RU222919U1 - Водосборник рукавный для низкотемпературных условий - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности к техническим средствам, повышающим эффективность эксплуатации пожарных автоцистерн исполнения У при тушении пожаров способом подвоза в низкотемпературных условиях. Технической задачей заявляемой полезной модели является разработка конструктивно-технических решений «Водосборника рукавного для низкотемпературных условий», предназначенного для обеспечения бесперебойной подачи огнетушащих веществ (ОТВ) на пожар в суровых условиях, в местах с недостаточной обеспеченностью водой, при тушении способом подвоза, особенно ввиду трудностей подъезда и маневрирования на месте вызова (снегопад, снежные заносы, гололед, косогор и т.п.), что важно для минимизации ущерба и причем без значительных затрат. Поставленная задача решена тем, что разработан, изготовлен, апробирован и предлагается к применению «Водосборник рукавный для низкотемпературных условий». В частности, был взят за основу и модернизирован типовой рукавный водосборник ВС-125 посредством замены на его выходном патрубке пожарной соединительной головки ГМВ-125 с условным проходом DN 125 мм на концентрический переходник с условным проходом DN 125 (т.е. с диаметра 139,7 мм на диаметр 88,9 мм, длиной 127 мм. См. ГОСТ 17378-2001 (ИСО 3419-81) «Детали трубопроводов бесшовные приварные из углеродистой и низколегированной стали. Переходы»), на узкий конец которого по резьбе навинчена пожарная муфтовая соединительная головка ГМ-80 с условным проходом DN 80 мм. Предложенная конструкция «Водосборника рукавного для низкотемпературных условий» весьма проста по конструкции, в изготовлении и эксплуатации и может найти применение в практике пожарно-спасательных гарнизонов не только 29 регионов страны с холодным климатом.

Description

Полезная модель относится к противопожарной технике, в частности к техническим средствам, повышающим эффективность эксплуатации пожарных автоцистерн исполнения У при тушении пожаров способом подвоза особенно в низкотемпературных условиях.

В осенне-зимний периоды года характерно усложнение обстановки с пожарами. В указанные месяцы возрастает количество пожаров, увеличиваются время следования к месту вызова, время подачи первого ствола на решающем направлении и среднее время обслуживания вызова. На данные периоды приходится наибольшее число жертв и наибольший ущерб от пожаров [см. Веттегрень В.И., Ложкин, В.Н., Савин М.А. Эффективная эксплуатация основных пожарных автомобилей при низких температурах: монография. Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России. 2019. 356 с.].

Следовательно, тактико-технические возможности имеющегося парка основных пожарных автомобилей (ПА) исполнения У (для умеренного климата по ГОСТ 15150-69 и рассчитанные на эксплуатацию при температурах воздуха от + 40 до минус 40°С) и его функционирование в неблагоприятных климатических условиях приводит к дисбалансу между реальными показателями эффективности оперативных действий расчетов на основных ПА с одной стороны и насущными потребностями населения, объектов экономики, инфраструктуры и территорий в обеспечении соответствующего уровня пожарной безопасности − с другой.

Таким образом, любые технические решения, направленные на совершенствование пожарно-спасательной техники и технологий, их адаптацию к суровым условиям являются весьма актуальными.

Тушение пожаров в условиях низких температур осложняется возможностью перебоев в работе насосно-рукавных систем, пожарной техники и противопожарного водоснабжения, скованностью движений и обмораживанием личного состава [см. Плеханов В. И. Организация работы тыла на пожаре. - М.: Стройиздат, 1987, - 128 с.].

Бесперебойная подача жидких огнетушащих веществ (ОТВ) к месту работы пожарных подразделений сопряжена со значительными трудностями: во-первых, снижением температуры в водопроводе до 0,5…1°С, а в открытых водоисточниках, реках и озерах - до 0°С; во-вторых, опасностью замерзания воды в рукавной линии, особенно в начальный период работы насоса. При температуре воздуха - 40°С и ниже температура стенок рукавов близка к температуре окружающего воздуха и движущаяся по ним вода быстро охлаждается, превращаясь иногда в пастообразную ледяную массу (шугу), закупоривающую сначала стволы и разветвления, а затем рукавные линии в целом.

В этих условиях основные действия должны быть направлены на ускорение боевого развертывания подразделений.

Действительно, на первоначальных этапах боевых действий к числу важнейших условий, определяющих успех тушения [см. Приказ МЧС России от 16.10.2017 года №444 «Об утверждении Боевого устава подразделений пожарной охраны, определяющего порядок организации тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ»] особенно неординарных пожаров относятся:

1) минимальное время до подачи первых стволов;

2) требуемая (или максимальная) интенсивность подачи ОТВ на решающем направлении боевых действий;

3) непрерывность подачи ОТВ (особенно в зимний условиях).

Другими словами, даже кратковременный перерыв в подаче ОТВ в условиях низких температур может привести к развитию пожара в крупный и особо крупный размеры.

Разведка является весьма важной фазой боевых действий по тушению пожаров, проводимых на месте пожара [см. Приказ МЧС России от 16.10.2017 года №444 «Об утверждении Боевого устава подразделений пожарной охраны, определяющего порядок организации тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ»]. При проведении разведки пожара устанавливаются, в частности местонахождение ближайших водоисточников и возможные способы их использования. Если для выполнения основной боевой задачи огнетушащих веществ недостаточно, организуется их доставка к месту пожара.

Действительно, при проведении боевых действий по тушению пожаров в условиях недостатка воды в случаях, когда нет другой возможности подачи ОТВ к месту пожара действующие нормативные документы [см. Приказ МЧС России от 16.10.2017 года №444 «Об утверждении Боевого устава подразделений пожарной охраны, определяющего порядок организации тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ»] требуют тушить подвозом воды. Число привлекаемых к подвозу воды автомобилей зависят от расхода воды на тушение и удаленности водоисточника. При участии в подвозе воды нескольких автоцистерн (АЦ) наиболее целесообразно пожарную автоцистерну АЦ-1 установить на водоисточник для забора воды и заполнения емкостей прибывающих автомобилей, пожарную АЦ-2 установить у места пожара для обеспечения работы стволов. Остальные автомобили, АЦ-3 и привлеченная техника – бензовозы, поливочная техника и т.п. находятся в пути следования к водоисточнику и к месту пожара, т.е. подвозят воду и сливают ее в АЦ-2. Кроме того, при проведении боевых действий по тушению пожаров в условиях температур воздуха - 10⁰С и ниже на открытых пожарах и при достаточном количестве воды должны применяться пожарные стволы с большим расходом, а также ограничивается использования перекрывных стволов и стволов распылителей.

Итак, для успешного тушения пожаров следует как можно быстрее начать их тушение и подавать в очаг горения ОТВ требуемого состава и с необходимой интенсивностью. Выполнять эти задачи призваны расчеты на пожарно-спасательных автомобилях, пожарное оборудование, включающее различные инструменты, лестницы, спецагрегаты, пожарные рукава, гидравлическое оборудование и, в частности, рукавные водосборники.

Водосборник рукавный представляет собой устройство для соединения двух потоков воды из пожарной колонки и подвода ее к всасывающему патрубку пожарного насоса.

Согласно норм табельной положенности водосборником комплектуются основные пожарные автомобили для обеспечения работы насосной установки от гидранта. Он также используется при работе при работе с гидроэлеватором и в случае подачи воды способом перекачки.

Водосборник рукавный состоит [см. Преснов А.И., Марченко М.А., Ложкин В.Н. и др. Пожарная техника: Учебник в 2 частях. Часть 1. – СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2016. – 352 с.] из корпуса-тройника, двух напорных соединительных муфтовых головок ГМ-80 для присоединения напорных или напорно-всасывающих рукавов и выходной соединительной всасывающей головки ГМВ-125 для установки водосборника на всасывающем патрубке пожарного насоса. Внутри корпуса водосборника закреплен шарнирно-тарельчатый клапан для перекрывания одного входного патрубка при работе пожарного насоса от гидранта на один рукав.

Именно данная конструкция рукавного водосборника выбрана заявителем в качестве прототипа.

Недостатком такого устройства является то, что данное оборудование предназначено для работы только с пожарным насосом, к всасывающему патрубку которого оно присоединяется соединительной головкой ГМВ-125.

Технической задачей заявляемой полезной модели является разработка конструктивно-технических решений «Водосборника рукавного для низкотемпературных условий», предназначенного для обеспечения бесперебойной подачи ОТВ на пожар в суровых условиях, в местах с недостаточной обеспеченностью водой, при тушении способом подвоза, особенно ввиду трудностей подъезда и маневрирования на месте вызова (снегопад, снежные заносы, гололед, косогор и т.п.), что важно для минимизации ущерба и причем без значительных затрат.

Поставленная задача решается тем, что разработан, изготовлен, апробирован и предлагается к применению «Водосборник рукавный для низкотемпературных условий». В частности, был взят за основу и модернизирован типовой рукавный водосборник ВС-125 посредством замены на его выходном патрубке пожарной соединительной головки ГМВ-125 с условным проходом DN125 мм на концентрический переходник с условным проходом DN 125 (т.е. с диаметра139,7 мм - на Ø88,9 мм, длиной 127 мм [см. ГОСТ 17378-2001 (ИСО 3419-81) «Детали трубопроводов бесшовные приварные из углеродистой и низколегированной стали. Переходы»]), на узкий конец которого по резьбе навинчена пожарная муфтовая соединительная головка ГМ-80 с условным проходом DN 80 мм.

Техническое решение поясняется следующими чертежами. На фиг. 1 представлен один из предложенных вариантов конструкции «Водосборника рукавного для низкотемпературных условий» в сборе, где 1 - головка муфтовая соединительная ГМ-80, 2 - клапан шарнирно-тарельчатый (Клапан шарнирно-тарельчатый работает следующим образом. После опорожнения АЦ резко падает давление в рукавной линии от нее до «Водосборника…». Однако за счет более высокого давления в линии от вновь подъехавшего автомобиля и срабатывания шарнирно-тарельчатого клапана в «Водосборнике…» происходит автоматическое переключение на линию от вновь прибывшей АЦ и причем без прекращения работы пожарных стволов. Данный момент отражен на фиг. 1, где стрелками показано направление движения жидкого ОТВ сквозь «Водосборник…». А отсеченная клапаном магистральная линия, в том числе после опорожнения автоцистерны, легко отсоединяется. После этого к аппарату может быть подключена рукавная линия от другой АЦ.), 3 - корпус-тройник, 4 - переходник концентрический с условным проходом DN 125 (т.е. с Ø139,7 мм на Ø88,9 мм, длиной 127 мм).

Водосборник рукавный для низкотемпературных условий работает следующим образом.

При следовании оперативной спецтехники «Водосборник…» размещается и фиксируется в насосном отсеке автомобиля. По прибытии на место вызова первого эшелона пожарных-спасателей в составе трех отделений 4 Пожарно-спасательной части (ПСЧ-4), в том числе на двух автоцистернах и автомобиле насосно-рукавном(АНР) в условиях недостатка воды производится боевое развертывание и тушение подвозом [см. «Об утверждении Боевого устава подразделений пожарной охраны, определяющего порядок организации тушения пожаров и проведения АСР». Приказ МЧС России от 16.10.2017 г. № 444] с применением предлагаемого «Водосборника…» согласно Плану тушения пожара (см. фиг. 2). При этом расстояние от ближайшего гидранта до места тушения пожара по прямой составило 1000 метров. На фиг. 2: 5 – пожарный гидрант с диаметром водопровода 150 мм; 6 – пожарная колонка; 7 – рукава напорный и напорно-всасывающий; 8 – штатный рукавный водосборник ВС-125; 9 – ПСЧ-4(3) - автомобиль насосно-рукавный (АНР) для забора воды и заполнения емкостей прибывающих автомобилей; 10 – рукава напорные для заполнения АЦ; 11 и 12 - соответственно ПСЧ-4(1) и ПСЧ-4(2) – обе автоцистерны караула, доставляющие ОТВ от АНР и попеременно осуществляющие тушение его транзитом сквозь предлагаемый «Водосборник рукавный для низкотемпературных условий» - 14, затем к трехходовому разветвлению - 15 и далее по рабочим рукавным линиям - 16 диаметром Ø51 к присоединенным пожарным стволам «Б» на второй этаж объекта в очаг пожара; 13 - магистральные рукавные линии для сообщения прибывших АЦ с «Водосборником…».

Итак, после заполнения АЦ подвозит воду на объект тушения с максимальной возможной скоростью, согласно нормативным требованиям ПДД, времени суток и дорожных условий. При этом, для гарантированного исключения прерывания транспортирования ОТВ к стволам пожарному автомобилю, ранее подключенному к предлагаемой конструкции «Водосборника…», необходимо слить ОТВ и, несмотря на возможные объективные трудности с маневрированием на месте вызова (снежные заносы, гололед, косогор и т.п.), максимально быстро освободить место для подключения к «Водосборнику…» вновь подъезжающей, например привлекаемой для тушения хозяйственной АЦ. Таким образом затрачивается время и на его отключение от «Водосборника…» и освобождение площадки соответствующего размера для размещения следующей АЦ.

Аналогично вновь прибывшей АЦ необходимо некоторое время на подъезд и подключение к «Водосборнику…», а далее на подачу ОТВ по магистральной рукавной линии на пожар.

Проведенный хронометраж показал, что все перечисленные действия выполняются в среднем за90 секунд. Очевидно, что паузы в прерывании подачи ОТВ на тушение, вследствие быстрого распространения огня, весьма опасны тем, что этого времени будет вполне достаточно для его дальнейшего развития пожара и даже возникновения его новых очагов.

Справка. Вместимости емкостей с водой АЦ нормированы [см. ГОСТ Р 53328-2009 Техника пожарная. Основные пожарные автомобили. Общие технические требования. Методы испытаний] и соответствуют следующему ряду (м³): до 2; 2…5; 5…8; свыше 8. Также известна величина максимальной подачи жидкого ОТВ при его транспортировании от пожарной АЦ с напором на насосной установке 90 м вод. ст. [см. В.В. Теребнев, М.А. Шурыгин и др. «Шпаргалка» РТП. Расчет параметров насосно-рукавных систем с помощью таблиц. Екатеринбург: ООО «Издательство «Калан», 2014. 116 с.]. При диаметре рукава 77 мм (DN 80 мм) она составляет 23,3 л/с. Однако нагнетание воды в емкость под таким напором чревато повреждением находящихся там волноломов. Поэтому заполнение емкостей от АНР следует производить под гораздо меньшим давлением – не более 0,3 МПа. Следовательно, подача при этом составит лишь порядка 8,0 л/с. Таким образом, время (с) слива ОТВ из АЦ соответственно варьируется от 250 (при вместимости емкости 2 м³); 625; 1000 и до 1250 (при вместимости 10 м³); или 4,2; 10,4; 16,7; 20,8 минуты. Из приведенного расчета становится еще более понятным, почему в северных пожарно-спасательных гарнизонах страны остро востребованными являются тяжелые АЦ на полноприводных шасси с вместимостью цистерны 5,0…10,0 м³ [см. В.И. Веттегрень, В.Н. Ложкин, М.А. Савин. Эффективная эксплуатация основных пожарных автомобилей при низких температурах: монография – 2-е изд., перераб. и доп. – Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России. 2019. 356 с.].

Итак, поскольку магистральная и рабочие рукавные линии будут постоянно заполнены жидким ОТВ и обеспечивается бесперебойная его подача на стволы, соответственно уменьшается вероятность дальнейшего распространения пожара, а в конечном счете сокращается время его тушения и величина связанного с ним ущерба.

Таким образом, анализ варианта боевого развертывания караула в условиях маловодья и тушения подвозом с учетом нового фактора, т.е. применением «Водосборника…» показывает (см. фиг. 2), что его применение на крупных и затяжных пожарах, особенно зимой, позволит высвободить как минимум одну АЦ. Применительно к данному случаю – речь идет об АЦ-2, которую рекомендовалось установить у места пожара для обеспечения работы стволов, а теперь и она может быть задействована для бесперебойного подвоза ОТВ. (А при работе большого количества стволов на месте пожара будет организованы нескольких пунктов расхода, что приведет к соответствующему увеличению количества АЦ вообще, а также и «высвободившихся» - как следствие применения «Водосборника…».)

Кроме того, в условиях цейтнота пожара полностью исключаются затраты времени, ставшей ненужной перекачки объема воды из вновь прибывшей АЦ в АЦ-2.

Отсюда следует, что реагирующее пожарно-спасательное подразделение при данном составе сил и средств и с применением «Водосборника рукавного для низкотемпературных условий» представляет собой тактическую единицу, способную самостоятельно решать гораздо более сложные задачи без привлечения дополнительных расчетов и это особенно важно на фоне малочисленности пожарных караулов.

Разработанные конструктивно-технические решения по модернизации «Водосборника…», применительно к ситуациям с недостатком воды, повышают адаптацию пожарных автоцистерн исполнения У к эксплуатации в условиях низких температур и, поэтому, они, определенно, имеют социально-экономическую значимость. Действительно, минимизация ущерба от пожаров влияет на уровень затрат на содержание пожарной охраны, социально-экономическую эффективность ("рентабельность") противопожарной службы и т.п.

Предлагаемые схемы боевого развертывания с использованием «Водосборника…» также позволяют, при низких температурах окружающей среды, не только не допускать перерывов в подаче ОТВ, но и производить периодическую подпитку рукавных линий горячей водой от прибывающих АЦ, с целью предотвращения оледенения арматуры и пожарных стволов.

После выполнения боевой задачи в процессе свертывания сил и средств «Водосборник…» легко демонтируется. Его размещают и фиксируют в насосном отсеке автомобиля.

Сравнение заявляемого конструктивного решения «Водосборника…» с прототипом показывает, что оно отличается следующими техническими признаками:

наличием на выходном патрубке вместо головки ГМВ-125 с условным проходом DN 125 мм головки муфтовой соединительной ГМ-80;

несколько большими массогабаритными параметрами заявляемого «Водосборника…» в транспортном и в боевом положениях;

простотой конструкции, легкостью и надежностью в эксплуатации.

Таким образом, можно предположить, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».

Полезная модель может быть реализована специалистами средней квалификации, на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов и оснастки, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».

Результаты тестирований модернизированного «Водосборника…» предложенной конструкции проведенной в 4 ПСЧ 9 ПСО ФПС ГПС МЧС России по Ханты-Мансийскому автономному округу-Югра в 2023 году свидетельствуют об его определенной эффективности.

Предложенная конструкция «Водосборника рукавного для низкотемпературных условий» весьма проста по конструкции, в изготовлении и эксплуатации и может найти применение в практике тушения крупных, затяжных пожаров подвозом не только в регионах страны с холодным климатом.

Claims (1)

1. Водосборник рукавный для низкотемпературных условий, включающий корпус-тройник с входными патрубками, выходным патрубком и клапан шарнирно-тарельчатый, отличающийся тем, что на выходном патрубке имеет концентрический переходник с диаметра 139,7 мм на диаметр 88,9 мм, длиной 127 мм с условным проходом DN 125, на узкий конец которого по резьбе навинчена муфтовая соединительная головка с условным проходом DN 80 мм.