Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,731

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВАКУУМНОЙ СИСТЕМЫ ВОДОЗАПОЛНЕНИЯ ПОЖАРНОГО НАСОСА

Сулейменов Т.Б. 2 Балабаев О.Т. 1 Саржанов Д.К. 2 Абишев К.К. 3 Смаханова А.Е. 2 Мукашева А.Д. 2
1 Карагандинский государственный технический университет
2 Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева
3 Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина
В данной статье представлены результаты научно-исследовательских работ, выполненных авторами по совершенствованию вакуумной системы водозаполнения пожарного насоса при эксплуатации в зимних условиях. Для повышения эффективности работы, осуществлена разработка новой системы подогрева путем установки на внешние стенки соединительного трубопровода – термо-кожуха и ленточного электронагревателя с термодатчиком, который подключен к блоку управления осуществляющий общий контроль системы. На разработанную конструкцию подана заявка на инновационный патент РК.
вакуумная система водозаполнения
ленточный электронагреватель
термодатчик
термо-кожух
пожарный насос
противопожарная техника
1. Голъчевский В.Ф. Повышение надежности газоструйных вакуумных аппаратов специальных автомобилей при работе в условиях низких температур: дис. ... канд. техн. наук. – Иркутск. 2000. – С. 117.
2. Балғобек Т.Т. К вопросу совершенствования вакуумной системы водозаполнения пожарного насоса // Наука и образование – 2015: тезисы докл. Х Международной научной конференции студентов и молодых ученых (ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, 10 апреля 2015 г.). – Астана, 2015. – С. 7306–7308.
3. Балабаев О.Т., Саржанов Д.К., Абишев К.К., Балғобек Т.Т., Мерекенов А.Т. Заявление о выдаче инновационного патента Республики Казахстан на изобретение МПК A62C37/00 «Вакуумная система водозаполнения пожарного насоса». Регистрационный номер 2015/0088.1 от 22 января 2015 года.
4. Малыбаев С.К., Акашев З.Т., Балабаев О.Т. Совершенствование методики прочностного расчета отклоняющих барабанов тяжелых ленточных конвейеров // Горный журнал. – 2012. – № 4. – С. 59-61.
5. Малыбаев С.К., Хайбуллин Р.Р., Балабаев О.Т. К вопросу определения рациональной конструкции отклоняющих барабанов грузовой ветви рудных ленточных конвейеров // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2014. – № 1. – С. 181–187.

Обеспечение сохранности материальных ресурсов является одним из главных направлений в деятельности хозяйственных субъектов. В настоящее время огромный урон сельскому хозяйству приносят пожары: гибнут люди, скот, уничтожается автотракторная техника и оборудование, урожай сельскохозяйственных культур, производственные и жилые строения. Для борьбы с этим стихийным бедствием используются подразделения государственной противопожарной службы, добровольные пожарные дружины, ведомственные пожарные команды и проживающее население. Основными техническими средствами пожаротушения являются пожарные автомобили, которые на 90 % укомплектованы вакуумными системами водозаполнения пожарного насоса, обеспечивающими забор воды из открытых водоемов. При тушении пожаров в условиях низких температур с забором воды из открытых водоемов при температуре окружающего воздуха минус 20 °С и ниже происходит замерзание воды в соединительном трубопроводе, соединяющем вакуумный аппарат и вакуум-кран пожарного насоса. Для разогрева перемерзшего соединительного трубопровода паяльными лампами, что запрещено правилами по технической эксплуатации, требуется 15...20 мин. С учетом значительных расстояний до сельских населенных пунктов и сельскохозяйственных объектов от места дислокации противопожарной службы, а также снежных заносов дорог в зимний период года, потеря такого количества времени при тушении пожара недопустима [1].

Исследования показали [1], что в пожарных автомобилях имеющих вакуумную систему водозаполнения насоса, его отказы составляют 18 % от всех видов отказов специального оборудования (рис. 1). Одной из основных причин этих отказов при эксплуатации пожарных автомобилей в условиях низких температур является перемерзание живого сечения трубки ГВА, соединяющей газоструйный вакуумный аппарат и вакуум-кран пожарного насоса. В связи, с чем разработка эффективной конструкция для эффективной эксплуатации вакуумной системы водозаполнения пожарного насоса для работы в условиях низких температур является весьма актуальной задачей.

pic_5.tif

Рис. 1. Распределение отказов систем и узлов пожарных автомобилей гарнизонов пожарной охраны: 1 – вакуумная система водозаполнения; 2 – система подачи воды; 3 – цистерна; 4 – бак пенообразователя; 5 – двигатель; 6 – выхлопная система; 7 – тормозная система; 8 – ходовая часть и рулевое управление; 9 – кузов; 10 – коробка передач; 11 – сцепление; 12 – другие отказы

В 2014 году объединенным коллективом кафедр технических вузов разработана конструкция для эффективной эксплуатации вакуумной системы водозаполнения пожарного насоса при работе в условиях низких температур (рис. 2), это достигается путем установки на внешние стенки соединительного трубопровода – термо-кожуха и ленточного электронагревателя с термодатчиком, который подключен к блоку управления осуществляющий общий контроль системы. Разработанное устройство относится к области противопожарной техники, а именно к средствам для тушения пожара, в частности к вакуумной системе водозаполнения пожарного насоса [2].

Работа системы осуществляется следующим образом: вакуумная система водозаполнения пожарного насоса используется по прямому назначению лишь 10…30 мин, при снижении температуры окружающей среды в зимний период происходит замерзание воды в соединительном трубопроводе 6, соединяющем вакуумный аппарат 9 и вакуум-кран 2 пожарного насоса, вследствие чего происходит отказ всей системы. Эти отказы составляют 18 % от всех видов отказов специального оборудования пожарной машины. Для обеспечения безотказной работы вакуумной системы водозаполнения пожарного насоса в зимних условиях, в оборудование установлена система подогрева соединительного трубопровода 6. При снижении температуры термодатчик 11 подает сигнал в блок управления 12, который включает ленточный электронагреватель 13 для подогрева соединительного трубопровода. При достижении рабочей температуры, термодатчик передает сигнал в блок управления для отключения ленточного электронагревателя. Блок управления осуществляет полный контроль измерительного и нагревающего оборудования. Для избежания заледенения и энергосбережения соединительный трубопровод и ленточный электронагреватель, утеплен термо-кожухом 14. Термо-кожух выполнен из термостойкого термоизоляционного материала, который обеспечивает противопожарную безопасность и защищает наружную поверхность ленточного электронагревателя и соединительного трубопровода.

pic_6.tif

pic_7.tif

Рис. 2. Вакуумная система водозаполнения пожарного насоса: 1 – ручка вакуум-крана; 2 – вакуум-кран; 3 – рычаг включения вакуумного аппарата; 4 – теплообменник; 5 – жаровая труба; 6 – соединительный трубопровод; 7 – заглушка; 8 – глушитель; 9 – вакуумный аппарат; 10 – рычаг включения сирены; 11 – термодатчик; 12 – блок управления; 13 – ленточный электронагреватель; 14 – термо-кожух

В результате совершенствования вакуумной системы водозаполнения пожарного насоса путем улучшения ее конструкции, подана заявка на инновационный патент Республики Казахстан [3]. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в эффективной эксплуатации вакуумной системы водозаполнения пожарного насоса в условиях низких температур. Этот технический результат достигается тем, что в рассмотренной вакуумной системе водозаполнения пожарного насоса конструкция, которой содержит ручку вакуум-кран, вакуум-кран, рычаг включения вакуумного аппарата, теплообменник, жаровая труба, соединительный трубопровод, заглушку, глушитель, вакуумный аппарат, рычаг включения сирены внесены следующие изменения: на внешние стенки соединительного трубопровода установлен ленточный электронагреватель с термодатчиком, который снаружи утеплен термо-кожухом и подключен к блоку управления осуществляющий общий контроль системы. Для более высокой точности определения рациональных конструктивных параметров усовершенствованной конструкции, необходимы детальные исследования с разработкой цифровой модели в программной среде ANSYS [4, 5], которая позволит проанализировать эффективность работы устройства.

Предлагаемая усовершенствованная вакуумная система водозаполнения пожарного насоса при эксплуатации в условиях низких температур, имеет следующие преимущества:

– благодаря системе подогрева осуществляется защита от промерзания воды в соединительном трубопроводе;

– благодаря применению термо-кожуха снижаются потери тепла и возможность заледенения наружных стенок соединительного трубопровода;

– благодаря применению термодатчика подключенного к блоку управления осуществляется автоматизированный контроль над работой системы подогрева.


Библиографическая ссылка

Сулейменов Т.Б., Балабаев О.Т., Саржанов Д.К., Абишев К.К., Смаханова А.Е., Мукашева А.Д. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВАКУУМНОЙ СИСТЕМЫ ВОДОЗАПОЛНЕНИЯ ПОЖАРНОГО НАСОСА // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 11-3. – С. 342-344;
URL: http://www.applied-research.ru/ru/article/view?id=7735 (дата обращения: 22.10.2017).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.094