ПОЖАРНАЯ НАСОСНО-РУКАВНАЯ СИСТЕМА С ВСАСЫВАЮЩЕЙ ЛИНИЕЙ ДЛЯ ЗИМНИХ УСЛОВИЙ

Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности к техническим средствам, повышающим надежность пожарных насосно-рукавных систем в низкотемпературных условиях.
На объектах водоснабжения народного хозяйства применяется насосы с сетками всасывающими в сборе с приемным обратным клапаном (см. ГОСТ 10371-77 Клапаны обратные приемные фланцевые чугунные с сеткой), причем конструкции приемных обратных клапанов отличаются наличием подъемной тарелки либо количеством поворотных захлопок - двух или четырех. Данная конструкция всасывающей сетки, по мнению заявителя, является аналогом полезной модели.
При работе от открытых водоисточников (рек, прудов, озер) пожарные насосно-рукавные системы, помимо насоса собственно с напорными вентилями, напорных рукавных линий и пожарных стволов содержат всасывающую рукавную линию, которая включает всасывающую сетку.
Согласно ГОСТ Р 53253-2009 (см. ГОСТ Р 53253-2009 Техника пожарная. Сетки всасывающие. Общие технические требования. Методы испытаний) всасывающая сетка пожарного насоса агрегирована в одном корпусе с приемным обратным клапаном. Приемный обратный клапан всасывающей сетки содержит две поворотные захлопки, рычаг с одним выступом, а также штатный капроновый канат. Они предназначены для сброса воды из всасывающей линии насоса и последующего извлечения ее из водоисточника после окончания боевых действий по тушению пожаров. Одним из недостатков такого устройства обратного клапана является малая высота выступа рычага, в результате чего одна из захлопок лишь слегка приоткрывается. Именно такая конструкция всасывающей сетки выбрана заявителем в качестве прототипа.
В экстремально-низких метеорологических условиях температура воды в открытых водоисточниках опускается до плюс 0,3°С (см. Алешков М.В. Повышение работоспособности напорных рукавных линий при тушении пожаров в условиях низких температур: дис… канд. техн. наук. / ВИПТШ МВД РФ. - М.: 1990. - 293 с.). При заборе воды из них велика доля отказов пожарных насосно-рукавных систем при пуске воды в напорную магистральную рукавную линию, особенно при повышенных высотах всасывания (см. Егоров Г.И. Повышение работоспособности систем насосных установок пожарных автомобилей: дисс… канд. техн. наук / ВИПТШ МВД РФ. - М.: 1993. - 170 с.). Этот факт объясняется наличием значительных инерционных явлений в столбе жидкости, находящейся во всасывающей рукавной линии, в т.ч. в результате резкого открытия клапана напорного вентиля (в частности вследствие его примерзания к седлу) на пожарном насосе и, одновременно, запаздывания открытия приемного обратного клапана всасывающей сетки. В результате происходит выброс некоторого количества воды в напорную рукавную линию с последующим срывом работы насосно-рукавной системы.
3
6
6
2
Зимой значительная инерционность всасывающей линии пожарной насосно-рукавной системы обусловлена следующими объективными и субъективными причинами. Так, помимо высоты столба воды при всасывании насоса в реальных условиях пожара, объективным также являются следующий фактор. При понижении температуры воды с 20°С до 0°С ее плотность повышается незначительно - с 998,2 до 999,9 кг/м. А кинематическая вязкость возрастает существенно: с 1,006⋅10 до 1,789⋅10 м/с - на 77,8%, т.е. практически вдвое (см. Михеев М.А. Основы теплопередачи / М.А. Михеев, И.М. Михеева. - М.: Энергия, 1973. - 320 с.). Субъективной причиной повышения инерционности всасывающей линии зимой являются конструктивные особенности сетки всасывающей, в сборе с приемным обратным клапаном, который представляет значительное дополнительное гидравлическое сопротивление потоку холодной, а потому значительно более вязкой воды.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности пожарных насосно-рукавных систем при работе от открытых водоисточников в низкотемпературных условиях, предотвращение срыва их работы, особенно в первый момент после открытия клапана напорного вентиля, за счет уменьшения гидравлического сопротивления всасывающих линий и при минимальных доработках конструкций гидравлического оборудования указанных линий.
Поставленная задача решается тем, что в нескольких вариантах предложено изменение конструкции всасывающей линии насоса, в частности узла «сетка всасывающая в сборе с приемным обратным клапаном». Так в приемном обратном клапане сетки применен рычаг с двумя выступами, для воздействия на обе захлопки приемного обратного клапана, при этом у рычага выступы выполнены разной высоты и дальний выступ от оси его поворота выше ближнего на 25-30%, а, кроме того, для обеспечения более полного открытия захлопок, высота выступов рычага увеличена в два раза по сравнению с типовым исполнением.
Дополнительно улучшает работу системы в зимнее время фиксатор.
На фиг. 1 представлен продольный разрез предложенной конструкции «всасывающая сетка в сборе с приемным обратным клапаном» в закрытом положении обратного клапана. Конструкция включает: 1 - сетка; 2 - решетка; 3 - корпус; 4 - головка соединительная муфтовая; 5 - захлопки обратного клапана; 6 - рычаг с двумя разновысокими выступами; 7 - пружина; 8 - штатный капроновый канат.
На фиг. 2 изображен продольный разрез предложенной конструкции «всасывающая сетка в сборе с приемным обратным клапаном» в открытом положении обратного клапана, а также местный вид (вид А) на одну из возможных конструкций фиксатора 9.
Первый вариант исполнения (см. фиг. 1). Штатный рычаг с одним выступом и предназначенный для открытия лишь одной из захлопок 5 приемного обратного клапана предлагается заменить на рычаг, имеющий два выступа 6. Зимой рычаг такой конструкции будет воздействовать на обе захлопки 5 приемного обратного клапана и, тем самым, обеспечит их полное открытие (см. фиг. 2), что обусловит уменьшение гидравлического сопротивления всасывающей линии насоса.
Второй вариант. На узле «всасывающая сетка в сборе с приемным обратным клапаном» (см. фиг. 2), предлагается смонтировать фиксатор 9 приемного обратного клапана с двумя положениями: «зима - лето». Зимой данный фиксатор посредством рычага с двумя разновысокими выступами 6 обеспечит блокирование захлопок 5 обратного клапана в открытом положении. На фиг. 2 показана одна из возможных конструкций фиксатора.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
- в конструкции узла «сетка всасывающая в сборе с обратным приемным клапаном» предусмотрен рычаг, имеющий два, а не один выступ. Такая форма нового рычага позволит зафиксировать в положении «открыто», не одну, а обе захлопки приемного обратного клапана, что минимизирует зимой гидравлическое сопротивление его и всей всасывающей линии насоса. Причем выступы рычага выполнены разной высоты и дальний, от оси его поворота выше ближнего на 25-30%. Кроме того, высота выступов рычага увеличена в два раза по сравнению с высотой выступа типового рычага;
- в конструкции пожарной насосно-рукавной системы с всасывающей линией для зимних условий узел «сетка всасывающая в сборе с приемным обратным клапаном» включает устройство фиксатор, который зимой обеспечит блокирование приемного обратного клапана в положении полного открытия.
Таким образом, можно предположить, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».
Полезная модель содержит в основном стандартные элементы из области водоснабжения, а рычаг предложенной конструкции и фиксатор могут быть изготовлены на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
Пожарная насосно-рукавная система с всасывающей линией такой конструкции в зимних условиях работает следующим образом. Естественно перед этим в рамках сезонного технического обслуживания производится подготовка всасывающей линии спецагрегата к осенне-зимней эксплуатации с учетом предложенных вариантов технического решения заявляемой полезной модели.
По прибытии пожарного автомобиля к месту вызова производится боевое развертывание с забором воды из открытого водоисточника. По возможности пожарный автомобиль устанавливают для работы с минимальной высотой всасывания. При этом рычаг предлагаемой конструкции всасывающей сетки и кинематически связанные с ним захлопки штатным капроновым канатом устанавливают в положение обеих захлопок «открыто». Фиксатор может помочь дополнительно улучшить реализуемый эффект. После заполнения водой полостей всасывающей линии и пожарного насоса оператор включает спецагрегат и открывает напорный вентиль. Даже при низкой квалификации оператора предложенное техническое решение гарантированно минимизирует гидравлическое сопротивление всасывающей линии потоку холодной и поэтому весьма вязкой воды, обеспечит ее подачу в магистральную напорную рукавную линию в течение всего периода ликвидации ЧС. В цейтноте и стрессовой ситуации пожара в низкотемпературных условиях это будет нивелировать возможные отклонения от алгоритма указанных операций.
Таким образом, техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение адаптивности пожарных автомобилей к экстремальным условиям эксплуатации и надежности их насосно-рукавных систем при низких температурах, в конечном счете, эффективности тушения пожаров, т.е. уменьшение количества жертв и материальных потерь от пожаров и ЧС при обеспечении пожарных насосов гидравлическим оборудованием всасывающих линий с учетом предложенных вариантов технического решения.
Предложенные варианты технического решения конструктивно просты и могут найти применение в пожарных автомобилях для Севера и пожарных автомобилях исполнения У в осенне-зимний период эксплуатации.