Противопожарное орудие

Противопожарное орудие

Реферат

 

Использование: в противопожарной технике, для тушения пожаров снарядами с огнетушащим составом из противопожарного орудия навесным способом. Сущность изобретения: в предлагаемом противопожарном орудии, содержащем соединенный с опорой ствол, накопительную камеру с источником энергии, корпус с огнетушащим составом, разгонный ствол и запорное устройство между накопительной камерой и корпусом, запорное устройство выполнено в виде невозвратного запорного клапана с автоматической блокировкой, а на срезе разгонного ствола смонтированы раздвижные надрезные ножи, при этом огнетушащий состав размещен в эластичной оболочке. 1 ил.

Изобретение относится к противопожарной технике и предназначено для тушения открытых пожаров из противопожарного орудия снарядами с огнетушащим составом навесным способом, а также может быть использовано для спасательных работ, доставки на высоты и в труднодоступные места троса (линия или спасательной веревки), путем закрепления их концов к выбрасываемому снаряду и для забрасывания крюков гарпунного типа с целью растаскивания обрушенных деформированных строительных конструкций.

Известен пламеподавитель газовый, порошковый типа ПГП-1, предназначенный для автоматической системы порошково-газового пожаротушения (АСПГП), содержащий корпус с огнетушащим порошком, выходное сопло которого загерметизировано предохранительной мембраной, газогенерирующую камеру с зарядом и электровоспламенителем, выходное сопло между газогенерирующей камерой и корпусом, перекрытое запорной мембраной в виде срезного диска.

Данное устройство описано в Рекомендациях ВНИИПО МВД СССР по устройству и применению автоматической системы порошково-газового пожаротушения АСПТП, М. 1978, УДК 614.844.4, с. 12, 16,30, рис. 4 и 5.

Одной из особенностей данного устройства является то, что как это установлено экспериментально, разогретый огнетушащий порошок в корпусе ПГП-1 истекающими газами из газогенерирующей камеры до температуры разложения огнетушащего порошка (100-120^оС) и введение его в зону очага пожара, мгновенно ликвидирует горение за счет ингибирующих свойств продуктов разложения порошка и флегматизации зоны горения инертными газами. Это обстоятельство повышает огнетушащую эффективность нагретого порошка в 3-5 раз, по сравнению с обычным "холодным" порошком.

К недостаткам данного устройства следует отнести следующие: пламеподавитель типа ПГП-1 используется лишь в стационарных установках пожаротушения; низкая скорость перезарядки ПГП-1 (стрельбы), не более одного выстрела в час; высокая скорость истечения (выброса) огнетушащего порошка (250 м/с) предъявляет требования к технике безопасности при применении ПГП-1; ограниченная дальность стрельбы, не более 150-200 м.

Известна импульсная установка пожаротушения, содержащая разгонный стол с выходным отверстием, камеру с огнетушащим составом и казенником с пиротехническим зарядом, опорное устройство с механизмом наведения.

Одной из особенностей импульсной установки пожаротушения является то, что за счет использования энергии пороха тушащие компоненты выстреливаются из установки на горящую поверхность.

Данная установка описана в журналах "Пожарное дело" N 12, 1989 г. с. 22 "Импульсное пожаротушение" и N 9, 1990 г. с.30 "Залп по пожару".

К недостаткам данной установки следует отнести следующие: длительность перезарядки установки (около 30 мин); отсутствие откатных, демпферных устройств в установке повышает вес ее опорных устройств; необходимость иметь в подразделении специальную службу по учету и хранению пиротехнических средств; стрельба ведется только прямой наводкой на расстояние не более 250 м; высокая скорость истечения огнетушащего состава, более 250 м/с.

Известно "Устройство для тушения пожара фонтанирующей скважины", содержащее накопительную камеру с источником энергии, заполненный огнетушащим составом корпус с выходным отверстием и мембрану, установленную между корпусом и камерой.

Отличительной особенностью данного устройства является то, что для увеличения эффективности тушения за счет дальности выброса огнетушащего состава, корпуса устройства снабжен разгонным стволом и дополнительной мембраной, установленной между выходным отверстием корпуса и разгонным стволом, при этом диаметр разгонного ствола равен диаметру выходного отверстия корпуса, а длина равна половине длины корпуса.

Данное устройство описано в а.с. N 1470306, кл. А 62 С 35/28 1987, опублик. 07.04.89, бюл. N 13 "Устройство для тушения пожара фонтанирующей скважины" прототип.

К недостаткам данного устройства следует отнести следующие: длительность перезарядки установки (около 30 мин); нестабильность давления воздуха в камере корпуса установки из-за различного разрывного усилия мембран, что, в некоторой степени, влияет на дальность выброса огнетушащего состава; отсутствие ствольного откатно-демпферного устройства смещает установку при выстреле.

Целью данного изобретения является повышение скорострельности (по 10 выстрелов в минуту) и повышение эффективности тушения за счет изменения траектории полета огнетушащего заряда, избирательной скорости и дальности его полета.

Эта цель достигается за счет того, что в противопожарном орудии, содержащем соединенный с опорой ствол, включающий в себя накопительную камеру с источником энергии, заполненный огнетушащим составом корпус, разгонный ствол с выходным отверстием, и запорное устройство между накопительной камерой и корпусом, запорное устройство выполнено в виде невозвратного запорного клапана с автоматической блокировкой, а на срезе выходного отверстия разгонного ствола смонтированы раздвижные надрезные ножи, при этом огнетушащий состав размещен в эластичной оболочке.

На чертеже изображена принципиальная кинематическая схема взаимодействия его узлов и деталей, а также изображена принципиальная схема питания источником энергии и запального устройства.

Противопожарное орудие состоит из опорной плиты 1, шарнирно соединенной с казенником накопительной камеры 2 с источником энергии, корпуса 3 с размещенным огнетушащим составом 4, заключенным в эластичную оболочку 5, разгонного ствола 6, запорного устройства 7 с автоматической блокировкой. Запорное устройство 7 выполнено в виде подпружиненного невозвратного запорного клапана 8, шток которого снабжен подпружиненной собачкой 9, входящий в зацепление в верхней части с ребром окна, выполненного в направляющей запорного устройства 7 и толкателя 10.

На срезе выходного отверстия разгонного стола 6 смонтированы раздвижные надрезные ножи 11, выполненные, например в виде вращающихся дисков и размещенных радиально в направлении продольной оси разгонного ствола 6, оси вращения которых размещены на концах пружинящих лучей цапфы 12, закрепленной неподвижно на наружной поверхности разгонного ствола 6.

Раздвижные надрезные ножи 11 снабжены автоматическим приводом, выполненным в виде цилиндра 13, закрепленного неподвижно на корпусе 3, подпружиненного поршня 14 с фиксированным регулятором 15 количества включаемых в работу ножей 11, которые закрыты предохранительным кожухом 16. К корпусу 3 противопожарного орудия крепится двунога-станок 17 с механизмом наведения на цель.

В качестве источника энергии может быть использован, например, горючий газ пропан, закаченный в баллон 18 и сжатый воздух в баллоне 19, которые через рычажный механизм клапанного распределителя 20 и эжекционный газовый смеситель-дозатор 21 поступают в форкамеру 22 и накопительную камеру 2. Воспламенение газовой смеси в форкамере 22 осуществляется электросвечой 23 от электроисточника 24. На линии подачи горючей смеси установлены манометр 25 и предохранительный клапан 26.

Устройство работает следующим образом.

Перед проведением стрельб из противопожарного орудия, его опорная плита 1 устанавливается в углубление грунта под углом 10-45^о к поверхности земли по линии метания снаряда с огнетушащим составом 4, а затем казенник накопительной камеры 2 шарнирно соединяется с опорной плитой 1, и закрепляется двунога-станок 17 с механизмом наведения, подключается шланг для подвода газовой смеси и кабель от электроисточника 24.

Рукоятка рычажного механизма клапанного распределителя 20 из нейтрального положения переводится в режим "Продувка". Сжатый воздух из баллон 19 через эжекционный газовый смеситель-дозатор 21 поступает в форкамеру 22, затем в накопительную камеру 2 и через открытое отверстие невозвратного запорного клапана 8 поступает в камеру корпуса 3, в разгонный ствол 6 и выходит в атмосферу. По окончании продувки (в течение 3-5 с) рукоятка фиксированного регулятора 15 устанавливается в положение 0 или 2, 4, 8, или 16 в зависимости от выбираемого количества участвующих в работе раздвижных надрезных ножей 11. Затем в разгонный ствол 6 опускается снаряд с огнетушащим составом 4, заключенный в эластичную оболочку 5.

Под тяжестью снаряда 4 толкатель 10 высвобождает подпружиненную собачку 9 и шток запорного клапана 8 под действием пружины опускается вниз и перекрывает выходное отверстие из накопительной камеры 2. Усилие пружины запорного клапана 8 подбирается из условия, чтобы он открывался тогда, когда в накопительной камере 2 будет создано давление, превышающее давление компрессии газовой смеси в пределах 5-10 атм.

Затем рукоятку рычажного механизма клапанного распределителя 20 из нейтрального положения переводят в режим "Зарядка". Сжатый воздух из баллона 19, через эжекционный газовый смеситель-дозатор 21 будет поступать в форкамеру 22 и накопительную камеру 2 в виде смеси, смешиваясь в определенной пропорции в смесителе-дозаторе 21 с горючим газом пропаном из баллона 18. Концентрационные пределы воспламенения (взрываемости) пропано-воздушной смеси находятся в пределах от 2,1 до 9,5% объемных (38-170 г/м³), минимальная энергия зажигания составляет 0,25 мДж (см. справочник И.В.Рябова "Пожарная опасность веществ и материалов", Издательство Литературы по строительству. М. 1966, с.141).

Газовая смесь в форкамере 22 воспламеняется электросвечой 23 от электроисточника 24, например от пъезоэлемента высокого напряжения, индуктора или аккумуляторной батареи.

Воспламенившаяся газовая смесь по газовому каналу взрывается в накопительную камеру 2 и воспламеняет в ней газовую смесь.

При сгорании газов в накопительной камере 2 внутри ее создается давление в пределах 30-45 атм. под действием которого невозвратный запорный клапан 8 открывается и фиксируется в верхней части подпружиненной собачкой 9, а поток газов выталкивает снаряд с огнетушащим составом 4 на очаг пожара (см. Краткий политехнический словарь, Госиздательство технико-теоретической литературы, М. 1956, с.259- Давление сгорания).

При открывании запорного клапана 8 часть газов из камеры корпуса 3 по каналу в его стенке будет поступать в камеру цилиндра 13 и воздействовать на подпружиненный поршень 14, скрепленный с фиксированным регулятором 15 количества включаемых в работу ножей 11. Фиксированный регулятор 15 обжимает пружинящие лучи цапфы 12 и радиально сдвигает надрезные ножи 11, которые продольно надрезают эластичную оболочку 5 при вылете снаряда с огнетушащим составом 4. При полете снаряда встречный поток воздуха надрывает (срывает) оболочку и огнетушащий состав 4 на очаг пожара попадает в виде распыленного порошка или аэрозоля. В зависимости от траектории полета снаряда, удаленности пожара и, соответственно, скорости снаряда экспериментально (методом проб) устанавливают количество надрезов оболочки 5, чтобы получить наиболее эффективный угол распыла огнетушащего состава 4.

После произведенного выстрела процесс перезарядки, его цикл, повторяется: продувка, зарядка снаряда в ствол, закачка (зарядка) газовой смеси, воспламенение газовой смеси (выстрел).

Экспериментально установлено, что если снаряд с огнетушащим составом 4 в виде порошка поместить в герметичную оболочку в виде фольги или плотной бумаги, покрытой полиэтиленовым составом (для молочных пакетов) и подвергнуть его вакуумированию и затем загерметизировать, то под действием атмосферного давления воздуха пакет с сыпучим порошком (снаряд) становится жестким и твердым. Но стоит только резко разгерметизировать оболочку этого снаряда, как взрывающийся внутрь пакета (снаряда) воздух превращает в пыль все комочки содержимого пакета (см. ИР N 12, 1970, с.21. Экструзия малым давлением, дробление взрывом).

В том случае, если на месте проведения стрельб (метаний) из противопожарного орудия не окажется баллона со сжатым воздухом 19, можно будет использовать воздушный компрессор или подключиться к линии воздушно-тормозной системы пожарного автомобиля или использовать ручной насос для подкачки воздухом шин автомобиля. При этом, после продувки накопительной камеры 2 и закрытия клапана 8, в накопительную камеру 2 вначале подается горючий газ до определенного давления, определяемого по манометру 25, а затем ручным насосом создается необходимая компрессия.

Для заброски спасательной веревки (троса) на высоты изготавливается специальный снаряд, к которому прикрепляется конец троса, и снаряд выстреливается из жерла противопожарного орудия.

Выполнение запорного устройства между накопительной камерой и корпусом противопожарного орудия, выполненного в виде невозвратного запорного клапана с автоматической блокировкой упрощает конструкцию противопожарного орудия, увеличивает в несколько раз его скорострельность и эффективность пожаротушения.

Выполнение на срезе выходного отверстия разгонного ствола противопожарного орудия раздвижных надрезных ножей, размещенных радиально, в направлении продольной оси разгонного ствола, повышает эффективность пожаротушения огнетушащим составом за счет варьирования траектории полета снаряда, его скорости и угла распыла огнетушащего средства над очагом пожара.

Выполнение огнетушащего состава (снаряда) в эластичной оболочке повышает эффективность пожаротушения за счет высокой скорострельности противопожарного орудия (до 10 выстрелов в минуту), повышения техники безопасности при зарядке орудия и увеличения дальности полета огнетушащего заряда и более полного использования огнетушащего состава над очагом пожара.

Экономия от использования противопожарного орудия получается за счет повышенной эффективности пожаротушения противопожарным орудием при снижении опасности при его применении.

Формула изобретения

ПРОТИВОПОЖАРНОЕ ОРУДИЕ, содержащее соединенный с опорой ствол, включающий в себя накопительную камеру с источником энергии, заполненный огнетушащим составом корпус, разгонный ствол с выходным отверстием и запорное устройство между накопительной камерой и корпусом, отличающееся тем, что запорное устройство выполнено в виде невозвратного запорного клапана с автоматической блокировкой, а на срезе выходного отверстия разгонного ствола смонтированы раздвижные надрезные ножи, размещенные радиально относительно продольной оси разгонного ствола, при этом огнетушащий состав размещен в эластичной оболочке.

РИСУНКИ

Рисунок 1