-ruchnye-pozharnye-stvoly/) основными видами ручных пожарных стволов на сегодняшний день являются три типа пожарных стволов.
Один из них пожарный ствол марки РСК-50, который предназначен для подачи компактной и тонкораспыленной струй, с возможностью перекрытия водного потока. Пожарный ствол входит в комплект пожарных автомобилей.
Пожарные стволы марки РС-50 и РС-70 предназначены для формирования и направления в очаг возгорания компактной струи. Однако недостатками таких устройств является отсутствие ручки для удержания пожарного ствола. Еще одним недостатком является некачественное образование распыленной струи.
Все вышеуказанные недостатки были учтены в более современной модели ручного пожарного ствола марки Protek, снабженного ручкой для удержания ствола. Для подачи тонкораспыленной воды пожарный ствол такого типа комплектуют разнообразными сменными головками для подачи пены различной плотности, что является существенным недостатком пожарных стволов такого типа.
В некоторых случаях для формирования воздушно-механической пены используют генератор пены.
Частным случаем такого устройства является ручной пожарный ствол марки СРП-50р (http://www.mchs.gov.ru/document/219061), предназначенный для формирования и направления сплошной и распыленной струи воды. Ствол состоит из корпуса с ручкой для удержания пожарного ствола и регулятором расхода воды, головки изменения струи воды, присоединенной к корпусу, и соединительного устройства для крепления к пожарному шлангу. Регулировку расхода осуществляют поворотом регулятора расхода, что позволяет выбрать оптимальный режим, форма струи изменяют поворотом головки изменения струи воды. Однако получение струи в виде воздушно-механической пены или тонкораспыленной воды в виде тумана в устройстве не предусмотрено. Для этой цели используют парогенератор, который при необходимости крепят к устройству. Недостатком такого устройства является отсутствие возможности быстрого мобильного переключения режимов выбора струи, что иногда бывает крайне необходимо при тушении очагов пожара.
Эта проблема решена в частности в устройстве, известном из патента RU 162240 (приоритет 13.11.2015 г.).
Устройство, описанное в патенте, представляет собой ручной пожарный ствол, содержащий полый цилиндрический корпус, муфтовую головку для подсоединения пожарного рукава, запорно-пусковое устройство, выходное сопло и смонтированный на корпусе за срезом сопла механизм переключения режимов подачи огнетушащего вещества.
Для этой цели устройство включает установленный на параллельной оси корпуса, поворотный элемент с рукояткой.
Поворотный элемент механизма переключения режимов подачи огнетушащего вещества выполнен в виде шайбы с набором сменных насадков, шайба установлена на оси с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной направлению перемещения потока огнетушащего вещества.
Один из насадков имеет сужающийся в направлении перемещения потока огнетушащего вещества проходной канал, а проходной канал другого насадка выполнен с возможностью образования на выходе конуса огнетушащего вещества, при этом каждый из насадков установлен в шайбе с возможностью совмещения его проходного канала с выходным соплом.
Недостатком такой устройства является слишком сложная конструкция, требующая обязательного перевода запорно-пусковое устройство в положение «закрыто», а шайбу - в промежуточное положение.
Наиболее близкими к заявленному устройству по своей сущности являются пожарные стволы типа JET-FOG. Основным огнетушащим веществом, используемым при тушении пожаров стволами JET-FOG, является вода, в которую возможно добавлять пенообразующие добавки.
Пожарный ствол JET-FOG может использоваться, как в составе стационарных систем пожаротушения тонкораспыленной водой высокого давления (ТРВ ВД), так и в составе автономных (мобильных) систем пожаротушения ТРВ ВД.
Пожарный ствол JET-FOG собирается из нескольких узлов, которые в комплексе выполняют функцию подавления очагов возгорания в различных ситуациях. С этой целью конструкцией предусмотрена возможность быстро настроить режим работы по расходу жидкости, давлению и виду распыления применимых для конкретного типа очага пожара.
Ближайшим аналогом является устройство такого типа - пожарный ствол, описанный в патенте US 6830109 (приоритет 14.12.2004).
Головка сопла пожарного ствола из патента US 6830109 имеет тринадцать сопел для подачи струи определенного типа, одно основное, расположенное по центру и двенадцать дополнительных сопел, расположенные на боковой поверхности и на скошенной поверхности головки. Причем в корпусе имеются две линии для подачи жидкости: один для подачи жидкости в центральное сопло, другой для подачи жидкости в двенадцать дополнительных сопел.
Посредством регулируемого вручную клапана для подачи жидкости в устройство жидкость подают в линии подачи. Жидкость поступает в центральное сопло, а также в два дополнительных сопла и выходит из дополнительных сопел в виде струй мелкодисперсного водяного тумана, который покрывают пространство, за оросительной головкой и сбоку. На выходе из центрального сопла расположен с инжектор, соединенный с трубкой, имеющей входные отверстия, через которые окружающий воздух всасывается в трубку для образования пены. В зависимости от положения регулируемого вручную клапана противопожарная жидкость, предпочтительно вода, подается в линии подачи для центрального сопла и дополнительных сопел либо вместе, либо по отдельности.
При подаче давления в линию подачи для дополнительных сопел создают струю водяного тумана, в котором отдельные капли жидкости имеют небольшой объем и выходят из отверстий сопел окружающую среду. Причем струи водяного мелкодисперсного тумана, исходящие из сопел, направленных вперед под углом, достигают окружение источника пожара, где путем испарения и сопровождающего вытеснения кислорода они охлаждают присутствующие там газы. При этом струи, исходящие из сопел расположенных сбоку, заполняют боковое и заднее пространство огнегасящим туманом, так что в этих областях достигается эффективное снижение температуры. Это не только предотвращает распространение огня на остывшую зону, но и защищает пожарный персонал, работающий с пожарным стволом.
При подаче жидкости на линию подачи к центральному соплу, струя огнегасящей жидкости, смешанная с пенообразующей добавкой, выпускается под высоким давлением из центрального сопла. Струя входит в камеру инжектора, где дополнительно закручивается и поступает трубку, в которую через входные отверстия трубки всасывается воздух, в соответствии с эффектом Вентури. Этот воздух смешивается с мелким туманом противопожарной жидкости, образуя мелкопористую пену, которая выходит из трубки с высокой кинетической энергией и достигает источника огня в виде направленной компактной струи пены огнетушителя.
Недостатком такой конструкции является то, что в устройстве не предусмотрена подача струи жидкости высокого давления, которая имеет дальний предел досягаемости и потому целесообразна при приближении к огню, по причине того, что в устройстве, выбранном в качестве прототипа, напор центральной струи ослаблен за счет подмешивания воздуха, всасываемого через отверстия трубки.
Однако струи жидкости высокого давления необходимы для тушения при приближении к огню, а также для смывания мелких объектов и работ по расчистке участков, где огнем был причинен ущерб. Так же такая струя необходима для обработки глубоко залегающих возгораний.
Другим недостатком такого устройства является отсутствие возможности подачи струй пены различной конфигурации, так как в таком устройстве предусмотрены только две линии подачи жидкости, одна из которых предназначена для подачи центральной струи пены под высоким давлением, другая для подачи мелкодисперсного водяного тумана через боковые сопла и сопла, расположенные под углом.
Еще одним недостатком такого устройства является отсутствие ручки для удержания ствола, что негативно влияет на маневренность ствольщика и точность попадания струи в очаг пожара.
Задачей при конструировании заявленного устройства являлось получение конструкции устройства, обеспечивающего возможность получения струй трех типов обеспечивающих тушение различных типов очагов пожаров, таких как струя тонкораспыленного водного тумана, комбинированная струя, сочетающая в себе тонкораспыленный водный туман и узкую центральную струю распыленной воды, а также струя полного напора.
Техническим результатом является получение устройства, сочетающего в себе возможность эффективного тушения очагов возгорания как на близком расстоянии, так и эффективного тушения очагов пожара, расположенных на дальнем расстоянии.
В общем виде заявленное устройство представляет собой пожарный ствол, включающий регулятор давления для подачи огнетушащего вещества через присоединенный к нему фильтр механической очистки в распределитель потоков, состоящий из корпуса с крышкой, на которой зафиксирована ручка для выбора режима потока, а внутри корпуса расположен поворотный механизм цилиндрической формы с горизонтально расположенными внутри него каналами, с помощью которого огнетушащее вещество поступает в оросительную головку цилиндрической формы с конической поверхностью, образованной скосом угла между торцевой и цилиндрической поверхностями оросительной головки, присоединенную к распределителю потоков и имеющую три камеры для подачи огнетушащего вещества к соплам с завихрителями, расположенными на боковой и на конической поверхностях оросительной головки, обеспечивающими тепловую защиту ствольщика и возможность тушения тонко распыленной водой, и к центральному соплу, присоединенному к эжектору, обеспечивающему на выходе струю огнетушащего вещества полного напора.
Заявленное устройство проиллюстрировано на фигуре 1 и включает следующие узлы:
Распределитель потоков (1),
Регулятор давления (2),
Ручка распределителя потоков (3),
Оросительная головка (4),
Ручка ствола (5),
Эжектор (6),
Фильтр (7),
Поворотный механизм распределителя потоков (8),
На фигуре 2 проиллюстрирована оросительная головка, с указанием следующих позиций:
Сопла с завихрителями (9),
Центральное сопло (10),
Камера сопла с завихрителями (11),
Камера Центральное сопла (12),
Канал подачи ОТВ к камере боковых сопел (13),
Канал подачи ОТВ к камере центрального сопла (14),
Канал подачи ОТВ к камере сопел с завихрителями (15).
На фигуре 3 проиллюстрировано расположение камеры сопла с завихрителями (11) по отношению к расположению бокового сопла (13).
Ручку ствола (5) устанавливают в месте сочленения Регулятора потоков (1) и Оросительной головки (4), что позволяет при использовании удобно держать пожарный ствол без перевеса в какую-либо сторону, так как центр тяжести находиться между ручкой ствола и Регулятором давления (2). При этом ручка ствола может быстро регулироваться в диапазоне нижних 180° как под левую, так и под правую руку.
Огнетушащее вещество (ОТВ) подается в пожарный ствол по шлангу высокого давления через Регулятор давления (2) и Фильтр (7), в Регулятор потоков (1) и Оросительную головку (4) с присоединенным к ней Эжектором (6).
На входе в ствол установлен бесступенчатый регулятор давления (2), в его функции входит регулирование расхода и давления огнетушащего вещества вплоть до полного его перекрытия. Регулирование происходит за счет вращения регулятора вокруг оси.
Фильтр (7) выполняет функцию механической очистки огнетушащего вещества, поступающего в Регулятор потоков (1). Фильтр легко разбирается для профилактических целей.
Посредством регулятора потоков (1) производится переключение между режимами:
- Тонкораспыленный водный туман. Данный режим предназначен для тушения пожаров разливов жидкостей, не опасаясь брызг; для пожаротушения объятых пламенем людей; для локализации возгораний на небольших участках. В данном режиме распылители, расположенные перпендикулярно оси ствола, обеспечивают эффективную тепловую защиту ствольщика, если держать пожарный ствол на уровне лица.
- Комбинация тонкораспыленного водного тумана и узкой центральной струи распыленной воды. Данный режим используют на пожарах класса А, особенно наружных пожарах. Этот режим позволяет особенно эффективно использовать ствол в пожаротушении при неблагоприятных погодных условиях. Даже на расстоянии 20 см от распылителя центральной струи попадание под нее не представляет опасности ущерба. Капли струи такого типа очень малого размера, что в сочетании с высокой скоростью распыления воды позволяет точно и эффективно тушить очаги возгорания.
- Струя полного напора. Этот тип имеет самый дальний предел досягаемости и потому целесообразен к применению при приближении к огню. Такой тип струи так же подходит для смывания мелких объектов и работ по расчистке участков, где огнем был причинен ущерб. Так же применяется для обработки водным туманом глубоко залегающих возгораний с применением каплей более высокого импульса.
Распределитель потоков (1) состоит из корпуса, в котором расположен поворотный механизм цилиндрической формы (8) с каналами для подачи огнетушащего вещества, выполняющий функцию распределения потоков.
При попадании в корпус огнетушащего вещества Распределитель (1) направляет поток в необходимую для работы камеру. Регулирование Распределителя потоков (1) происходит за счет поворота Ручки регулятора (3) на 60° по часовой или против часовой стрелки, в зависимости от необходимого режима работы. Ручка регулятора (3) зафиксирована болтом в стопорной канавке на крышке корпуса «Распределителя потоков». Для перевода в один из трех режимов работы необходимо ручку регулятора, с небольшим радиальным усилием от центра вращения вывести из стопорной канавки и переводом в другой режим (на 60° по часовой или против часовой стрелки) зафиксировать ее в другой стопорной канавке. В дежурном режиме и режиме хранения Ручка регулятора (3) находится в положении  - комбинация тонкораспыленного водного тумана и узкой центральной струи распыленной воды.
После распределителя потоков (1) жидкость направляется в каналы оросительной головки (4) цилиндрической формы с конической поверхностью, образованной скосом угла между торцевой и цилиндрической поверхностью. На оросительной головке (4) расположены сопла с завихрителями (9), на цилиндрической поверхности и работающие на создание водяной завесы между очагом возгорания и ствольщиком, а также расположенные на конической поверхности, подающие огнетушащее вещество в зону очага возгорания.
Оросительная головка (4) имеет в своем составе двенадцать сопел с завихрителями (9) и одно центральное сопло (10).
При положении Ручки регулятора (3) в позиции  - тонкораспыленный водный туман, совмещается Канал 3 Оросительной головки (4) с Каналом 15 поворотного механизма распределителя потоков (8) - огнетушащее вещество попадает в Камеру 11 из которой ОТВ (огнетушащее вещество) под высоким давлением проходит через Сопла с завихрителями (9), в следствии чего образуется тонкораспыленный водный туман.
При переводе Ручки регулятора (3) в режим  - Струя полного напора, совмещаются каналы Каналы 13 и 14. При этом положении ОТВ поступает по Каналу 13 в Камеру 12 и далее в Центральное сопло (10) создавая тангенциальное завихрение струи. По Каналу 14 огнетушащее вещество попадает напрямую в Центральное сопло (10) увеличивая дальность адресного пожаротушения.
Когда Ручка регулятора (3) находится в положении  - комбинация тонкораспыленного водного тумана и узкой центральной струи распыленной воды, Каналы 13 и 15 Оросительной головки (4) совмещены с Каналами 13 и 15 поворотного механизма распределителя потоков цилиндрической формы (8). При этом положении ОТВ поступает по Каналу 13 в Камеру 12 далее в Центральное сопло (10) формируя центральную закрученную струю, и по Каналу 15 в Камеру 11 далее через Сопла с завихрителями (9) формирует тонкораспыленный водный туман. При этом положении регулятора идеально использовать ОТВ с пенообразующими добавками, которое проходя через Центральное сопло (10) и Эжектор (6) вспенивается.
Для более эффективной работы центральной струи спроектирован эжектор (6), необходимый для увеличения кинетической энергии центральной струи. Если в состав огнетушащего вещества добавляется пенообразующий состав (3-6%), то на выходе из эжектора (6) образуется пена от среднего до густого вспенивания, бьющая на дистанцию 10-16 метров (по горизонтали).
При использовании только эжектора (6), следует выбирать конфигурацию струи полного напора. Возможно, так же бороться с огнем на ближнем расстоянии при помощи пены в комбинации с двенадцатью соплами с завихрителями (9), чтобы максимально выгодно использовать преимущества, как тонкораспыленной воды, так и пены.
Все детали Пожарного ствола доступны для ремонта или замены. Конструкция удобна для профилактических работ (ППР).