Пожарный автомобиль, предназначенный для тушения в зимних условиях - RU172534U1

Чертежи

Описание

Полезная модель относится к области пожарной техники и может быть использована при изготовлении пожарных автомобилей. Конструкция пожарных автомобилей включает такие основные элементы, как базовое шасси с кабиной, цистерну (сосуд) для огнетушащих средств, насосную установку с лафетным стволом, кузов для размещения пожарно-технического вооружения, а также систему выпуска отработавших газов [Безбородько М.Д. Пожарная техника. Учебник. М.: АГПС МЧС России. 2004].

Пожарные автомобили предназначены для:

1. Доставки в требуемый район боевых расчетов, огнетушащих средств и пожарного оборудования.

2. Подачи в необходимом количестве огнетушащих средств в очаги горения.

3. Выполнения ряда специальных работ перед началом и во время тушения пожара.

Пожарный автомобиль оборудуется баком для пенообразователя (пенобаком), лафетным стволом, напорными и всасывающими рукавами, ручными стволами, пожарной лестницей, аварийно-спасательным инструментом, огнетушителями и другим оборудованием.

Пожарные автомобили для тушения пожаров водой называются автоцистернами.

В качестве огнетушащего средства в основном используется вода. К основным недостаткам воды относятся высокая температура замерзания и электропроводимость. При отсутствии пожара автомобиль находится в пожарном боксе с температурой не менее 16°С. В условиях возникновения пожара автомобиль в зимнее время выезжает к очагу возгорания. Время прибытия пожарного автомобиля установлено Федеральным законом и составляет в городе 10 минут, а в сельской местности - 20 минут [Федеральный закон №123 от 22.07.2008 года. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности]. В условиях низких температур в период движения пожарного автомобиля и тушения огня вода в цистерне может замерзнуть. Поэтому проблема доставки в район пожара воды как огнетушащего средства и подачи в необходимом количестве воды в очаги горения в условиях низких температур является актуальной задачей.

Известен северный пожарный автомобиль [3. Емельянов Е. А. Северный пожарный автомобиль. Патент на полезную модель 85827 от 20.08.2009. М.: ВНИИГПЭ].

Данный автомобиль включает автомобильное шасси с кабиной водителя, салон боевого расчета, кузов для размещения пожарно-технического вооружения и специального оборудования, водопенные коммуникации, цистерну, пенобак, стационарный лафетный ствол с системой управления, насосную установку, которая включает насос с системой управления.

Шасси автомобиля оснащено выхлопной трубой системы выпуска отработавших газов двигателя, которая направлена в сторону от рабочих зон.

Система выпуска отработавших газов включает газоотборники, приемные трубы глушителя, глушитель, выпускную трубу, заслонки, компенсаторы и другие элементы.

Крыша кузова или ее часть, предназначенная для работы, имеет поверхность или покрытие, препятствующее скольжению обуви, по периметру рабочих площадок, а на крыше кузова и цистерны установлено ограждение высотой не менее 100 мм.

Цистерна для воды пожарного автомобиля выполнена из углеродистой или коррозионно-стойкой стали, на внутреннюю и наружную поверхности цистерны из углеродистой стали нанесено водостойкое лакокрасочное покрытие. Цистерна оснащена люком диаметром не менее 450 мм, она оборудована устройством для непрерывного или дискретного контроля уровня жидкости. Внутри цистерны установлены поперечные и продольные перегородки (волноломы), а внутренний ее объем разделен перегородками на сообщающиеся отсеки объемом не более 1,5 м³.

Автомобиль оснащен системой подогрева, которая связана с цистерной для воды, пожарным насосом, всасывающим рукавом и рабочей рукавной линией.

Пожарная машина также оборудована системой дополнительного отопления салона боевого расчета, насосного отделения, кузова с пожарно-техническим вооружением, причем расчетная температура в зимнее время в салоне в зоне ног не менее 18°С как при движении, так и при работе на стационарном режиме.

Автомобиль имеет теплогенератор для просушки обуви, одежды и снаряжения и оснащен энергетической установкой для нагрева воды и обогрева отсеков с пожарно-техническим вооружением.

Нагрев воды в цистерне осуществляется с помощью энергетической установки и специальных нагревательных элементов. Энергетическая установка приводится в работу от двигателя внутреннего сгорания с помощью раздаточной коробки.

Недостатками северного пожарного автомобиля являются:

1. Высокая стоимость и большие габариты энергетической установки, теплогенератора, трансмиссии.

2. Повышенный расход бензина при работе энергетической установки.

3. Отсутствие датчика температуры воды в цистерне автомобиля.

4. Недостаточная эффективность сохранения тепла в цистерне для воды при работе системы подогрева.

Также известна пожарная надстройка пожарно-спасательного автомобиля северного, выполненная в климатическом исполнении ХЛ (для холодного климата) (варианты) [Алешков М.В. и др. Пожарная надстройка пожарно-спасательного автомобиля северного, выполненная в климатическом исполнении ХЛ (для холодного климата) (варианты). Патент на полезную модель 108980 от 10.10.2011. М.: ВНИИГПЭ]. Пожарная надстройка пожарно-спасательного автомобиля северного, выполненная в климатическом исполнении ХЛ (для холодного климата), содержащая кузов, кабину боевого расчета, электрооборудование, цистерну для воды, бак для пенообразователя, водопенные коммуникации в составе пожарного насоса, запорной и соединительной арматуры и стационарного лафетного ствола, оборудована автономным устройством с электрическими нагревательными элементами (тэнами) для нагрева воды от установленной на автомобиле электростанции или от внешнего источника электроснабжения.

Пожарная надстройка пожарно-спасательного автомобиля северного, оснащена автономным двигателем с собственным насосом - вихревым теплогенератором и последовательно включенным с ним теплообменником.

Пожарно-спасательный автомобиль северный, применяемый в климатическом исполнении ХЛ (для холодного климата), оснащен теплообменником, выполненным с возможностью использования энергии выхлопных газов и устройством разогрева теплоносителя систем отопления при аварийных ситуациях, а кузов автомобиля изолирован от кабины боевого расчета.

Теплообменник использует энергию выхлопных газов. Выхлопные газы имеют высокую температуру более 300°С. Использование высокой температуры выхлопных газов для подогрева воды в цистерне экономически эффективно и не связано с установкой габаритных и дорогостоящих электростанций и других агрегатов.

Недостатками пожарной надстройки пожарно-спасательного автомобиля северного, выполненной в климатическом исполнении ХЛ (для холодного климата) (варианты) являются:

1. Высокая стоимость автономного устройств с электрическими нагревательными элементами (тэнами) для нагрева воды от установленной на автомобиле электростанции.

2. Повышенный расход бензина при работе электростанции.

3. Недостаточная эффективность сохранения тепла в цистерне для воды при работе теплообменника с использованием энергии выхлопных газов и нагревательных элементов.

Наиболее близким к указанной проблеме является пожарный автомобиль, предназначенный для тушения при низких температурах. Матвеев Ю.А. и др. Патент на полезную модель 160860 от 10.04.2016 г. М. ФИПС.

На пожарный автомобиль, имеющий шасси с колесами, кабину для личного состава, цистерну для воды с люком, пожарный насос с приводом от двигателя внутреннего сгорания, бак для пенообразователя, стационарный лафетный ствол, кузов для размещения пожарно-технического вооружения и специального оборудования, лестницу, систему выпуска отработавших газов оборудуется теплообменник змеевикового типа.

Внутри цистерны, оснащенной теплообменником, установлены поперечные и продольные перегородки (волноломы) для предотвращения гидравлического удара. Цистерна выполнена с двумя стенами, при этом межстенное пространство заполнено воздухом, который имеет низкий коэффициент теплопроводности. Данная конструкция предназначена для уменьшения отвода тепла из цистерны с водой.

Система выпуска отработавших газов включает газоотборники, приемные трубы, глушитель, выпускную трубу и другие элементы.

От выпускной трубы отводится дополнительный газопровод, который связывается с теплообменником. Дополнительный газопровод оборудуется вентилями для открытия и закрытия. После прохождения цистерны теплообменник связывается участком газопровода с выпускной трубой.

Пожарный автомобиль работает следующим образом.

Вода заливается в цистерну автомобиля, который находится в пожарной части. При возникновении пожара автомобиль выезжает из пожарного депо. Температура воды в цистерне составляет не менее 16°С. В условиях низких температур водитель открывает соответствующий вентиль дополнительного газопровода для поступления горячих выхлопных газов в теплообменник. Затем водитель закрывает соответствующий вентиль для недопущения прохода газов по основной системе выпуска выхлопных (отработавших) газов. При движении автомобиля горячие выхлопные газы поступают в теплообменник внутри цистерны и нагревают воду. Скорость охлаждения воды в цистерне значительно снижается за счет межстенного пространства, заполненного воздухом, имеющим низкий коэффициент теплопроводности. При температуре окружающей среды выше 0°С водитель закрывает соответствующие вентили 20, и выхлопные газы проходят через основную систему выпуска отработавших газов в атмосферу, не поступая в теплообменник.

Недостатками пожарного автомобиля, предназначенного для тушения при низких температурах являются:

1. Недостаточная эффективность сохранения тепла в цистерне для воды при работе теплообменника с использованием энергии выхлопных газов.

2. Недостаточная эффективность применения межстенного пространства цистерны для сохранения плюсовой температуры воды в цистерне.

Предлагаемая полезная модель позволяет решить задачу повышения эффективности доставки огнетушащих средств (воды) в район пожара с меньшими финансовыми затратами. При этом отпадает необходимость в установке дорогостоящих и габаритных теплогенерирующих установок и других сопутствующих агрегатов на пожарный автомобиль. Достаточно оборудовать цистерну автомобиля теплообменником, использующим тепловую энергию выхлопных газов. Также цистерну для воды необходимо оборудовать двойными стенами, при этом межстенное пространство заполняется воздухом и оборудуется дополнительными трубопроводами для подачи газа, соединенными с теплообменником.

Решение указанной задачи достигается тем, что цистерна для воды автомобиля выполнена двустенной с оснащением межстенного пространства дополнительными трубопроводами для подачи газа, оборудована теплообменником змеевикового типа, соединенным с выпускной трубой системы выпуска отработавших газов, при этом теплообменник жестко связан с дополнительными трубопроводами, которые установлены в межстенном пространстве цистерны и выполнены с возможностью поступления и выхода выхлопных газов.

Сущность полезной модели пояснена чертежами (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4), на которых изображены вид спереди пожарного автомобиля, разрез цистерны для воды с теплообменником змеевикового типа, разрез вида сверху цистерны для воды с теплообменником и дополнительными трубопроводами для подачи газа, технологическая схема соединения системы выпуска отработавших газов с теплообменником и дополнительными трубопроводами.

На пожарный автомобиль, имеющий шасси с колесами 1, кабину для личного состава 2, цистерну для воды 3 с люком 4, пожарный насос 5 с приводом от двигателя внутреннего сгорания, бак для пенообразователя 6, стационарный лафетный ствол 7, кузов для размещения пожарно-технического вооружения и специального оборудования 8, лестницу 9, систему выпуска отработавших газов 10 оборудуется теплообменник змеевикового типа 11.

Внутри цистерны 3, оснащенной теплообменником 11, установлены поперечные и продольные перегородки (волноломы) 12 для предотвращения гидравлического удара. Цистерна выполнена с двумя стенами 13, при этом межстенное пространство заполнено воздухом 14, который имеет низкий коэффициент теплопроводности. Данная конструкция предназначена для уменьшения отвода тепла из цистерны с водой.

Система выпуска отработавших газов 10 включает газоотборники 15, приемные трубы 16, глушитель 17, выпускную трубу 18 и другие элементы.

От выпускной трубы 18 отводится дополнительный газопровод 19, который связывается с теплообменником 11. Дополнительный газопровод оборудуется вентилями 20 для открытия и закрытия. После прохождения цистерны теплообменник связывается участком газопровода с выпускной трубой 18.

Для увеличения температуры воздуха 14 в межстенном пространстве цистерны 3 устанавливаются дополнительные трубопроводы для подачи газа 21, которые привариваются к теплообменнику 11 с возможностью поступления и выхода выхлопных газов. При этом дополнительные трубопроводы привариваются в начале и в конце теплообменника и имеют меньший диаметр по сравнению с теплообменником.

Полезная модель работает следующим образом.

Вода 22 заливается в цистерну 3 автомобиля, который находится в пожарной части. При возникновении пожара автомобиль выезжает из пожарного депо. В условиях низких температур водитель открывает соответствующий вентиль 20 дополнительного газопровода 19 для поступления горячих выхлопных газов в теплообменник 11. Затем водитель закрывает соответствующий вентиль 20 для недопущения прохода газов по основной системе выпуска выхлопных (отработавших) газов. При движении автомобиля горячие выхлопные газы поступают в теплообменник 11 внутри цистерны 3 и нагревают воду 22. Также горячие выхлопные газы поступают в дополнительные трубопроводы для подачи газа 21 и нагревают воздух 14 в межстенном пространстве. Скорость охлаждения воды в цистерне значительно снижается за счет межстенного пространства, заполненного нагретым воздухом 14. При температуре окружающей среды выше 0°С водитель закрывает соответствующие вентили 20, и выхлопные газы проходят через основную систему выпуска отработавших газов в атмосферу, не поступая в теплообменник.

Предложенное устройство пожарного автомобиля с теплообменником, оборудованным дополнительными трубопроводами для подачи газа в межстенном пространстве, использующим тепловую энергию выхлопных газов и межстенным пространством цистерны, заполненным нагретым воздухом, просто в эксплуатации и позволяет доставить воду в очаг пожара с наименьшими экономическими затратами и изменениями конструкции автомобиля.

Реферат

Полезная модель «Пожарный автомобиль, предназначенный для тушения в зимних условиях» относится к области пожарной техники и может быть использована при тушении пожаров. Автомобиль включает автомобильное шасси, цистерну для воды, пожарный насос, бак для пенообразователя, кузов, теплообменник. При этом цистерна выполнена двустенной, а межстенное пространство оснащено дополнительными трубопроводами для подачи газа и заполнено воздухом. Внутри цистерны оборудуется теплообменник, который жестко связан с дополнительными трубопроводами для подачи газа и соединен с системой выпуска отработавших газов.Технический результат достигается поступлением в теплообменник и дополнительные трубопроводы горячих выхлопных газов с дальнейшим нагреванием воды в цистерне, и воздуха в межстенном пространстве, а также уменьшением отвода тепла из цистерны с водой в зимних условиях за счет межстенного пространства, заполненного теплым воздухом.При температуре окружающей среды выше 0°С водитель закрывает соответствующие вентили, и газы проходят через основную систему выпуска выхлопных газов, не поступая в теплообменник и дополнительные трубопроводы.

Формула