ПОВОРОТНЫЙ УЗЕЛ ПОЖАРНОГО МОНИТОРА

Изобретение относится к оборудованию пожаротушения, в частности, к управляемым пожарным лафетным стволам и может быть использовано в стационарных и мобильных установках пожаротушения для шарнирного соединения патрубков лафетного ствола.
Известен пожарный монитор (патент РФ №2050872, опубликованный 27.12.1995), имеющий поворотный узел, состоящий из двустороннего полого вала, используемого для шарнирного соединения трубопроводов монитора, и механизмов наведения, встроенных в его корпус. Механизмы наведения имеют червячный редуктор с приводом от двигателя. Этот пожарный монитор принят за прототип.
Достоинством данного монитора являются пониженные габариты и масса за счет совмещения в одном корпусе редуктора механизма наведения и узла шарнирного соединения трубопроводов. Однако для реализации поворота в конструкции применены подшипники качения, имеющие серьезные недостатки, особенно в данных условиях. Так как трубопровод проходит внутри подшипникового узла и имеет подвижное соединение, то, несмотря на имеющиеся уплотнения, возможно проникновение огнетушащей жидкости в подшипники, что приведет к их коррозии и нарушению работоспособности. Кроме того, подшипниковый узел на шариковых подшипниках является достаточно громоздким, так как из-за большого диаметра проходящего внутри трубопровода имеет большие диаметры внутреннего и наружного колец.
Задачей предполагаемого изобретения является повышение компактности поворотного узла пожарного монитора при увеличении надежности его работы и срока службы.
Поставленная задача решается тем, что в поворотном узле пожарного монитора, содержащем входной и выходной патрубки, неподвижно соединенные соответственно с полыми корпусом и валом, соединенными между собой с возможностью взаимного поворота, подшипники и уплотнения подвижного соединения, в отличие от прототипа, подшипники являются подшипниками скольжения и выполнены в виде колец из антифрикционного полимерного материала.
Подшипники скольжения в большинстве случаев имеют меньшие габариты и вес, чем подшипники качения. Однако их применение ограничивает низкая нагрузочная способность, особенности смазки и невысокая долговечность в тяжело нагруженных узлах. Для предлагаемого устройства применение подшипников скольжения оправдано. Здесь используют невысокие скорости вращения поворотных узлов: - высокие скорости не требуются для ручного или дистанционного наведение струи в зону очага пожара. Кроме того, нагрузку на подшипниковые узлы определяет реактивная сила струи, которая при используемых
рабочих давлениях значительно ниже, чем, например, в силовых механизмах станков или двигателях внутреннего сгорания. Таким образом, в поворотном узле пожарного монитора возможно применение подшипников скольжения, в том числе из полимерных материалов. Недостатки, связанные с низким удельным давлением полимерных материалов подшипника, устраняются выбором оптимальной площади контакта рабочих поверхностей. Для увеличения площади контакта рабочих поверхностей подшипников скольжения и обеспечения минимальных осевых размеров поворотного узла рационально использовать увеличенные торцевые рабочие поверхности колец при небольшой толщине колец в осевом направлении, так как наибольшие силы от струи в поворотном узле действуют на подшипники в осевом направлении. Для центрирования и компенсации радиальных сил используют наружные и внутренние цилиндрические поверхности колец. Таким образом, при невысоких нагрузках на подшипниковые узлы и невысоких скоростях скольжения, как сказано выше, подшипники скольжения в виде колец из полимерных материалов получаются компактными.
Преимуществом подшипников скольжения из полимерных материалов является способность работать в контакте с водой, причем смазка водой снижает коэффициент трения. Это важно, т.к. несмотря на имеющиеся уплотнения, возможно проникновение огнетушащей жидкости (воды) в подшипники, что недопустимо для подшипников качения. Кроме того, проходящая по каналу внутри поворотного узла вода способствует охлаждению подшипников. Все это увеличивает надежность работы и срок службы поворотного узла пожарного монитора.
Наиболее подходящим материалом для подшипников скольжения в предлагаемом устройстве является капролон В, имеющий низкий коэффициент трения, высокие механические характеристики и хорошо работающий в контакте с водой.
При использовании дистанционного управления поворотными узлами пожарного монитора с помощью червячного привода, целесообразно объединить в одном блоке с полым валом червячное колесо, а в полый корпус встроить червяк, соединенный с приводным двигателем. Такое решение, не снижая компактности устройства, позволяет реализовать функцию дистанционного горизонтального и вертикального наведения насадка пожарного монитора в зону огня.
Технический результат предполагаемого изобретения - повышение компактности поворотного узла пожарного монитора за счет применения в подвижном соединении корпуса с валом подшипников скольжения в виде колец из антифрикционного полимерного материала при увеличении надежности его работы и срока службы.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого поворотного узла пожарного монитора
с ручным управлением; на фиг.2 - общий вид поворотного узла пожарного монитора с червячным приводом для дистанционного управления.
Пожарный монитор имеет, как правило, два поворотных узла - для горизонтального и вертикального наведения. Так же может быть установлен третий поворотный узел для перевода в транспортное или рабочее положение.
Поворотный узел пожарного монитора состоит из полого корпуса 1 (фиг.1 и фиг.2) с неподвижно закрепленным на нем (например, сваркой) входным патрубком 2. Выходной патрубок 3 неподвижно закреплен к полому валу 4, установленному внутри корпуса 1. Полый вал 4 расположен соосно центральному отверстию 5 и имеет возможность поворачиваться относительно корпуса 1 на подшипниках 6, выполненных в виде колец из антифрикционного полимерного материала. Подшипники 6 базируют полый вал 4 относительно корпуса 1 в радиальном и осевом направлениях, оставляя ему одну степень свободы - вращение. Полый корпус 1 выполнен разъемным и стянут крепежными элементами 7.
Для герметизации подвижного соединения между корпусом 1 и валом 4 установлены уплотнительные кольца 8.
Для варианта устройства с дистанционным управлением наружная поверхность полого вала поз.4 выполнена в виде червячного колеса 9 (фиг.2), а в корпус 1 встроен червяк 10, имеющий привод от двигателя (не показан). При этом внешние размеры поворотного узла существенно не увеличиваются.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Например, в пожарном мониторе имеется два поворотных узла, установленных последовательно между изогнутыми патрубками, имеющих вертикальную и горизонтальную оси вращения для, соответственно, горизонтального и вертикального наведения. При тушении пожара, вручную или дистанционно управляя поворотными узлами, производят наведение насадка для подачи струи огнетушащей жидкости в зону горения. При этом происходит взаимный поворот входного 2 и выходного 3 патрубков, неподвижно соединенных соответственно с полым корпусом 1 и полым валом 4. Подшипники скольжения 6, выполненные в виде колец из полимерного материала, в частности, из капролона В, обеспечивают легкий поворот сопрягаемых деталей без осевых и радиальных люфтов при рабочем давлении огнетушащей жидкости. Уплотнительные кольца 8 препятствуют протечке жидкости в подшипниковую полость корпуса 1. Но так как подшипники из капролона могут работать в контакте с водой, даже выход из строя уплотнений не приводит к нарушению работоспособности подшипников. Все это повышает надежность работы устройства и увеличивает срок службы.
Необходимый для работы полимерных подшипников характер сопряжении деталей
обеспечивается технологией изготовления деталей и их сборки.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит повысить компактность поворотного узла пожарного монитора при увеличении надежности его работы и срока службы. Следовательно, оно обеспечивает технический эффект и может быть осуществлено с помощью известных в технике средств, т.е. обладает промышленной применимостью.