CC BY
11
УДК 614.843.4
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ РУЧНЫХ ПОЖАРНЫХ СТВОЛОВ РС-50 (РС-70)
Р. И. ХАРЛАМОВ, А. Д. СЕМЕНОВ, И. В. САРАЕВ
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Российская Федерация, г. Иваново E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
В статье проведён анализ технических возможностей современных ручных пожарных стволов для тушения пожаров. Установлено, что имеющиеся ручные пожарные стволы РС-50 и РС-70, поставленные на вооружение в советское время, способные формировать только сплошную струю при тушении пожара, возможно модифицировать путём разработки дополнительного устройства.
В работе предложено конструктивное решение и разработано дополнительное устройство, позволяющее повысить функциональное применение рассматриваемых стволов, имеющее пере-крывное устройство, возможность одновременной подачи распылённой струи и защитной водяной завесы.
Экспериментально доказано, что конструкция дополнительного устройства для расширения функционального применения рассматриваемых стволов подобрана правильно и может быть использована в повседневном применении.
Ключевые слова: ручной пожарный ствол; модификация; тушение пожара; дополнительное устройство.
ADDITIONAL DEVICE FOR INCREASING THE FUNCTIONALITY OF MANUAL FIRE TRUNK RS-50 (RS-70)
R. I. KHARLAMOV, A. D. SEMENOV, I. V. SARAEV
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education
«Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
The article analyzes the capabilities of modern hand-held fire barrels for extinguishing fires and conducting rescue operations. It is established that the RS-50 and RS-70 manual fire barrels, which were put into service in the Soviet period and intended for forming a continuous stream when extinguishing a fire, can be modified by developing an additional device.
Proposed design solution and developed a device that allows you to increase the functionality of trunks RS-50 (RS-70), having peregrebnoe device, the simultaneous flow of the spray jet and the protective water curtain.
The article shown that the design of an additional device to increase the functionality of manual fire barrels RS-50 (RS-70) is selected correctly and can be used to extinguish a fire.
Key words: manual fire barrel; modification; fire extinguishing; additional device.
Одним из видов пожарного оборудования, от которого зависит интенсивность подачи огнетушащих веществ для нужд пожаротушения, являются ручные пожарные стволы (РПС), которые обеспечивают формирование различного типа струи при тушении пожара. Все РПС характеризуются физическими параметрами
формирования струи в зависимости от вида подаваемого огнетушащего вещества (ОТВ), что определяет их эффективность.
Анализ литературы [1] показал, что существует большое количество производителей РПС, которые отличаются многими техническими характеристиками (табл. 1). Характеристики рассматриваемых РПС также, как и функционал при пожаротушении. Однако цена
© Харламов Р. И., Семенов А. Д., Сараев И. В., 2020
зарубежных аналогов превосходит отечественные образцы примерно в 2 раза.
Таким образом, на современном рынке средств пожаротушения присутствует большое количество универсальных РПС (табл. 1) способных формировать сплошную и распылён-
ную струи с защитной завесой, а также их комбинацию. Однако все они являются дорогостоящими, что диктует необходимость разработки более дешевых аналогов универсальных ручных пожарных стволов.
Таблица 1. Пожарные стволы
Страна произ- США Япония Франция Великобритания Австрия Россия
Модель Thunder Fog 1,5" NV-40CFP NV-40CF Optrapons 500 R Delta Attack 100С SelectFlow RB 99 NFPA РСКУ-50А
Расход воды, л/с 1,9; 3,8; 6,0; 7,9; 9,5; 12,6 0; 3,3; 6,0; 9,2 2,0; 4,2; 6,3; 8,4 1,3; 1,7; 2,1 0,4; 0,7; 1,5; 2,5 2,0; 4,0; 8,0
Давление,атм 7 7 7 6 6 7 4
Диаметр соединительной головки, мм 38 38 38 38 25 38 51
Длина ствола, мм 259 270 144 289 230 200 -
Масса ствола, кг 2,5 2,2 1,1 2,4 1,6 1,5 2,5
Цена, тыс. руб. 39,9 37,45 34,08 40,05 40,1 19,89
Целью работы является разработка дополнительного устройства для расширения функционального применения стволов ручных пожарных РС-50 (РС-70).
На сегодняшний день переоснащение пожарной охраны ведётся высокими темпами, однако значительная часть подразделений укомплектована морально устаревшим вооружением, в особенности добровольная пожарная охрана. Так, при тушении пожаров используются РПС (рис. 1) в которых отсутствует возможность формирования распылённых струй, а также защитных завес для защиты пожарного во время тушения пожара.
Рис. 1. Вид РПС (РС-50)
Следует отметить, что авторами [2] установлены математические зависимости изменения времени «боевого развёртывания» и ликвидации горения.
Таким образом, на время тушения пожара влияют такие технические характеристики применяемого пожарного оборудования, как его параметры работы, расхода и интенсивности подачи огнетушащих веществ.
С целью расширения функционального применения рассматриваемых РПС, предлагается разработка дополнительного устройства (рис. 2), обладающего наличием затворного устройства, а также возможностью одновременного формирования распылённой струи и защитной завесы, что в значительной мере повысит эффективность тушения пожаров с применением РПС.
Таким образом схема предлагаемого дополнительного устройства представляет собой металлическую трубу с условным проходом DN 50 (3), которая соединяется с шаровым краном DN 50 (1), и двумя соединительными головками диаметром 51 мм (2) посредством резьбового соединения. Для разделения потоков в трубу с условным проходом DN 50 монтируются две металлические трубки (4) и два шаровых крана DN 15 (5) с последующим монтажом насадка-распылителя турбинного типа (7) и экрана для формирования защитной завесы (6).
Рис. 2. Схема элементов конструкции дополнительного устройства для РПС: 1 - шаровый кран DN 50, 2 - соединительная головка диаметром DN 50, 3 - металлическая труба DN 50, 4 - труба DN 15, 5 - шаровый кран DN 15, 6 - металлическая пластина, 7 - распылитель
Принцип работы дополнительного устройства заключается в следующем (рис. 3): дополнительное устройство устанавливается на конце рабочей линии к пожарному рукаву посредством соединительных головок с последующей установкой на него РПС. Наличие затворного устройства(1) обеспечивает контроль
подачи ОТВ на тушение пожара, обеспечивает экономию ОТВ и облегчает работу с РПС. При возникновении необходимости, создаётся распылённая струя или завеса, путём открытия шаровых кранов (5) получаем требуемый эффект, не зависимо от подачи огнетушащих веществ через основной пожарный ствол.
Рис. 3. Схема функционирования РПС при использовании дополнительного устройства для расширения их функционального применения
Наряду с вышеуказанным проведено исследование технических показателей разработанного устройства для расширения функционального применения РПС в соответствии с требованиями нормативных документов.
В табл. 2-3 представлены технические характеристики, которым должны соответствовать разрабатываемые водоподающие устройства.
Таблица 2. Технические характеристики универсальных РПС для распылённой струи
Наименование показателя Ствол нормального давления, йМ Ствол высокого давления
38 50 70
Расход,л/с 1,5 2,0 7,0 2,0
Дальность, м, 9 11 15 15
Эффективная дальность, м, 4 5 10 10
Средняя интенсивность орошения, лс-|м2 0,05 0,10 0,20 0,05
Угол факела 30° 40° 40° 30°
Таблица 3. Технические характеристики РПС, создающих защитную завесу
Наименование показателя Ствол нормального давления, DN
50 70
Расход,л/с 0,9 2,3
Угол факела 120° 120°
Диаметр факела 2,5 3,0
Для определения технических показателей находилась функция распределения количества полученных осадков, выпадающих из струи за определённое время, по площади орошения.
Согласно методике, представленной в [1], при проверке максимального расстояния подачи сплошной струи на соответствие предъявляемым требованиям (табл. 2-3), испытуемый РПС устанавливали и закрепляли под углом наклона к горизонту 30±1° и высоту 1,00±0,01 м от начала отверстия подачи ОТВ.
Максимальную дальность принимали по крайним каплям струи и измеряли от места установки насадка РПС при помощи металлической рулетки. Определение максимального расстояния дальности струи осуществлялось при условии, что маяк был расположен напротив излёта струи в месте падения крайних капель.
В свою очередь испытание распылённой струи проводили на фиксируемой площади выпадения осадков струи, путём установки мерных ёмкостей, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда с квадратным основанием 100х100 мм и высотой 200±1 мм. Ёмкости для сбора осадков распылённой струи испытываемого насадка РПС были расположены рядами перпендикулярно к оси установки насадка РПС, на одинаковом расстоянии относительно этой оси.
Параллельно с достижением стационарного режима истечения струи ОТВ перед
насадком испытываемого РПС перед ним был установлен отбойный щит, который препятствовал попаданию распылённой струи в измерительные ёмкости. После достижения требуемого режима подачи ОТВ, установленный отбойный щит убирали и фиксировали временные данные начала сбора осадков. После завершения эксперимента по сбору осадков струи ОТВ перед РПС устанавливали отбойный щит для предотвращения попадания капель ОТВ в мерные ёмкости.
Фиксацию осадков струи ОТВ, которые попали в мерные ёмкости при испытании распылённой струи, проводили в течение 5 мин., при условии, что переполнение ни одной из мерных ёмкостей не допускается.
Измерив объём воды в каждой мерной ёмкости, определяли локальную интенсивность орошения /, лс-1м2, на площади основания мерных ёмкостей по формуле:
. v
1=7f
(1)
где V- объем осадков в мерной ёмкости, л; f - площадь основания мерной ёмкости, м2; t - затраченное время, с.
Уровень выпадения осадков h = 2 мм мин-1, вычисляли по формуле (1), подставляя в неё значения объёма v мм , площади f мм и времени t мин.
Среднюю интенсивность орошения распылённой струи I, л с-1м2, вычисляли по формуле:
I=2
(2)
где п - количество мерных ёмкостей h = 2 мммин-1.
Объем осадков струи ОТВ, которые попали в мерные ёмкости, измеряли с точностью до 5%. Время определялось секундомером.
Анализ полученных экспериментальных данных показал, что предлагаемый насадок для формирования распылённой струи подобран правильно и технические параметры дополнительного устройства для расширения функционального применения РПС со-
ответствуют технической документации (табл. 4).
Расход распыления факела защитной завесы определялся как разность расходов на образование сплошной струи с защитной завесой и сплошной струи, расход на распыления факела защитной завесы равен 1 л/с. Замер диаметра факела защитной завесы проводили измерением рулеткой, в результате замера диаметра факела защитной завесы равен 2,7 м.
Таким образом, проведённые испытания показали, что конструкция дополнительного устройства для расширения функционального применения РПС подобрана правильно и может быть использована по назначению.
n
Таблица 4. Экспериментальные данные интенсивности орошения насадком для формирования тонкораспылённых струй дополнительного устройства для расширения функционального применения РПС
Интенсивность орошения, л-с"1-м2 0,09 0,095 0,097 0,098 0,1 0,11 0,11 0,099 0,095
Средняя интенсивность орошения, л-с-1-м2 0,1
Выводы
В работе показано, что на современном рынке средств пожаротушения имеется большое количество ручных универсальных стволов способных формировать как сплошную, так и распыленные струи воды, а также защитную завесу и их комбинации. Однако все они являются дорогостоящими, что диктует необходимость разработки более дешевых аналогов ручных универсальных пожарных стволов.
Установлено, что на время тушения пожара влияют такие технические характеристики применяемого пожарного оборудования, как его параметры работы, расхода и интенсивности подачи огнетушащих веществ.
Список литературы
1. Теребнев В. В., Казанцев С. Г., Богомолов М. В. Анализ пожарных стволов «нового поколения» // Пожаровзрывобезопас-ность. 2011. № 3 (Т-20). С. 52-56.
2. Теребнев В. В. Справочник руководителя тушения пожара. Тактические возможности пожарных подразделений. М.: Пожкнига, 2004. 256 с.
В работе предложены конструктивные решения дополнительного устройства для расширения функционального применения ручных пожарных стволов РС-50 (РС-70). Экспериментально доказана эффективность приятых технических решений по конструкции насадка формирования распыленной струи, что подтверждается определением интенсивности орошения - 0,1 л м2/с и распыления факела защитной завесы - 1 л/с. Замер диаметра факела защитной завесы проводился измерением рулеткой, в результате замера диаметр факела защитной завесы составляет 2,7 м.
References
1. Terebnev V. V., Kazantsev S. G., Bo-gomolov M. V. Analiz pozharnykh stvolov «novo-go pokoleniya» [Analysis of the fire of the guns of the «new generation»]. Pozharovzryvobezopas-nost, 2011, vol. 3 (T.-20), pp. 52-56.
2. Terebnev V. V. Spravochnik rukovoditelya tusheniya pozhara. Takticheskiye vozmozhnosti pozharnykh podrazdeleniy [Directory of the fire extinguishing Manager. Tactical capabilities of fire departments]. M.: Pozhkniga, 2004,256 p.
Харламов Роман Игоревич
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Российская Федерация, г. Иваново
старший преподаватель
E-mail: [email protected].
Kharlamov Roman Igorevich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of
State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination
of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo
senior lecturer
E-mail: [email protected].
Семенов Андрей Дмитриевич
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Российская Федерация, г. Иваново
кандидат технических наук, заместитель начальника кафедры E-mail: [email protected], Semenov Andrey Dmitrievich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of
State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination
of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo
candidate of technical sciences, deputy chief of chair
E-mail: [email protected].
Сараев Иван Витальевич
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Российская Федерация, г. Иваново
преподаватель
E-mail: [email protected]
Saraev Ivan Vitalievich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters», Russian Federation, Ivanovo lecturer
E-mail: [email protected]
