Пожарный рукав теплосберегающий

Полезная модель относится к противопожарному оборудованию и предназначена для тушения пожаров на открытой территории при низких отрицательных температурах окружающей среды, а также на объектах с отрицательной температурой внутри помещения В основу полезной модели поставлена задача повышения надежности и эффективности работы пожарных рукавов, подающих воду к месту пожара путем создания его конструкции, обеспечивающей теплосбережение при низких отрицательных температурах окружающей среды и обладающей способностью защиты от промерзания. Задача решается тем, что в пожарном рукаве, предназначенном для подачи огнетушащей жидкости, содержащем чехол и/или армирующий каркас и скрепленные с ним внутренний гидроизолирующий и наружный защитный поверхностные слои, согласно полезной модели введен дополнительный слой, выполненный из теплоизолирующего материала «ТС Ceramic НВ», конструктивно расположенный между армирующим каркасом и внутренним гидроизолирующим слоем. Кроме того предусмотрено: выполнение толщины дополнительного слоя из теплоизолирующего материала «ТС Ceramic НВ», согласно условиям применения рукава, в интервале 0,4-0,8 мм; введение второго дополнительного слоя, выполненного из теплоизолирующего материала «ТС Ceramic НВ», расположенного между защитным наружным поверхностным слоем и армирующим каркасом, при этом суммарная толщина двух теплоизолирующих слоев не превышает 1 мм; выполнение рукава в виде шланга, у которого внутренний гидроизолирующий слой выполнен жестким или полужестким, наружный защитный слой - полужестким, а дополнительный слой из теплоизолирующего материала «ТС Ceramic НВ», расположен между этими слоями; выполнение теплоизолирующего слоя в конструкции рукава в виде шланга толщиной более 1 мм; конструктивно-технологическое выполнение предлагаемых пожарных рукавов с обеспечением работоспособности в интервале температур окружающей среды от -60°С до 200°С. Введение существенных отличительных признаков позволило достигнуть технического результата и создать пожарный рукав (шланг) и растворный шланг, обеспечивающие подачу без замерзания огнетушащей жидкости, цементных и других растворов (например при очистных работах - очистка колодцев, ассенизационные работы) в условиях действия очень низких температур (до минус 60°С), а также в условиях очень высоких температур (до 200°С). Проведенные натурные испытания принципиально подтвердили указанные возможности предлагаемой конструкции рукавов и шлангов. Дополнительный слой (слои) из материала «ТС Ceramic НВ» придает свойство теплосбережения применительно к различным материалам, из которых изготовлен рукав: и на натуральной основе, и прорезиненным, и латексным, и полимерным. Высокие технические характеристики предлагаемого технического решения и достаточно низкая цена обуславливают перспективу его широкого применения. Представлена формула полезной модели 1 н.п., 5 з.п., 4 фиг. графич. материалов, 1 приложение.

Область техники

Полезная модель относится к противопожарному оборудованию и предназначена для тушения пожаров на открытой территории при низких отрицательных температурах окружающей среды, а также на объектах с отрицательной температурой внутри помещения

Уровень техники

Известны конструкции двухслойных пожарных рукавов, образуемых из тканых чехлов из натуральных и/или синтетических нитей и покрытий внутренней поверхности чехлов водонепроницаемой пленкой. К ним относятся, например, рукава с чехлом, покрытым оболочкой из сырой резины [1] патент DD 269975, кл. В29D 23/22 или латекса [2, 3, 4] авторские свидетельства СССР 136043, 499129, 503734, кл. В29D 23/22.

Известны трехслойные рукава, в которых оболочками из полимера покрываются как внутренняя, так и наружная поверхность чехла, например [5] авторское свидетельство SU 1239183, 29 D06M 15/28, [6] авторское свидетельство SU 994597 А, 07.03.1983, [7] патент RU 2208465 С1, А62С 33/00, В29D 23/00, 27.06.2002, [8] патент RU 2181082 С2, кл. В29С 63/26, В29D 23/00, 10.04.2002. Применяемые покрытия в этих технических решениях разные: в [5] - покрытие осуществлено латексом, в [6, 7] - покрытие чехла выполнено из бутадиенстирольного термоэластопласта, основу которого составляет каучук, в [8] - покрытие чехла выполнено из термопластичного полимера, представляющего собой сополимер этилена с винилацетатом и относящегося к классу полиолефинов, известного под торговым названием «сэвилен». Применение бутадиенстирольного термоэластопласта и сополимера этилена с винилацетатом улучшает прочностные характеристики и позволяет повысить морозоустойчивость, увеличивая при этом стоимость рукавов, но не выполняет функцию теплосбережения и не предотвращает замерзания воды внутри рукава, что является в настоящее время проблемой при тушении пожаров в условиях низких отрицательных температур окружающей среды.

При подаче воды на тушение пожаров при низких температурах окружающей среды происходит промерзание стенок рукавов, вода замерзает с внутренней стороны пожарного рукава, часто вплоть до сквозного промерзания. Вода на пожарах подается с перерывами, что усугубляет замерзание воды в рукаве и не способствует выполнению задач по ликвидации пожара. После ликвидации пожара подача воды прекращается и производится контроль объекта с целью предотвращения повторного загорания. После этого при необходимости дотушивания пожара подачу воды возобновляют. За это время рукава промерзают и возникают трудности их сбора и доставки в пожарное подразделение. При этом снижается срок их службы, повреждаются стенки рукавов, возникают сквозные разрывы, и рукава не подлежат дальнейшей эксплуатации. При частичном замерзании воды на внутренней поверхности рукава снижается удельный расход воды вследствие сужения русла транспортировки, увеличиваются трение и турбулентность, что создает повышенные нагрузки на пожарный насос.

Известны морозостойкие рукава, предназначенные для тушения пожаров при низких температурах, состоящие из нескольких слоев, материал которых адаптирован к низким температурам, например как в [6, 7, 8], не деформируется и характеризуется достаточными прочностными характеристиками. По данным из Интернета, пожарные рукава, производимые компанией Праймполимер (Екатеринбург), с двухсторонним полимерным покрытием серии АРМ и ГЕТ, сохраняют гибкость в диапазоне температур от -50°С до 200°С. Шланги ПВХ этой компании, армированные жесткой спиралью ПВХ, также обеспечивают гибкость и работоспособность при низких температурах. Однако известные морозостойкие пожарные рукава и шланги не обеспечивают способность защиты от промерзания, так как слои пожарных рукавов обладают высокой теплопроводностью. Для поддержания работоспособности осуществляется постоянный нагрев воды, что приводит к увеличению энергозатрат и требует специальных приспособлений.

Известны устройства для тушения пожара перегретой водой, содержащие подсоединенную к источнику подачи воды рукавную линию, имеющую ствол для распыла воды и вставку для подогрева подаваемой через линию воды, включающую змеевик теплообменника, помещенный в подсоединенный в рукавную линию теплоизолированный кожух, и приспособления для подогрева подаваемого в полость кожуха воздуха, в том числе с использованием двигателя внутреннего сгорания и подсоединенного к двигателю вентилятора для подачи воздуха в количестве, достаточном для теплообмена [9] RU Патент 2030194 А, 1995, [10] 23461 U1, 08.01.2002 г. Эти устройства дороги и сложны конструктивно и в эксплуатации.

Известны конструкции менее дорогих и широко используемых напорных пожарных рукавов, представляющих собой гибкую трубчатую конструкцию с армирующим каркасом и с внутренним и/или внешним гидроизоляционным покрытием [11] (выбраны в качестве прототипа предлагаемой полезной модели). Известные конструкции не обеспечивают возможность безотказного транспортирования жидких огнетушащих веществ (воды и/или водных растворов пенообразователей) к месту пожара по рукаву в условиях низких отрицательных температур на необходимое расстояние из-за возможного замерзания внутри рукава. Решение этой задачи актуально при эксплуатации рукавов в зимнее время как для средних широт, так и особенно для районов крайнего Севера.

Раскрытие полезной модели

В основу полезной модели поставлена задача повышения надежности и эффективности работы пожарных рукавов, подающих воду к месту пожара, за счет создания конструкций рукавов, обеспечивающих теплосбережение при низких отрицательных температурах окружающей среды и обладающих способностью защиты от промерзания.

Задача решается тем, что в пожарном рукаве, предназначенном для подачи огнетушащей жидкости к месту пожара, содержащем чехол и/или армирующий каркас и скрепленные с ним внутренний гидроизолирующий и наружный защитный поверхностные слои, согласно полезной модели введен дополнительный слой, выполненный из теплоизолирующего материала «ТС Ceramic НВ», конструктивно расположенный между армирующим каркасом и внутренним гидроизолирующим слоем.

Кроме того предусмотрено.

Выполнение толщины дополнительного слоя из теплоизолирующего материала «ТС Ceramic НВ», согласно условиям применения рукава, в интервале 0,4-0,8 мм.

Введение второго дополнительного слоя, выполненного из теплоизолирующего материала «ТС Ceramic НВ», расположенного между защитным наружным поверхностным слоем и армирующим каркасом, при этом суммарная толщина двух теплоизолирующих слоев не превышает 1 мм.

Выполнение рукава в виде шланга, у которого внутренний гидроизолирующий слой выполнен жестким или полужестким, наружный защитный слой - полужестким, а дополнительный слой из теплоизолирующего материала «ТС Ceramic НВ» расположен между этими слоями.

Выполнение теплоизолирующего слоя в конструкции рукава в виде шланга толщиной более 1 мм.

Конструктивно-технологическое выполнение предлагаемых пожарных рукавов с обеспечением работоспособности в интервале температур окружающей среды от -60°С до 200°С.

Жидкий керамический материал «ТС Ceramic НВ» является энергосберегающим и защитным материалом для различных поверхностей [12]. Материал «ТС Ceramic НВ» представляет собой жидкую композицию на водной основе, состоящую из акриловых полимеров, синтетического каучука и неорганических пигментов, в которой во взвешенном состоянии находятся керамические и силиконовые полые микросферы.

В состав «ТС Ceramic НВ» входят следующие основные компоненты: расширенный перлит, кварц, окись цинка, двуокись титана, аммиак, вода, бутадиен-стирольный латекс, а также акриловые полимеры. В Приложении в табл.1 представлены характеристики материала «ТС Ceramic НВ».

Указанные характеристики, состав и структура материала «ТС Ceramic НВ» придают ему высокую теплоизоляцию, легкость, гибкость, эластичность, хорошую адгезию к покрываемым поверхностям. Материал «ТС Ceramic НВ» обладает гидроизоляционными, звукоизоляционными, антикоррозионными свойствами и, что особенно важно, очень высокими теплоизоляционными свойствами. Интервал температур эксплуатации составляет от -60°С до 200°С (кратковременно - до 260°С). Срок эксплуатации покрытия «ТС Ceramic НВ» составляет не менее 10 лет.

В Приложении, в таблице 2, приведены данные по снижению тепловых потерь при использовании материала «ТС Ceramic НВ» толщиной 0,4 мм.

Данные таблицы 2 показывают значительную величину снижения тепловых потерь при применении материала «ТС Ceramic НВ» и позволяют сделать вывод о предпочтительности, с точки зрения энергосбережения, размещения теплоизолирующего материала «ТС Ceramic НВ» на внутренней поверхности рукава.

Введение отличительных признаков в полезной модели, снабжение конструкции пожарных рукавов и шлангов слоями теплоизолирующего материала «ТС Ceramic НВ», предусмотрение их расположения как внутри, так и снаружи армирующего каркаса, установление их толщины соответственно климатическим условиям использования рукавов обеспечивают защиту от промерзания при сохранении прочности и долговечности. Теплоизолирующий слой «ТС Ceramic НВ» толщиной всего 0,4 мм обеспечивает значительное снижение потерь тепла через стенку рукава, вполне достаточное для того, чтобы без подогрева предупреждать замерзание воды внутри рукава при эксплуатации в средних широтах в зимнее время. При эксплуатации в северных широтах достаточная для их непромерзания суммарная толщина слоев материала «ТС Ceramic НВ» должна составлять по расчетным данным не менее 0,8 мм. При использовании такой теплоизоляции стенок пожарных рукавов не требуется подогрев воды, обеспечивается длительное использование рукавных линий при тушении пожара, их сохранность и долговечность даже в экстремальных условиях крайнего Севера.

Таким образом, поставленная задача решена с достижением технического результата - обеспечения защиты от промерзания и тем самым повышения надежности и эффективности работы пожарных рукавов в условиях низких отрицательных температур.

Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявленной полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».

Краткое описание чертежей

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами фиг.1, фиг.2, фиг.3 и фиг.4. Схема конструкции стандартного латексированного пожарного рукава представлена на фиг.1. Схема конструкции предлагаемого теплосберегающего рукава представлена на фиг.2. Схема конструкции теплосберегающего рукава в виде шланга представлена на фиг.3. Фотография опытного образца теплосберегающего пожарного рукава с наружным слоем материала «ТС Ceramic НВ» представлена на фиг.4. Обозначения на графических материалах следующие:

1 - армирующий каркас;

2 - внутренний латексный гидроизолирующий слой;

3 - наружная латексная пленка;

4 - теплоизолирующий слой «ТС Ceramic НВ»;

5 - внутренний жесткий (полужесткий) слой шланга;

6 - наружный изолирующий полужесткий слой шланга.

Осуществление полезной модели

Осуществление предлагаемой полезной модели приведено на примере его выполнения на основе стандартного латексированного пожарного рукава, изображенного на фиг.1. На фиг.2 изображена предлагаемая в полезной модели конструкция теплосберегающего пожарного рукава для подачи воды на тушение пожара при низких температурах.

Пожарный теплосберегающий рукав для тушения пожара при низких температурах содержит армирующий каркас 1, выполненный из прочных текстильных материалов, внутренний латексный гидроизолирующий слой 2, наружную латексную пленку 3, теплоизолирующий слой (слои) «ТС Ceramic НВ» 4, который располагается внутри пожарного рукава между его указанными (наружным и внутренними) слоями. Это обеспечивает минимальные коэффициенты трения между стенкой рукава и водой и качественную очистку рукавов с наружной стороны. Количество и толщина теплоизолирующих слоев «ТС Ceramic НВ» 4 определяются температурными параметрами окружающей среды и климатическими условиями местности, где предстоит эксплуатация пожарных рукавов. Для умеренных широт достаточно одного теплоизолирующего слоя 4 толщиной 0,4 мм между внутренним латексным гидроизолирующим слоем 2 и армирующим каркасом 1. При эксплуатации рукавов в северных широтах по расчетным данным толщина теплоизолирующего слоя должна составлять 0,8 мм. Пожарный рукав для этих условий выполняют с вторым дополнительным теплоизолирующим слоем такой же толщины 0,4 мм, расположенным между армирующим каркасом 1 и внутренней латексной пленкой 3. Незначительное увеличение массы рукавов на 0,09 кг/п.м. компенсируется эффектом их незамерзания в течение длительного периода эксплуатации.

Выполнение пожарных рукавов в виде шлангов (фиг.3) предпочтительно, и их разработка представляется более перспективным направлением, так как жесткость шланга исключает повышенную ломкость слоев теплоизолирующего материала «ТС Ceramic НВ» толщиной выше 1 мм, и он более защищен от внешних воздействий.

Предлагаемая модель может использоваться при производстве заборных пожарных рукавов, предназначенных для забора воды из естественных и искусственных водоемов с помощью пожарной цистерны. Данная категория рукавов имеет жесткую конструкцию, обеспечиваемой металлическим каркасом.

Кроме того, предложенное в полезной модели техническое решение актуально и для растворных шлангов (для подачи цементных растворов) при строительстве зданий и сооружений в условиях низких отрицательных температур, для шлангов, применяемых для очистки колодцев или в других, например, ассенизационных устройствах.

Предлагаемое устройство рукава (шланга) придает ему свойство защиты от промерзания подаваемых по нему жидкостей (растворов). Дополнительный слой (слои) из материала «ТС Ceramic НВ» придает свойство теплосбережения применительно к различным материалам, из которых изготовлен рукав: и на натуральной основе, и прорезиненным, и латексным, и полимерным.

Как видно из изложенного, введение существенных отличительных признаков позволило достигнуть технического результата и создать пожарный рукав (шланг) и растворный шланг, обеспечивающие подачу огнетушащей жидкости, цементных и других растворов (например при очистных работах - очистка колодцев, ассенизационные работы) в условиях действия очень низких температур (до минус 60°С), а также очень высоких температур (до 200°С). Таким образом, поставленная задача решена.

Проведенные натурные испытания принципиально подтвердили указанные возможности предлагаемой конструкции рукавов и шлангов. Реализован и испытан опытный образец с наружным покрытием промышленного образца пожарного рукава слоем материала «ТС Ceramic НВ» (см. фиг.4). Покрытие наносилось на льноджутовый рукав методом распыления с помощью краскопульта. Испытания показали, что при толщинах слоя 0,4-0,8 мм опытный образец сохраняет работоспособность и не промерзает, кроме того выдерживает до 10⁴ сгибов/разгибов без растрескивания слоя (при больших толщинах слоя этот параметр значительно уменьшается).

Предлагаемая полезная модель может быть изготовлена на малых технологических линиях из известных материалов без применения специальных приспособлений и оборудования. Благодаря жидкостной структуре и хорошей адгезии материала «ТС Ceramic НВ» к любым поверхностям для создания слоев необходимой толщины могут быть использованы любые возможные методы нанесения жидких красок на поверхности (напыление, распыление, окунание в ванну и т.п.). Все это обуславливает соответствие заявляемого технического решения критерию «промышленная применимость».

Промышленная применимость

Изготовлены опытные образцы теплосберегающих пожарных рукавов и проведены их успешные испытания. Высокие технические характеристики предлагаемого технического решения и достаточно низкая цена обуславливают перспективу его широкого применения.

Источники информации

1. Патент DD 269975, кл. В29D 23/22

2. Авторское свидетельство СССР 136043, кл. В29D 23/22

3. Авторское свидетельство СССР 499129, кл. В29D 23/22

4. Авторское свидетельство СССР 503734, кл. В29D 23/22

5. Авторское свидетельство SU 1239183, 29 D06M 15/28,

6. Авторское свидетельство SU 994597 А, 07.03.83

6. Патент RU 2181082 С2, кл. В29С 63/26, 10.04.2002

7. Патент RU 2208465 C1, А62С 33/00, В29D 23/00, 27.06.2002

8. Патент RU 2181082 С2, кл. В29С 63/26, В29D 23/00, 10.04.2002

9. Патент RU 2030194 А, 1995

10. Патент RU 23461 U1, 08.01.2002 г

11. Нормы пожарной безопасности НПБ 152-2000, Москва, 2001, прототип

12. Применение теплоизоляционного покрытия «ТС Ceramic НВ» в гражданском, промышленном и специальном строительстве, 2005, 17 стр.

Пожарный рукав теплосберегающий

Приложение

Таблица 1.
Характеристики материала «ТС Ceramic НВ»
п/п	Наименование показателя	Фактическое значение
1.	Плотность, кг/м3	450
2.	Белизна, %	95,17
3.	Эффективная теплопроводность при толщине покрытия не более 2,0 мм, Вт/(м·К)	- плотность теплового потока 500÷2000 Вт/м2 и температура поверхности 70°С	0,005÷0,008
- плотность теплового потока 500÷2000 Вт/м2 и температура поверхности 260°С	0,015÷0,025
- плотность теплового потока 3000÷4500 Вт/м2 и температура поверхности 260°С	0,040
4.	Водопоглощение за 24 ч	при полном погружении, %	23
Поверхностное, г/см2	0,006
5.	Прочность при растяжении, МПа	2,1
6.	Твердость, условные единицы	0,3
7.	Прочность пленки при ударе, см. на У-IA, по ГОСТ 4765-73	15
8.	Относительное удлинение при разрыве, %	9,0
9.	Термостойкость,°С	200
10.	Морозостойкость при 10 циклах замораживания и оттаивания при температурах от -60°С до +20°С	Отсутствие трещин, отслоений, сколов
11.	Стойкость покрытия с грунтом ГФ-021 к 24 ч статическому воздействию агрессивных сред в 3%-ных растворах по ГОСТ 9.403-80 (Метод А)	-NaCl	АД1 АЗ1
-H2SO4	АД1 АЗ1

Таблица 2.
Снижение тепловых потерь при использовании материала «ТС Ceramic НВ» толщиной 0,4 мм
Термическое сопротивление ограждающей конструкции, (м2 ·°С)/Вт	Снижение тепловых потерь через ограждающую конструкцию, % (при температуре воздуха внутри Тв=20°С, наружного воздуха Тн=-30°С)
	«ТС Ceramic НВ» на внутренней поверхности	«ТС Ceramic НВ» на наружной поверхности
1	10,0	5,0
0,21	20,0	7,4
0,1	32,0	11,0

1. Пожарный рукав, предназначенный для подачи огнетушащей жидкости к месту пожара, содержащий чехол и/или армирующий каркас и скрепленные с ним внутренний гидроизолирующий и наружный защитный поверхностные слои, отличающийся тем, что введен дополнительный слой, выполненный из теплоизолирующего материала «ТС Ceramic НВ», конструктивно расположенный между армирующим каркасом и внутренним гидроизолирующим слоем.

2. Пожарный рукав по п.1, отличающийся тем, что толщина дополнительного слоя из теплоизолирующего материала «ТС Ceramic НВ» выполняется согласно условиям применения рукава в интервале 0,4-0,8 мм.

3. Пожарный рукав по п.1, отличающийся тем, что введен второй дополнительный слой, выполненный из теплоизолирующего материала «ТС Ceramic НВ», расположенный между защитным наружным поверхностным слоем и армирующим каркасом, при этом суммарная толщина этих двух слоев не превышает 1 мм.

4. Пожарный рукав по п.1, отличающийся тем, что рукав выполнен в виде шланга, у которого внутренний гидроизолирующий слой выполнен жестким или полужестким, наружный защитный слой - полужестким, а дополнительный слой, выполненный из теплоизолирующего материала «ТС Ceramic НВ», расположен между этими слоями.

5. Пожарный рукав по п.4, отличающийся тем, что теплоизолирующий слой выполнен толщиной более 1 мм.

6. Пожарный рукав по п.2 или 3 или 5, отличающийся тем, что конструктивно-технологически он выполнен с обеспечением работоспособности в интервале температур окружающей среды от -60°C до 200°C.