Газоструйные вакуумные системы. Эти системы применяются на АЦ и АНР с насосами ПН-40, ПН-60 и ПН-110. 3 страница

Таблица 3.7

Наиболее многофункциональными являются комбинированные ручные стволы, которые позволяют формировать как водяную, так и пенную струи. В качестве примера рассмотрим ствол ОРТ-50 (рис.3.19), который состоит из следующих основных элементов: корпуса 1 с присоединенной муфтовой рукавной головкой 2, рукоятки 3, головки 4 и съемного насадка – пеногенератора 5. 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) 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 = 30⁰.

Важным параметром для ручных пожарных стволов является реакция струи – это сила, возникающая при истечении жидкости из насадка ствола.

Известна зависимость для определения силы реакции струи

F = -2 p·ω, H (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, в). Так, сила реакции струи для ручных стволов при напоре 4,0 МПа достигает 400 Н. Для ее компенсации требуется работа со стволом двух человек.

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, 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. Основные технические характеристики лафетного ствола ПЛС-П20 представлены в табл.3.9.

Таблица 3.9

3.3. Пенные пожарные стволы

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. В зависимости от кратности получаемой пены классифицируются пенные стволы (рис.3.23).

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).

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.

Принцип образования пены в стволе СВПЭ отличается от СВП тем, что в приемную камеру поступает на 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 с размером ячейки 0,8 мм. Распылитель вихревого типа 3 имеет шесть окон, расположенных по углом 12⁰ , 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. За счет 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.

В качестве пенных пожарных стволов комбинированного типа (рис.3.27) 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

Подписи к рисункам

Глава 3

Рис.3.1. Схемы забора и подачи воды

а – от цистерны пожарного автомобиля; б – от открытого водоисточника; в – от водопроводной сети;

1 – магистральная рукавная линия; 2 – разветвление трехходовое; 3 – рабочая рукавная линия; 4 – ствол пожарный ручной; 5 – всасывающий рукав; 6 –напорно-всасывающий рукав; 7 – рукавный водосборник; 8 – рукав напорный для работы от гидранта.

Рис.3.2. Конструктивное исполнение всасывающих и напорно-всасывающих рукавов

1 – наружный текстильный слой; 2 – текстильный слой; 3 – внутренняя резиновая камера; 4 – проволочная спираль; 5 – промежуточный резиновый слой; 6 – текстильный слой; 7 – головка соединительная всасывающая.

Рис.3.3. Классификация пожарных напорных рукавов

Рис.3.4. Конструкция напорного прорезиненного рукава

1 – армирующий каркас; 2 – внутренний слой; 3 – клеевой слой

Рис.3.5. Конструкция напорного латексированного рукава

1 – армирующий каркас; 2 – внутренний слой; 3 наружная латексная пленка

Рис.3.6. Конструкция напорного рукава с двусторонним покрытием

1 – армирующий каркас; 2 – внутренний слой; 3 наружный защитный слой

Рис.3.7. Потери напора в одном рукаве длиной 20 м в зависимости от расхода протекаемой воды

1 – в рукаве с диаметром 77 мм; 2 – в рукаве с диаметром 66 мм

Рис.3.8. Зависимость коэффициента теплопроводности материала рукавов от температуры окружающей среды

1 – прорезиненный рукав; 2 – льняной рукав; 3 – латексный рукав

Рис.3.9. Классификация гидравлического оборудования

Рис.3.10. Всасывающая пожарная сетка

1 – соединительная всасывающая головка; 2 – обратный клапан; 3 – рычаг поднятия клапана; 4 – решетка

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

Рис.3.12. Соединительная рукавная головка

1 – втулка; 2 – уплотняющее резиновое кольцо; 3 – клык; 4 – обойма

Рис.3.13. Переходная головка

1; 3 – несущая втулка; 2; 4 – обойма

Рис.3.14. Классификация пожарных стволов

Рис.3.15. Ствол ручной пожарный РС-70

1 – корпус; 2 – успокоитель; 3 –соединительная головка; 4 –ремень; 5 –оплетка; 6 – насадок

Рис.3.16. Ствол ручной пожарный перекрывной КР-Б

1 – корпус; 2 – кран пробковый; 3 – насадок; 4 – ремень; 5 – оплетка; 6 – соединительная головка

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

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

Рис.3.19. Ствол ручной комбинированный ОРТ-50

1 – корпус; 2 – головка соединительная; 3 – рукоятка; 4 – головка; 5 – пеногенератор

Рис.3.20. Характерные участки для струй ручных пожарных стволов

Рис.3.21. Силы реакции струй ручных пожарных стволов

а – для стволов пистолетного типа; б – для ручных пожарных стволов

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

Рис.3.23. Классификация пенных пожарных стволов

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

Рис.3.25. Ствол воздушно-пенный СВП

1 – корпус ствола; 2 – отверстие; 3 – конусная камера; 4 – направляющая труба

Рис.3.26. Генератор пены средней кратности ГПС-600

1 – корпус генератора; 2 – пакет сеток; 3 – распылитель центробежный; 4 – насадок; 5 – коллектор

Рис.3.27. Диаграмма радиуса действия и карта орошения УКТП «Пурга-7»

Глава 4. Огнетушители

Огнетушители – переносные (или передвижные) устройства для тушения очага пожара за счет выпуска запасенного огнетушащего вещества. Они наиболее массовые и доступные средства пожаротушения. Их рекомендуют для тушения загораний на рабочих местах в технологических процессах ряда производств, в жилых помещениях, в общественных и промышленных сооружениях, на транспорте и т.д. вот поэтому они и являются первичными средствами пожаротушения.

В номенклатуре основных средств пожарной техники огнетушители по объему производств занимают более 45…50%.

Эффективность их применения очень высокая. Средняя площадь пожаров на объектах, оснащенными огнетушителями в 7,5…9,5 раз меньше, чем площади пожаров на объектах, где они отсутствуют. При этом в 8…10 раз снижаются и потери от пожара.

4.1. Классификация ОТ и методы оценки

их огнетушащей способности

Огнетушители по виду применяемого огнетушащего вещества подразделяются на: водные (ОВ), воздушно-пенные (ОВП), порошковые (ОП) и газовые, в том числе, углекислотные (ОУ), хладоновые (ОХ) и в зависимости от вида используемого огнетушащего вещества огнетушители можно использовать для тушения загораний одного или нескольких классов пожаров горючих веществ: А,В,С и Е.

Общие технические требования к огнетушителям и параметрам их характеристик, обеспечивающих эффективное тушение, сформулированы в нормативно-технической документации – НПБ 155-96. Пожарная техника. Огнетушители переносные.

В зависимости от массы огнетушащего вещества устанавливаются минимальные длина (м) струи огнетушащего вещества и продолжительность его подачи (с).

Оценка огнетушащей способности огнетушителей осуществляется на основании их огневых испытаний. Для этой цели созданы специальные модельные очаги пожара класса А и класса В. Модельные очаги пожара класса С и Д не установлены.

Модельные очаги пожаров класса А – представляют собой деревянный штабель в виде куба (рис.4.1). Штабель размещается на двух металлических уголках 2, которые уложены на бетонные (или металлические) тумбы 3, высотой 400±10 мм.

В качестве горючего материала используют бруски хвойных пород, влажность которых должна быть в пределах 10…14%, бруски сечением 40х40 мм различной длины. Укладывая бруски в различном количестве в горизонтальном слое, и, изменяя количество слоев, формируют 8 модельных очагов различного ранга от 1А до 20А, как показано в табл.4.1.

Таблица 4.1

Под штабель устанавливают квадратные поддоны из листовой стали. Их размеры соответствуют площади основания штабеля, а высота равна 100 мм. В поддон заливают воду (высота слоя 30±3 мм), а затем бензин А-76 в количествах, указанных в табл.4.1. По определенной методике, обусловленной НПБ 155-96, производят тушение подожженного штабеля (время свободного горения 7±1 мин без учета времени выгорания бензина). В процессе тушения фиксируют время подачи огнетушащего вещества и результат тушения. Очаг считает потушенным, если повторное воспламенение не произошло в течение 10 мин.

Модельный очаг пожаров класса В представляет собой круглый противень, изготовленный из листовой стали, различного диаметра с высотой стенки 230±5 мм. В противни заливают воду (высота слоя 602 мм), а затем бензин А-76 в количестве, указанном в табл.4.2.

Таблица 4.2

Из табл.4.2 следует, что ранг очага, характеризуется количеством бензина в литрах, заливаемого в противень.

В подожженное горючее, после 60 с свободного горения подают огнетушащее вещество. В процессе тушения фиксируют время подачи огнетушащего вещества и результат тушения. Очаг считается потушенным, если в течение 10 мин не произошло воспламенение.

Огнетушители на очагах всех рангов испытывают по три раза. Испытание выдерживают огнетушители, потушившие пожар в двух попытках.

Огнетушители, снаряженные различными огнетушащими веществами, идентичны по устройству. Они состоят из баллонов (корпусов) для огнетушащего вещества, с горловиной которых соединяются запорно-пусковые устройства. Каждое из них соединено с сифонной трубкой, не доходя до дна баллона на несколько миллиметров. С ней соединены детали, по которым огнетушащее вещество поступает к пистолету (или раструбам) для подачи в очаг горения.

4.2. Газовые огнетушители

Газовые огнетушители подразделяются на огнетушители углекислотные (ОУ) и хладоновые (ОХ).

В ОУ огнетушащим веществом является диоксид углерода – СО₂. Им заполняют баллоны под давлением. При этом СО₂ сжижается. Сжиженный СО₂ называют углекислотой. Количество СО₂ подбирают таким, чтобы при +50⁰С давление в баллоне не превышало 15 МП. При 20⁰С оно равно 5,7 МПа.

Углекислота в баллоне занимает не весь его объем, а только часть. Другая часть приходится на углекислый газ. Он под высоким давлением обеспечивает вытеснение углекислоты в очаг горения. Следовательно, ОУ являются закачными (З).

Соотношение между газовой и жидкой фазами характеризует наполнение баллона и определяется коэффициентом наполнения К. Коэффициент наполнения – это отношение количества углекислоты (в кг) к объему баллона ( в л), в котором она находится. В среднем его величина равна 0,7.

В ОУ вытесняющий газ автоматически генерируется из углекислоты (рис.4.2). Этой особенностью и обусловлены особенности их конструкций.

ОУ производят в различном исполнении: переносные и передвижные.

Передвижные ОУ исполняют вместимостью до 8 л углекислоты. Их обозначение включает аббревиатуру ОУ (огнетушитель углекислотный) и цифру, обозначающую вместимость баллона в литрах.

ОУ переносного типа представлен на рис.4.3.

Сифонная трубка 2 не доходит до дна на расстояние 3-4 мм и срезана под углом 30⁰. В огнетушителя ОУ-6 или ОУ-8 и др. вместо трубки 7 может использоваться бронированный шланг.

Запорная головка 3 предназначена для запирания углекислоты в баллоне, ее подачи в раструб 8 для тушения. Кроме этого, в нем размещается предохранительная мембрана. При чрезмерном повышении давления СО₂ в баллоне она разрушается, предохраняя разрыв баллона.

Принципиальная схема запорной головки показана на рис.4.4. В этом положении СО₂ в газообразном состоянии заполняет камеру, где размещена пружина 7. В случае чрезмерного повышения давления в баллоне разрушится предохранительная мембрана 5 и огнетушитель разрядится. При необходимости подать углекислоту на тушение пожара, следует вынуть чеку 13 и прижать рычаг 12 к ручке огнетушителя. Его кулачком шток 11 переместится вправо, который, в свою очередь, переместит поршень 10 и по его каналам углекислота поступит из баллона к штуцеру 9 в раструб (см.рис.4.3).

Заполнение ОУ углекислотой производят, подавая ее в отверстие, в которой вставляется трубка 7 (рис.4.3) при смещении поршня 8 (рис.4.4) влево рычагом 10.

При вытеснении углекислоты из баллона и поступлении ее в раструб происходит ее расширение, сопровождающееся сильным охлаждением (до –70⁰С). При этом углекислота превращается в хлопья «снега». При поверхностном тушении «снежным» диоксидом углерода его разбавляющее действие сопровождается охлаждением очага горения.

К числу недостатков ОУ следует отнести снижение эффективности выброса углекислоты в зону горения при низких температурах.

ОУ вместимостью баллонов 10…80 л называют передвижными (рис.4.5). ОУ вместимостью 20…30 л комплектуют из ОУ-10, соответственно по 2…3 штуки. Они перемещаются на тележке (рис.4.5). ОУ вместимостью 40 л перемещают на горизонтальной трехколесной тележке. ОУ вместимостью 80 л комплектуют из двух огнетушителей по 40 л.

Запорные головки передвижных огнетушителей идентичны рассмотренным раньше для переносных огнетушителей.

Некоторые ОУ при большой длине бронированного шланга до раструба (например, ОУ-20) оборудуются выпускным клапаном. Его устанавливают перед раструбом. Его рекомендуют применять при тушении пожаров классов А и В и особенно Е (электроустановок) напряжением до 1000 В.

Некоторые общие параметры технических характеристик ОУ приводятся в табл.4.3.

Таблица 4.3.