Модуль гидропушки

 

Модуль гидравлической пушки предназначен для тушения пожаров в лесах, на открытых площадках, в домах и транспортных средствах, а также для разрушения препятствий при работе службы спасения. Технический эффект достигается тем, что модуль гидравлической пушки, включающий блок питания его водой с гидравлическими трубками и монитором с неподвижным корпусом-стволом, дополнительно снабжен: блок питания - регулируемыми насосами, управляемыми клапанами, камерами, в чьих корпусах размещены датчики уровня и давления жидкости, электроды, окруженные колпаком, гидравлический аккумулятор с входными клапанами и датчиками уровня и давления жидкости, блоком электронного управления и блоком электрического питания, а монитор содержит дополнительно прицельное устройство, съемную насадку, подвижный ствол-клапан, управляющий переключатель-золотник, жестко соединенный со спусковым крючком. Подача воды дискретным способом обеспечивается гидравлическим аккумулятором и подвижным стволом-клапаном с элементами управления, позволяющими накапливать жидкость под большим давлением по сравнению с непрерывной подачей жидкости, сопровождающейся потерями на трение в подводящих рукавах, что гарантирует, по сравнению с аналогами, большую дальность полета струи, а прицел ствола обеспечивает точность ее наведения. Изобретение обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны, и в частных случаях, соответствующих применению модуля гидравлической пушки при разборках завалов в условиях ограниченного пространства путем разрушения струей жидкости из ствола препятствий, налаживании тросовой связи для доставки по ней грузов или людей, путем направленного выстреливания струей воды ствола спецсредств типа гарпуна (способного нести и другие предметы), при закреплении на твердых опорах - путем забивания при помощи струи жидкости из ствола специальных гвоздей и дюбелей. Принципиально модуль гидравлической пушки предназначен для замены пожарного топорика и ствола традиционной конструкции. 2 ил.

Модуль гидравлической пушки предназначен для тушения пожаров в лесах, на открытых площадках, в домах и транспортных средствах, а также для разрушения препятствий при работе службы спасения.

Известны устройства для тушения пожаров, включающие стационарно установленные гидравлические насосы, пожарные рукава и пожарные ручные стволы [Ф.В. Сухоруков, В. Н. Сибиряков, Я.А. Соломоник и др. Пожарная техника / Научный редактор Троицкий П.С. М.: Изд. лит. по строительству, 1965, 288 с.].

Однако они не позволяют развивать большие давления в стволе и, соответственно, получать струю, способную разрушать препятствия в домах, срезать стволы деревьев и т. д., ибо большие расходы воды из ствола развивают на нем большую реактивную силу, требующую от пожарных ее физической компенсации. Кроме того, привязка к стационарному насосу не позволяет пожарному работать в автономном режиме.

Известны и другие средства тушения пожаров [Патент РФ 2015702, опубл. 1994.07.15] , которые можно объединить в модуль - это, например мотопомпы и лафетные стволы, которые снижают мускульные усилия при управлении стволом и позволяют перемещаться по не загроможденному пространству, охваченному пожаром.

Однако они не позволяют в широких пределах изменять давление в стволе и работать в автономном режиме в стесненных объемах помещений. Кроме того, наличие горючего для питания двигателей насосных агрегатов требует постоянного поддержания условий, исключающих возгорание этого горючего.

Изобретение комплексно решает основные, проблемные задачи пожаротушения. Подача воды (или другой жидкости) должна осуществляться точно к очагу возгорания и возможно с большего расстояния. Подаваемая струя, в зависимости от протекания процесса горения, должна регулироваться и по форме - от компактной до рассеянно-капельной, и по силе - способной срезать металл и дерево до свободного перелива из ствола. Необходимо иметь также возможность добавлять в воду пенообразующие (или другие) жидкие или твердые частицы, а при тушении в стесненном пространстве даже автономное устройство для образования струи жидкости, обладающей вышеперечисленными свойствами.

Технический эффект достигается тем, что модуль гидравлической пушки, включающий блок питания его водой с гидравлическими трубками и монитором с неподвижным корпусом-стволом, дополнительно снабжен - блок питания: регулируемыми насосами; управляемыми клапанами; камерами, в чьих корпусах размещены датчики уровня и давления жидкости, электроды, окруженные колпаком; гидравлический аккумулятор, с входными клапанами и датчиками уровня и давления жидкости; блоком электронного управления и блоком электрического питания; а монитор содержит дополнительно прицельное устройство, съемную насадку, подвижный ствол-клапан, управляющий переключатель-золотник, жестко соединенный со спусковым крючком.

Подача воды дискретным способом обеспечивается гидравлическим аккумулятором и подвижным стволом-клапаном с элементами управления, позволяющими накапливать жидкость под большим давлением, по сравнению с непрерывной подачей жидкости, сопровождающейся потерями на трение в подводящих рукавах, что гарантирует, по сравнению с аналогами, большую дальность полета струи, а прицел ствола обеспечивает точность ее наведения.

Форма струи регулируется установкой соответствующего стволового насадка (гладкого на лопастной с закруткой, сеткой и т.п.) с подачей в него безнапорной жидкости и (или) изменением давления жидкости в гидравлическом аккумуляторе.

Сила струи регулируется изменением давления жидкости в гидравлическом аккумуляторе, питающемся от управляемых камер внутреннего сгорания. Практически можно получать дискретные струи, выталкиваемые давлением более десятка мегапаскалей, что позволяет разрушать твердые препятствия, а уменьшение давления до десятка тысяч паскалей позволяет получать распыленную струю в виде капель.

Для добавления в струю твердых или жидких добавок используется насадок на ствол, откуда добавки увлекаются основной струей из ствола в направлении цели. Технология смешения определяется также скоростью жидкости и дискретностью ее протекания через ствол.

Кроме того, модуль гидравлической пушки - это универсальное по назначению автономное устройство, позволяющее, при заправке водой и наличии аккумуляторного электропитания, функционировать и в стесненных пространствах пожаротушения, при спасательных работах и т.п. задачах.

Перечисленные признаки изобретения обеспечивают получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны, и в частных случаях. Это соответствует применению модуля гидравлической пушки при: разборках завалов в условиях ограниченного пространства - путем разрушения струей жидкости из ствола препятствий; налаживании тросовой связи для доставки по ней грузов или людей, путем направленного выстреливания струей воды ствола спецсредств типа гарпуна (способного нести и другие предметы); при закреплении на твердых опорах - путем забивания при помощи струи жидкости из ствола специальных гвоздей и дюбелей. Принципиально модуль гидравлической пушки предназначен для замены пожарного топорика и ствола традиционной конструкции. Аналоги не позволяют реализовать приведенный набор технологических операций в одной конструкции.

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлена конструктивная схема модуля гидравлической пушки.

Модуль гидравлической пушки состоит из конгломерата блоков, формирующих параметры подаваемой к монитору жидкости, представленного на фиг.1, и монитора, изображенного на фиг.2.

На фиг.1 изображен наполненный жидкостью бак 1, соединенный трубками через насосы 2, 3 и управляемые клапаны 4, 5 с камерами 6 и 7, состоящими из корпусов 8 и 9, колпаков 10 и 11, электродов 12 и 13, датчиков давления 14, 15 и уровня 16, 17, и дополнительно соединенными через управляемые клапаны 18, 19 и обратными клапанами 20, 21 с гидравлическим аккумулятором 22, включающим датчики давления 23 и уровня 24, соединенным с управляемым клапаном 25. Кроме того, на фиг.1 показан блок электронного управления (БЭУ) 26, с помеченными цифрами в кружочках - отводами управляющих сигналов, концы которых помечены аналогично на соответствующих связях устройств, получающий электрическое питание от блока питания (БП) 27. На фиг.2 представлен монитор, состоящий из корпуса 28 со встроенным стволом-клапаном 29, к которому крепится приклад 30, ручка 31, неподвижный ствол 32 с насадкой 33, управляющий золотник 34, с пружиной 35 и спусковым крючком 36, и прицел 37.

Работает устройство следующим образом. Устанавливается режим работы на управляющем блоке БЭУ 26, который включает насосы 2, 3, и в камеры 6 и 7 поступает вода до полного их заполнения с выходом воздуха из-под колпаков 10, 11 и пространств между ними и корпусами 8, 9 через отверстия клапанов 4, 5 в бак 1. Нижние отверстия клапанов 4, 5 закрываются и на электроды 12, 13 подается малое напряжение, разлагающее воду на кислород и водород под колпаками 10, 11, при этом избыточная вода продолжает выходить из пространства между корпусами 8, 9 и колпаками 10, 11 через отверстия клапанов 4, 5 до тех пор, пока ее уровни под колпаками не опустятся до заданного нижнего уровня, контролируемого датчиками уровня 16, 17. Клапаны 4, 5 полностью закрываются, включаются насосы 2, 3, и поступающая вода сжимает внутри колпаков 10, 11 гремучую смесь до заданного давления, контролируемого датчиками 14, 15 с последующей подачей на электроды 12, 13 высокого напряжения до возникновении искры между ними, происходит сгорание газовой смеси и перетекание воды под избыточным давлением через клапаны 18, 20 и 19, 21 в гидравлический аккумулятор 22. Давление в гидроаккумуляторе контролируется посредством датчиков давления 23 и уровня 24 воды с осуществлением регулирующего воздействия на клапан 25. При достижении заданных параметров рабочей жидкости (воды) пожарный получает от БЭУ 26 сигнал о готовности к работе монитора и, направляя ствол 32 в нужном направлении с помощью прицела 37, нажимает спусковой крючок 36, сжимающий пружину 35 и передвигающий золотник 34 для соединения камеры гидравлического питания А с камерой Б, в результате чего ствол-клапан 29 сдвигается к прикладу под действием силы на его поршневой части, обусловленной перепадом давления между камерой Б и сливной камерой В. Перемещение ствола-клапана 29 приводит к открытию в его торцевой части расположенных по периметру боковых отверстий, через которые жидкость из камеры А поступает непосредственно в полость ствола-клапана 29 и далее через ствол 32 и насадок 33 к цели контакта. После прекращения нажатия на спусковой крючок 36 пружина 35 разжимается, и золотник 35 отсоединяет камеру А от камеры Б, которую одновременно соединяет со сливной камерой В, что ведет, под действием давления в камере А на торец ствола-клапана 29, к перемещению всего ствола-клапана 29 вправо и перекрытию корпусом 28 его боковых отверстий, т.е. отключению от камеры А. Вытекание струи прекращается.

В течение работы монитора управляющий блок БЭУ 26 выдает последовательно такой же алгоритм управляющих команд, как и описанный выше, обеспечивая непрерывную подачу воды к монитору. В случае прекращения нажатия на спусковой крючок конгломерат блоков (см. фиг.1) прекращает подачу воды из бака 1 только после заполнения гидравлического аккумулятора 22 водой под заданным давлением. Это обеспечивает монитору постоянную рабочую готовность. Соответственно от блока БЭУ 26 пожарному постоянно поступает информация о параметрах воды в гидроаккумуляторе 22, запасах воды в баке 1, о возможных неисправностях, хотя эта часть интерфейса на чертежах не представлена.

Наличие регулируемых насосов 2, 3 и управляемых двухпозиционных клапанов 5, 6 позволяет создавать в камерах 6, 7 переменные давления и уровни жидкости, контролируемые размещенными в них датчиками уровня 16, 17 и давления 14, 15. Электроды 12, 13, окруженные колпаками 10, 11, позволяют разлагать воду на кислород и водород только в пределах пространства под ними колпаками 10, 11, оставляя водяную рубашку между колпаками 10, 11 и корпусами 8, 9 камер 6, 7, которая поглощает остаточную тепловую мощность при воспламенении газовой смеси, уменьшая ее диссипацию. Количество накопленного гремучего газа под колпаками 10, 11 определяется заданием пожарного по количеству и давлению накапливаемой в гидроаккумуляторе 22 жидкости за один или несколько циклов преобразований в камерах 6,7. Поступление в гидравлический аккумулятор 22 жидкости из нескольких (в данном описании приведено только две камеры) камер подразумевает такое управление процессами в них, когда очередная порция жидкости поступает под давлением, несколько превышающим давление в гидроаккумуляторе 22, а в случае заполнения гидравлического аккумулятора 22 камеры 6, 7 отключаются от гидравлического аккумулятора 22. Управление всеми процессами, за исключением наведения монитора на очаг тушения и нажатием на спусковой крючок, а также дозаправкой водой и, естественно, заданием параметров струи, осуществляется блоком электронного управления 26, питаемого электроэнергией блоком 27.

Монитор, благодаря наличию съемной насадки 33, позволяет изменять форму основной струи и внедрять в нее жидкие или гранулированные добавки, например для образования пены. Наличие спускового крючка 36, соединенного с переключателем-золотником 34 и подвижным стволом-клапаном 29, позволяет облегчить управление открытием и прерыванием основной струи из монитора, т.е. получать прерывистую (разрывную) струю, обладающую при всех прочих равных условиях большей дальностью полета и ударной силой, чем струя сплошная - из-за уменьшения потерь потенциала по гидравлическому тракту. Прерывистая струя позволяет выбрасывать из неподвижного ствола добавки из насадка 33 порционно, а также выстреливать спецсредства. Наличие прицельного устройства 37 позволяет экономить воду при разрушении малогабаритных препятствий (замки, стволы деревьев) и тушении локальных источников пламени. Кроме того, собственно монитор (см. фиг.2) допускает использование для тушения очагов пожаров при непосредственном присоединении к пожарному шлангу от гидранта, а в комплекте с гидравлическим аккумулятором 22 получать и прерывистую струю с большей дальностью полета благодаря накоплению за время прерывания струи давления (и объема воды) в гидравлическом аккумуляторе 22 давления большего, чем подаваемого при непрерывной струе - из-за отсутствия потерь напора в пожарных рукавах.

Таким образом, использование заявляемого изобретения позволяет существенно, по сравнению с известными устройствами, расширить функциональные возможности устройства для тушения пожаров и работы спасателей.

Формула изобретения

Модуль гидравлической пушки, включающий блок его питания водой с гидравлическими трубками и монитор с неподвижным корпусом-стволом, отличающийся тем, что дополнительно блок снабжен регулируемыми насосами, управляемыми клапанами, камерами, в чьих корпусах размещены датчики уровня, давления жидкости и электроды, окруженные колпаком, гидравлический аккумулятор с входными клапанами и датчиками уровня и давления жидкости, блоком электронного управления и блоком электрического питания, а монитор снабжен прицельным устройством, съемной насадкой, подвижным стволом-клапаном и управляющим переключателем-золотником, жестко соединенным со спусковым крючком.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2