безбородко. Учебник для слушателей и курсантов высших пожарнотехнических образовательных учреждений
 Скачать 40.6 Mb.
|
|
3.2. Гидравлическое оборудование Гидравлическое оборудование является элементом пожарного оборудования, относящегося к коммуникациям пожаротушения, и предназначено для формирования насосно-рукавных систем пожарных автомобилей (мотопомп) в целях обеспечения подачи огнетушащих веществ к месту тушения пожара. В зависимости от назначения гидравлическое оборудование можно разделить на две группы (рис. 3.9). Наиболее распространенный вид оборудования – рукавная арматура – изготавливается из алюминиевых сплавов марок АК7 и АК7ч (АЛ9) по ГОСТ 1583 с последующей механической обработкой и состоит из следующих элементов (см. рис. 3.9). ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ РУКАВНАЯ АРМАТУРА СТВОЛЫ ПОЖАРНЫЕ Всасывающая пожарная сетка Рукавный водосборник Ручные пожарные стволы Лафетные пожарные стволы Стволы нормального давления Стволы высокого давления Рукавное разветвление Головки соединительные Напорные Всасывающие Рис. 3.9. Классификация гидравлического оборудования  Рис. 3.10. Всасывающая пожарная сетка:1– соединительная всасывающая головка; 2 – обратный клапан; 3 – рычаг для поднятия клапана; 4 – решетка 1 3 4 2 Всасывающая пожарная сетка (рис. 3.10) предназначена для предотвращения самостоятельного опорожнения всасывающей линии и попадания в нее посторонних предметов. Всасывающая сетка состоит из корпуса, верхняя часть которого имеет штуцер для присоединения соединительной всасывающей головки 1, обратного клапана 2, рычага для поднятия клапана 3 и решетки 4. Всасывающую сетку присоединяют к всасывающим рукавам с помощью соединительной головки. При работе насоса из открытого водоисточника во всасывающей линии создается разрежение. Вода под атмосферным давлением поднимает клапан 2 и поступает во всасывающую линию и далее в полость насоса. При остановке насоса клапан опускается в гнездо и всасывающая линия остается заполненной водой. Чтобы освободить линию от воды, необходимо при помощи веревки, прикрепленной к кольцу, повернуть рычаг 3, клапан приподнимется и вода вытечет из рукавов. Всасывающие сетки выпускают различных типоразмеров (табл. 3.4). Таблица 3.4
Рукавный водосборник предназначен для соединения двух потоков воды из пожарной колонки и подвода ее к всасывающему патрубку пожарного насоса, а также он используется при работе с гидроэлеватором и для перекачки воды на большие расстояния. Рукавный водосборник состоит из корпуса-тройника, двух напорных соединительных цапковых головок ГЦ-80 для присоединения напорных или напорно-всасывающих рукавов и выходной соединительной головки для установки водосборника на всасывающем патрубке насоса. Внутри корпуса водосборника закреплен шарнирно-тарельчатый клапан для перекрывания одного входного патрубка при работе насоса от гидранта на один рукав. Рукавное разветвление предназначено для разделения потока и регулирования количества подаваемого огнетушащего вещества, транспортируемого по напорным пожарным рукавам. В зависимости от числа выходных штуцеров и условного диаметра входного штуцера различают следующие типы разветвлений: трехходовые РТ-70 и РТ-80 и четырехходовые РЧ-150. Наибольшее распространение имеют трехходовые разветвления. Они имеют три выходных и один входной штуцер. Четырехходовые разветвления применяют на передвижных насосных станциях и рукавных автомобилях. Разветвления всех типоразмеров имеют в основном одинаковую конструкцию (рис. 3.11) и состоят из фигурного корпуса 8, входного 5 и выходного 7 патрубков. На всех патрубках разветвлений навернуты муфтовые соединительные головки. Входные патрубки снабжены запорными механизмами вентильного типа с тарельчатым клапаном 6, маховичком 1, шпинделем 3 и сальниковым уплотнением 2. Для переноса разветвления имеется ручка 4. 1 664321 3 5 8764321 764321 4321 21  Рис. 3.11. Разветвление трехходовое: 1 – маховичок; 2 – сальниковое уплотнение; 3 – шпиндель; 4 – ручка; 5 – входной патрубок; 6 – тарельчатый клапан; 7 – выходной патрубок; 8 – фигурный корпус Для обеспечения подачи воды от насосов пожарных высокого давления (типа НЦПВ-20/200) используют рукавные разветвления на рабочее давление до 3,0 МПа РТВ-70/300. Технические характеристики разветвлений представлены в табл. 3.5. Таблица 3.5
Головки соединительные пожарные – быстросмыкаемая арматура, предназначенная для соединения пожарных рукавов и присоединения их к пожарному оборудованию и пожарным насосам. В зависимости от назначения соединительные головки разделяют на напорные и всасывающие. Напорные Всасывающие ГР (рукавная головка) ГРВ (рукавная головка всасывающая) ГМ (муфтовая головка) ГМВ (муфтовая головка всасывающая) ГЦ (цапковая головка) ГЗВ (головка-заглушка всасывающая) ГП (переходная головка) ГЗ (головка-заглушка)  Рис. 3.12. Соединительная рукавная головка:1 – втулка; 2 – уплотняющее резиновое кольцо; 3 – клык; 4 – обойма 1 2 3 4 Соединительные рукавные головки (ГР и ГРВ) (рис. 3.12) состоят из втулки 1, несущей в канавке торцевой кромки уплотняющее резиновое кольцо 2 (типа КВ – для всасывающих головок и КН – для напорных головок), и обоймы 4 свободно надетой на втулку. На обойме отлиты два клыка 3 и наружная спиральная наклонная площадка, с помощью которых соединяются две головки и достигается их уплотнение. Рукавные головки навязывают на концы пожарных рукавов соответствующего диаметра. Муфтовая и цапковая соединительные головкисостоят из одной втулки, с одной стороны которой имеется резьба, а с другой – на торцевой кромке – канавка для уплотняющего резинового кольца и по наружной поверхности – два клыка со спиральными наклонными площадками. У муфтовых головок резьба внутренняя, а у цапковых – наружная. Головка-заглушка предназначена для закрывания пожарных соединительных головок и представляет собой соединительную обойму с крышкой. Переходная головка предназначена для соединения напорных рукавов или другого водопенного оборудования с разными условными проходами. Переходная головка состоит (рис. 3.13) из двух несущих втулок 2 и 4 с разными условными проходами, соединенных между собой, и двух обойм 1 и 3, аналогичных соответствующим рукавным головкам.  Рис. 3.13. Переходная головка:1, 3 – обойма, 2, 4 – несущая втулка 1 2 3 4 Напорные и всасывающие соединительные головки классифицируются в зависимости от их максимального рабочего давления, типов и условных проходов. Стволы пожарные – устройства, устанавливаемые на концах напорных линий для формирования и направления огнетушащих струй. Пожарные стволы в зависимости от пропускной способности и размеров подразделяются на ручные и лафетные, а в зависимости от вида подаваемого огнетушащего вещества – на водяные, пенные и комбинированные. Ручные пожарные стволы предназначены для формирования и направления сплошной или распыленной струи воды, а также (при установке пенного насадка) струй воздушно-механической пены низкой кратности. Стволы в зависимости от конструктивных особенностей и основных параметров классифицируются на стволы нормального давления и стволы высокого давления (рис. 3.14). СТВОЛЫ ПОЖАРНЫЕ Ручные пожарные стволы Лафетные пожарные стволы Переносные Стволы нормального давления Стволы высокого давления Возимые Стационарные Формирующие распыленную струю Формирующие сплошную струю С дополнительной защитной завесой Комбинированные, формирующие водяные и пенные струи Универсальные, формирующие распыленную и сплошную струю Рис. 3.14. Классификация пожарных стволов Стволы нормального давления обеспечивают подачу воды и огнетушащих растворов при давлении перед стволом от 0,4 до 0,6 МПа, стволы высокого давления – при давлении от 2,0 до 3,0 МПа. Для стволов нормального давления определяющей характеристикой является условный проход соединительной головки. В связи с этим стволы подразделяют на два типоразмера: Ду 50 и Ду 70. В зависимости от конструктивного исполнения ручные стволы могут иметь широкие функциональные возможности (см. рис. 3.14). Так, к формирующим только водяную струю относятся стволы РС-50 и РС-70, которые имеют одинаковую конструкцию и отличаются лишь геометрическими размерами. Они состоят (рис. 3.15) из корпуса конической формы 1, внутри которого установлен успокоитель 2 соединительной муфтовой головки 3, предназначенной для присоединения ствола к напорному рукаву, ремня 4 для переноски ствола, сменного насадка 6. На корпус ствола насаживается оплетка красного цвета 5, обеспечивающая удобство удержания ствола в руках при работе. 2 3 1 6 5 4  Рис. 3.15. Ствол ручной пожарный РС-70: 1 – корпус; 2 – успокоитель; 3 –соединительная головка; 4 –ремень; 5 –оплетка; 6 – насадок 4 3 2 1 6 5  Рис. 3.16. Ствол ручной пожарный перекрывной КР-Б: 1 – корпус; 2 – кран пробковый; 3 – насадок; 4 – ремень; 5 – оплетка; 6 – соединительная головка К этому типу относится ствол перекрывной КР-Б (рис. 3.16). Отличительной особенностью ствола является наличие в конструкции пробкового крана 2, обеспечивающего возможность прекращать подачу воды. Технические характеристики стволов, формирующих только сплошную водяную струю, представлены в табл. 3.6. Таблица 3.6
Конструкция универсальных ручных пожарных стволов позволяет управлять струей и они предназначены для формирования как сплошной, так и распыленной струи воды. Ствол РСК-50 состоит из корпуса 5, пробкового крана 3, насадка 12, соединительной напорной головки 6 (рис. 3.17). 7 8 9 12 11 10 4 6 5 3 2 1  Рис. 3.17. Ствол ручной пожарный РСК-50: 1,2,9 – каналы; 3 – пробковый кран; 4 – ручка; 5 – корпус; 6 – соединительная головка; 7,10 – отверстия; 8 – полость; 11 – тангенциальные каналы; 12 – насадок При положении ручки 4 пробкового крана 3 вдоль оси корпуса 5 поток жидкости проходит через центральное отверстие центробежного распылителяи далее выходит из насадка 12 в виде компактной струи. При повороте ручки крана на 90° центральное отверстие перекрывается и поток жидкости из полости 8 пустотелой пробки крана через отверстия 7 и 10 поступает в каналы 2 и 9. Через тангенциальные каналы 11 жидкость попадает в центральный распылитель и выходит из него закрученным потоком, который под действием центробежных сил при выходе из насадка распыляется, образуя факел с углом раскрытия 60°. Аналогичный принцип работы заложен в конструкции универсальных стволов РСП-50 и РСП-70. Ствол РСКЗ-70 позволяет, кроме того, дополнительно формировать защитную водяную завесу. Для формирования и направления сплошной или распыленной конусообразной струи воды предназначены стволы-распылители РС-А и РС-Б (рис. 3.18). 6 4 5 3 2 1  Рис. 3.18. Ствол-распылитель ручной РС-А (РС-Б): 1 – распылитель; 2 – устройство перекрытия потока воды; 3 – корпус; 4 – соединительная головка; 5 – оплетка; 6 – ремень Эти стволы идентичны и отличаются только геометрическими размерами. Стволы состоят из корпуса 3, распылителя 1, устройства перекрытия потока воды 2, соединительной головки 4, ремня 6 и оплетки 5, служащей для удержания ствола в руках при работе. Технические характеристики универсальных ручных пожарных стволов и ствола РСКЗ-70 с защитной завесой представлены в табл. 3.7. Таблица 3.7
Наиболее многофункциональными являются комбинированные ручные стволы, которые позволяют формировать как водяную, так и пенную струю. 3 4 2 1 5  Рис. 3.19. Ствол ручной комбинированный ОРТ-50: 1 – головка соединительная; 2 – корпус; 3 – головка; 4 – пеногенератор; 5 – рукоятка В качестве примера рассмотрим ствол ОРТ-50 (рис. 3.19), который состоит из следующих основных элементов: корпуса 2 с присоединенной муфтовой рукавной головкой 1, рукоятки 5, головки 3 и съемного насадка-пеногенератора 4. Ствол ОРТ-50 формирует сплошные и распыленные водяные струи, дает возможность получить водяную завесу для защиты ствольщика от теплового воздействия, а также позволяет получать и направлять струю воздушно-механической пены низкой кратности. Технические характеристики ствола ОРТ-50 представлены в табл. 3.8. Таблица 3.8
Для оценки тактико-технических возможностей пожарных стволов определяющими являются параметры формирующейся на стволе струи. Теория струй детально изучается в курсе гидравлики, поэтому рассмотрим лишь наиболее важные для нас ее составляющие. Если струю пожарного ствола направить вертикально вверх, то она будет иметь два характерных участка (рис. 3.20): Sв Sк RP Rк α Рис. 3.20. Характерные участки для струй ручных пожарных стволов Sк – компактную часть струи и Sв – максимальную высоту струи. Как правило, водяные стволы на пожарах работают не вертикально вверх, а под определенным углом α. Если при одном и том же напоре у насадка постепенно изменять угол наклона ствола, то конец компактной части струи будет описывать траекторию, которая называется радиусом действия компактной струи Rк. Для ручных стволов эта траектория будет близка к радиусу окружности  Rк = Sк. (3.4) Минимальная длина компактных струй ручных стволов равняется в среднем 17 м, для ее создания у стволов с диаметром насадка 13,16,19,22 и 25 мм требуется создавать напор 0,4 – 0,6 МПа. Расстояние от насадка ствола до огибающей кривой раздробленной струи Rр возрастает с уменьшением угла наклона α к горизонту: Rр = βSв,(3.5) где β – коэффициент, зависящий от угла наклона α . Наибольшая дальность полета струи по горизонтали наблюдается при угле наклона ствола α = 30°. Важным параметром для ручных пожарных стволов является реакция струи – сила, возникающая при истечении жидкости из насадка ствола. Известна зависимость для определения силы реакции струи F, H: F = -2pω, (3.6) где p = ρ g H; ω – площадь выходного сечения насадка, м2; ρ – плотность жидкости, кг/м3; g = 9,8 м2/с; H - напор на стволе, м. Знак минус указывает, что сила реакции направлена в сторону, противоположную движению струи (рис. 3.21, б). Так, сила реакции струи для ручных стволов при напоре 0,4 МПа достигает 400 Н. Для ее компенсации требуется работа со стволом двух человек. а б  Рис. 3.21. Силы реакции струй ручных пожарных стволов: а – для стволов пистолетного типа; б – для ручных пожарных стволов В результате совершенствования конструкции разработаны ручные пожарные стволы пистолетного типа, сила реакции струи для которых разделяется на несколько составляющих и направлена вверх (рис. 3.21, а). Это значительно упрощает работу ствольщиков при тушении пожаров. Стволы лафетные комбинированные (водопенные)предназначены для формирования сплошной или сплошной и распыленной с изменяемым углом факела струй воды, а также струй воздушно-механической пены низкой кратности. Лафетные стволы подразделяются на стационарные, монтируемые на пожарном автомобиле; возимые, монтируемые на прицепе, и переносные. Переносные лафетные стволы входят в комплект пожарных автоцистерн и насосно-рукавных автомобилей. Переносной лафетный ствол ПЛС-П20 (рис. 3.22) состоит из корпуса 1, двух напорных патрубков 3, приемного корпуса 4, фиксирующего устройства 5, рукоятки управления 6. В приемном корпусе имеется обратный шарнирный клапан, который позволяет присоединять и заменять рукавные линии к напорному патрубку без прекращения работы ствола. Внутри корпуса 1 трубы ствола установлен четырехлопастной успокоитель. Для подачи воздушно-механической пены водяной насадок на корпусе трубы заменяют на воздушно-пенный 2. 6 5 4 3 2 1 1  Рис. 3.22. Переносной пожарный лафетный ствол ПЛС-П20: 1 – корпус ствола; 2 – воздушно-пенный насадок; 3 – напорный патрубок; 4 – приемный корпус; 5 – фиксирующее устройство; 6 – рукоятка управления Основные технические характеристики лафетного ствола ПЛС-П20 представлены в табл. 3.9. Таблица 3.9
3.3. Приборы и аппараты для получения воздушно-механической пены Воздушно-механическая пена предназначена для тушения пожаров жидких (класс пожара В) и твердых (класс пожара А) горючих веществ. Пена представляет собой ячеисто-пленочную дисперсную систему, состоящую из массы пузырьков газа или воздуха, разделенных тонкими пленками жидкости. Получают воздушно-механическую пену механическим перемешиванием пенообразующего раствора с воздухом. Основным огнетушащим свойством пены является ее способность препятствовать поступлению в зону горения горючих паров и газов, в результате чего горение прекращается. Существенную роль играет также охлаждающее действие огнетушащих пен, которое в значительной степени присуще пенам низкой кратности, содержащим большое количество жидкости. Важной характеристикой огнетушащей пены является ее кратность – отношение объема пены к объему раствора пенообразователя, содержащегося в пене. Различают пены низкой (до 10), средней (от 10 до 200) и высокой (свыше 200) кратности. Пенные стволы классифицируются в зависимости от кратности получаемой пены (рис. 3.23). ПЕННЫЕ ПОЖАРНЫЕ СТВОЛЫ Для получения пены средней кратности Комбинированные для получения пены низкой и средней кратности Для получения пены низкой кратности Рис. 3.23. Классификация пенных пожарных стволов Пенный ствол – устройство, устанавливаемое на конце напорной линии для формирования из водного раствора пенообразователя струй воздушно-механической пены различной кратности. Для получения пены низкой кратности применяются ручные воздушно-пенные стволы СВП и СВПЭ. Они имеют одинаковое устройство, отличаются только размерами, а также эжектирующим устройством, предназначенным для подсасывания пенообразователя из емкости. Ствол СВПЭ (рис. 3.24) состоит из корпуса 8, с одной стороны которого навернута цапковая соединительная головка 7 для присоединения ствола к рукавной напорной линии соответствующего диаметра, а с другой – на винтах присоединена труба 5, изготовленная из алюминиевого сплава и предназначенная для формирования воздушно-механической пены и направления ее на очаг пожара. В корпусе ствола имеются три камеры: приемная 6, вакуумная 3 и выходная 4. На вакуумной камере расположен ниппель 2 диаметром 16 мм для присоединения шланга 1, имеющего длину 1,5 м, через который всасывается пенообразователь. При рабочем давлении воды 0,6 МПа создается разрежение в камере корпуса ствола не менее 600 мм рт. ст. (0,08 МПа). 8 7 5 4 3 2 6 1  Рис. 3.24. Ствол воздушно-пенный с эжектирующим устройством типа СВПЭ: 1 – шланг; 2 – ниппель; 3 – вакуумная камера; 4 – выходная камера; 5 – направляющая труба; 6 – приемная камера; 7 – соединительная головка; 8 – корпус Принцип образования пены в стволе СВП (рис. 3.25) заключается в следующем. Пенообразующий раствор, проходя через отверстие 2 в корпусе ствола 1, создает в конусной камере 3 разрежение, благодаря которому воздух подсасывается через восемь отверстий, равномерно расположенных в направляющей трубе 4 ствола. Поступающий в трубу воздух интенсивно перемешивается с пенообразующим раствором и образует на выходе из ствола струю воздушно-механической пены. 3 2 1 4  Рис. 3.25. Ствол воздушно-пенный СВП: 1 – корпус ствола; 2 – отверстие; 3 – конусная камера; 4 – направляющая труба Принцип образования пены в стволе СВПЭ отличается от СВП тем, что в приемную камеру поступает не пенообразующий раствор, а вода, которая, проходя по центральному отверстию, создает разрежение в вакуумной камере. Через ниппель в вакуумную камеру по шлангу из ранцевого бочка или другой емкости подсасывается пенообразователь. Технические характеристики пожарных стволов для получения пены низкой кратности представлены в табл. 3.10. Таблица 3.10
Для получения из водного раствора пенообразователя воздушно-механической пены средней кратности и подачи ее в очаг пожара используются генераторы пены средней кратности. В зависимости от производительности по пене выпускаются следующие типоразмеры генераторов: ГПС-200; ГПС-600; ГПС-2000. Их технические характеристики представлены в табл. 3.11. Таблица 3.11
Генераторы пены ГПС-200 и ГПС-600 по конструкции идентичны и отличаются только геометрическими размерами распылителя и корпуса. Генератор представляет собой водоструйный эжекторный аппарат переносного типа и состоит из следующих основных частей (рис. 3.26): корпуса генератора 1 с направляющим устройством, пакета сеток 2, распылителя центробежного 3, насадка 4 и коллектора 5. К коллектору генератора при помощи трех стоек крепится корпус распылителя, в котором вмонтирован распылитель 3 и муфтовая головка ГМ-70. Пакет сеток 2 представляет собой кольцо, обтянутое по торцевым плоскостям металлической сеткой (размер ячейки 0,8 мм). Распылитель вихревого типа 3 имеет шесть окон, расположенных под углом 12°, что вызывает закручивание потока рабочей жидкости и обеспечивает получение на выходе распыленной струи. Насадок 4 предназначен для формирования пенного потока после пакета сеток в компактную струю и увеличения дальности полета пены. Воздушно-механическая пена получается в результате смешения в генераторе в определенной пропорции трех компонентов: воды, пенообразователя и воздуха. Поток раствора пенообразователя под давлением подается в распылитель. В результате эжекции при входе распыленной струи в коллектор происходит подсос воздуха и перемешивание его с раствором. Смесь капель пенообразующего раствора и воздуха попадает на пакет сеток. На сетках деформированные капли образуют систему растянутых пленок, которые, замыкаясь в ограниченных объемах, составляют сначала элементарную (отдельные пузырьки), а затем массовую пену. Энергией вновь поступающих капель и воздуха масса пены выталкивается из пеногенератора.   Рис. 3.27. Диаграмма радиуса действия (а) и карта орошения УКТП «Пурга-7» (б)Рис. 3.26. Генератор пены средней кратности ГПС-600: 1 – корпус генератора; 2 – пакет сеток; 3 – распылитель центробежный; 4 – насадок; 5 – коллектор 1 2 3 4 5 б а В качестве пенных пожарных стволов комбинированного типа рассмотрим установки комбинированного тушения пожаров (УКТП) «Пурга», которые могут быть ручного, стационарного и мобильного исполнения. Они предназначены для получения воздушно-механической пены низкой и средней кратности. Технические характеристики УКТП различного исполнения представлены в табл. 3.12. Кроме того, для этих стволов разработаны диаграмма радиуса действия и карта орошения (рис. 3.27), что позволяет более четко оценивать их тактические возможности при тушении пожаров. Таблица 3.12
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||