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).

Рис. 3.9. Классификация гидравлического оборудования

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)

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.

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).

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):

RP

Rк

α

Рис. 3.20. Характерные участки для струй ручных пожарных стволов

S_к – компактную часть струи и
S_в – 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 R_к. Для ручных стволов эта траектория будет близка к радиусу окружности

R_к = S_к. (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 R_р возрастает с уменьшением угла наклона α к горизонту:

R_р = β S_в,(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 = -2 p ω, (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