Пожарный шланг - Википедия - Fire hose

Эта статья про тип шланга. Для группы см. Огненный шланг (группа).

Внутренний пожарный шланг с огнетушителем

А пожарный шланг (или же пожарный шланг) является высоким давлением шланг что несет воды или другой огнестойкий материал (Такие как мыло ) к Огонь погасить его. На открытом воздухе он прикрепляется к пожарная машина или пожарный гидрант. В помещении он может быть постоянно прикреплен к зданию. стояк или же сантехника система.

Обычное рабочее давление пожарного шланга может варьироваться от 8 до 20.бар (800 и 2000кПа; 116 и 290psi ) в то время как в соответствии со стандартом NFPA 1961 для пожарных рукавов разрывное давление превышает 110 бар. (11000 кПа; 1600 фунтов на кв. Дюйм)[1]Шланг - одно из основных средств пожаротушения. Это необходимо, чтобы передать воду либо из открытого водоснабжения, или под давлением водоснабжения. Шланги делятся на две категории в зависимости от их использования: всасывающий шланг и напорный шланг.

После использования пожарный шланг обычно подвешивают для просушки, потому что стоячая вода, которая остается в шланге в течение длительного времени, может испортить материал и сделать его ненадежным или непригодным для использования. Поэтому типичный пожарная станция часто имеет высокую конструкцию, позволяющую приспособить длину шланга для такого профилактического обслуживания, известную как шланговая башня.

Иногда пожарные рукава используются для сдерживание толпы (смотрите также водная пушка ), в том числе в первую очередь Бык Коннор в Бирмингемская кампания против протестующих во время Движение за гражданские права в 1963 г.

История

Пожарный шланг с финской муфтой

До середины XIX века большинство пожаров тушили водой, которую доставляли на место происшествия в ведрах. В оригинальных ручных насосах вода сливалась через небольшую трубу или монитор, прикрепленный к верхней части бака насоса.[2] Лишь в конце 1860-х годов стали широко доступны шланги, облегчающие транспортировку воды от ручных насосов, а позже и паровых насосов к огню.[3]

В Амстердаме, Голландская Республика, начальник пожарной части, Ян ван дер Хейден, и его сын Николай сделал следующий шаг в борьбе с пожарами, построив первый пожарный шланг в 1673 году.[4] Эти куски кожи длиной 50 футов (15 м) были сшиты вместе, как штанины ботинка.[5] Даже с учетом ограничений по давлению присоединение шланга к насадке «гусиная шея» позволяло приближаться ближе и точнее применять воду. Ван дер Хейдену также приписывают раннюю версию всасывающий шланг используя проволоку, чтобы она оставалась жесткой.[6] В Соединенных Штатах пожарный шланг был представлен в Филадельфии в 1794 году. Этот брезентовый шланг оказался недостаточно прочным, и тогда использовались сшитые кожаные шланги. Сшитый кожаный шланг имел тенденцию к разрыву, поэтому шланг, сделанный из кожи, скрепленный медными заклепками и шайбами, был изобретен членами Филадельфия Компания Humane Hose Company.[7]

Примерно в 1890 году пожарные рукава без подкладки из круговой льняной пряжи начали заменять кожаные рукава. Конечно, они были намного легче. Когда льняные волокна шланга намокали, они набухали и стягивали ткань, в результате чего шланг становился водонепроницаемым. Шланги без футеровки из-за их недостаточной прочности были быстро заменены резиновыми шлангами в муниципальных пожарных службах. Они продолжали использоваться на внутренних шлангопроводах и стойках для шлангов до 1960-1980-х годов. В январе 1981 г. Управление по охране труда пересмотрели свои стандарты, так что шланги без футеровки больше не должны были устанавливаться для внутренних шлангов.[8]

После изобретения вулканизация как средство превращения необработанной мягкой резины в более твердый и более полезный продукт, пожарная служба постепенно перешла от громоздкого и ненадежного кожаного шланга к льняному шлангу без подкладки, а затем к многослойному шлангу с резиновым покрытием и покрытием с внутренней частью тканевое армирование. Этот резиновый шланг был громоздким, тяжелым и жестким, как кожаный, но не протекал. Он также оказался более прочным, чем льняной шланг без подкладки. Его обернутая конструкция напоминала некоторые шланги, используемые сегодня в промышленности, например, шланги для подачи топлива, используемые для обслуживания авиалайнеров.[3]

Современное использование

Пожарные шланги, подключенные к пожарной машине в Воган, Онтарио
Токийское пожарное управление проведение учений по пожарному рукаву

В современных пожарных рукавах используются различные натуральные и синтетические ткани и эластомеры в их конструкции. Эти материалы позволяют хранить шланги во влажном состоянии без гниения и противостоять разрушительному воздействию солнечного света и химикатов. Современные шланги имеют меньший вес, чем старые конструкции, что снижает физическую нагрузку на пожарных.[9] Все чаще используются различные устройства для удаления воздуха из внутренней части пожарного рукава, обычно называемые пылесосы для пожарных шлангов. Это делает шланги меньше и несколько жесткими, что позволяет разместить больше шлангов в одном отсеке устройства пожаротушения.[10]

Всасывающий шланг

Всасывающий шланг проложен на стороне всасывания насоса (впуск), где вода, проходящая через него, находится под давлением ниже или выше атмосферного. Он разработан, чтобы противостоять внутреннему и внешнему давлению. Он должен обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать давление внешнего воздуха, когда внутри образуется вакуум. Он также должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать давление гидранта. Обычно прибор должен иметь около 10 м всасывающего шланга длиной 3 или 2,5 м. Диаметр шланга зависит от производительности насоса, и обычно используются три стандартных размера, такие как 75 мм, 100 мм и 140 мм.

Частично встроенный всасывающий шланг

Частично залитый всасывающий шланг обычно изготавливается из прочной резиновой прокладки, полностью залитой спиралью из закаленной оцинкованной стальной проволоки. Эта заделка устроена так, что обеспечивает полный водный путь и относительно гладкую внутреннюю поверхность. Стенка шланга состоит из нескольких слоев полотна и резиновой прокладки, так что витки каждого из них лежат на полпути между витками другого. Вся стена укрепляется вулканизацией.

Полностью заделанный всасывающий шланг (гладкое отверстие)

Полностью заделанный (гладкий) всасывающий шланг имеет толстую внутреннюю резиновую прокладку, полностью заделанную спиралью из проволоки. Всасывающий шланг должен быть сконструирован так, чтобы выдерживать давление 10,5 бар.

Подающий шланг

Подающий шланг укладывают с напорной стороны насоса (на выходе), и вода, проходя через него всегда при большем давлении, чем в атмосфере. Напорный шланг делится на две категории: перколяционный шланг и неперколяционный шланг.

Перколяционный шланг Просачивающий шланг используется в основном для тушения лесных пожаров. Просачивание воды через шланг защищает шланг от повреждения падающими на него тлеющими углями или укладкой шланга на горячую землю.

Шланг без перколяции В пожарных службах для подачи воды обычно используются шланги без просачивания. Шланг без перколяции состоит из усиленной оболочки из полиэфирной или нейлоновой пряжи. Этот тип шланга имеет внутреннюю подкладку из вулканизированной резины, прикрепленную к рубашке с помощью клея. В некоторых случаях рекомендуется использовать шланг без просачивания, поскольку потери на трение будут намного меньше, чем у шлангов с просачиванием.

Футерованные шланги делятся на 3 типа:

Тип 1: шланг с футеровкой без обработки внешней оболочки: такой шланг впитывает жидкость в армирующую оболочку и требует сушки после использования.

Тип 2: Шланг с покрытием: у него тонкое эластичное внешнее покрытие, которое снижает поглощение жидкости оболочкой и может немного улучшить сопротивление истиранию.

Тип 3: Шланг с покрытием с покрытием: Шланг с покрытием с покрытием имеет более толстое эластичное покрытие, которое предотвращает впитывание жидкости, но также значительно улучшает сопротивление истиранию и нагреванию.

Типы

Есть несколько типов шлангов, разработанных специально для пожарных. Шланги, предназначенные для работы под избыточным давлением, называются выпускными шлангами; они включают: атакующий шланг, питающий шланг, релейный шланг, лесной шланг и вспомогательный шланг. Шланги, предназначенные для работы под отрицательным давлением, называются всасывающими шлангами.

ИмяОпределение
АтакаАтакующий шланг - это гибкий шланг с тканевым покрытием, используемый для подачи воды из пожарного насоса в сопло. Этот шланг имеет номинальный внутренний диаметр от 1,5 до 3 дюймов (от 38 до 76 мм) и рассчитан на работу при давлении примерно до 400 фунтов на квадратный дюйм (2760 кПа). Стандартная длина составляет 50 футов (15,24 м).[11]
Шланги питания и релеПодающие и ретрансляционные шланги - это гибкие шланги большого диаметра с тканевым покрытием, используемые для подачи воды из удаленного гидранта в пожарный насос или для передачи воды от одного насоса к другому на большие расстояния. Эти шланги имеют номинальный внутренний диаметр от 3,5 до 5,0 дюймов (от 89 до 127 мм). Они предназначены для работы при давлениях примерно до 300 фунтов на квадратный дюйм (2070 кПа) для меньших диаметров и до 200 фунтов на квадратный дюйм (1380 кПа) для больших диаметров. Стандартная длина - 100 футов (30,48 м).[11]
Шланг для лесного хозяйстваШланг для лесного хозяйства - это гибкий шланг с тканевым покрытием, используемый для тушения пожаров в траве, кустах и ​​деревьях, где для маневрирования по крутой или пересеченной местности необходим легкий шланг. Шланг для лесного хозяйства имеет номинальный внутренний диаметр 1,0 и 1,5 дюйма (25 и 38 мм) и рассчитан на работу при давлении примерно до 450 фунтов на квадратный дюйм (3100 кПа). Стандартная длина - 100 футов (30,48 м).
Бустерный шлангБустерный шланг - это толстостенный гибкий шланг с резиновым покрытием, используемый для тушения небольших пожаров. Он сохраняет свое круглое поперечное сечение, когда он не находится под давлением, и обычно переносится на катушке пожарного насоса, а не хранится в горизонтальном положении. Бустерный шланг имеет номинальный внутренний диаметр 0,75 и 1,0 дюйма (19 и 25 мм) и рассчитан на работу при давлении до 800 фунтов на квадратный дюйм (5 520 кПа). Стандартная длина - 100 футов (30,48 м).[12]
Всасывающий шлангВсасывающий шланг, иногда называемый жестким всасывающим шлангом, обычно представляет собой полужесткий шланг с резиновым покрытием и внутренним металлическим армированием. Он используется для откачивания воды из негерметичных источников, таких как пруды или реки. Шланг с жестким всасыванием состоит из нескольких слоев резины и тканого материала, покрывающих внутреннюю спираль из стальной проволоки. В некоторых очень гибких жестких всасывающих шлангах используется тонкая крышка из поливинилхлорида со спиралью из поливинилхлорида. Всасывающий шланг имеет номинальный внутренний диаметр от 2,5 до 6,0 дюймов (от 64 до 152 мм). Стандартная длина составляет 10 футов (3,05 м).

Другой всасывающий шланг, называемый мягким всасывающим шлангом, на самом деле представляет собой короткий отрезанный тканевый гибкий сливной шланг, используемый для соединения всасывающего патрубка пожарного насоса с гидрантом под давлением. Это не настоящий всасывающий шланг, так как он не выдерживает отрицательного давления.[12]

Сырье

В прошлом хлопок был наиболее распространенным волокном, используемым в пожарных рукавах, но в большинстве современных рукавов используется синтетическое волокно, такое как полиэфирная или нейлоновая нить. Синтетические волокна обеспечивают дополнительную прочность и лучшую устойчивость к истиранию. Волокнистая пряжа может быть окрашена в различные цвета или оставлена ​​естественной.[13]

В покрытиях и лайнерах используются синтетические каучуки, которые обеспечивают разную степень устойчивости к химическим веществам, температуре, озону, ультрафиолетовому (УФ) излучению, плесени, плесени и истиранию. Для конкретных применений выбираются различные покрытия и футеровки.[14]

Производственный процесс

Пожарный шланг обычно производится на заводе, который специализируется на поставке шлангов для муниципальных, промышленных и лесных пожарных служб. Вот типичная последовательность операций, используемых для изготовления пожарного рукава с двойной рубашкой и резиновым покрытием.[15]

Подготовка пряжи
  • Существуют две разные волокнистые нити, которые сплетаются вместе, образуя оболочку шланга. Пряжа, идущая вдоль шланга, называется пряжей основы и обычно изготавливается из прядения. полиэстер или нить нейлон. Они образуют внутреннюю и внешнюю поверхности рубашки и обеспечивают устойчивость шланга к истиранию. Пряжа, намотанная плотной спиралью по окружности шланга, называется наполнителем и изготавливается из полиэфирных волокон. Они зажаты между перекрещивающимися нитями основы и обеспечивают прочность, чтобы противостоять внутреннему давлению воды. Пряжа из полиэфирной основы специально подготовлена ​​производителем пряжи и отправлена ​​на завод по производству шлангов. Никакой дополнительной подготовки не требуется.
  • Непрерывные волокна полиэстера собраны вместе в пучок из 7-15 волокон и скручены на крутильной раме с образованием пряжи наполнителя. Скрученная и скрученная пряжа затем наматывается на катушку, называемую шпулькой с наполнителем.[15]
Плетение жакетов
  • Нити основы укладываются на шпулярник, который будет подавать их в продольном направлении по круговой ткацкий станок. В ткацкий станок вставляются две катушки с наполнителем.
  • При запуске ткацкого станка катушки с наполнителем наматывают пряжу по кругу через пряжу основы. Как только бобины проходят, ткацкий станок перекрещивает каждую пару соседних нитей основы, удерживая наполнитель между ними. Этот процесс плетения продолжается с высокой скоростью, так как нижний конец куртки медленно опускается через ткацкий станок, а бобины продолжают наматывать нити наполнителя по окружности куртки по тугой спирали. Плетеная куртка наматывается на приемную бобину.
  • Внутренняя и внешняя куртки ткутся отдельно. Внутренняя оболочка плетется с немного меньшим диаметром, чтобы она могла поместиться внутри внешней оболочки. В зависимости от ожидаемого спроса за один раз можно ткать несколько тысяч футов куртки. После осмотра обе куртки отправляются на хранение.
  • Если внешняя оболочка должна быть покрыта, ее протягивают через погружной резервуар, заполненный материалом покрытия, а затем пропускают через печь, где покрытие сушится и отверждается.[15]
Экструзия лайнера
  • Блоки размягченной, липкой, неотвержденной резины загружаются в экструдер. Экструдер нагревает резину и выдавливает ее через отверстие между внутренней и внешней твердой круглой деталью, образуя трубчатый вкладыш.
  • Затем резиновая подкладка нагревается в печи, где она подвергается химической реакции, называемой вулканизацией или отверждением. Это делает резину прочной и податливой.
  • Отвержденный лайнер проходит через машину, называемую каучуковым каландром, которая формирует тонкий лист неотвержденной резины и оборачивает его вокруг внешней стороны лайнера.[15]
Формовка шланга
  • Куртки и лайнер обрезаются до нужной длины. Внутренняя оболочка вставляется во внешнюю, а затем подкладку.
  • К каждому концу шланга в сборе прикреплен штуцер для пара, и в шланг впрыскивается пар под давлением. Это заставляет футеровку набухать относительно внутренней оболочки и заставляет тонкий лист неотвержденной резины вулканизироваться и связывать футеровку с внутренней рубашкой.
  • К шлангу прикрепляются металлические концевые соединения или муфты. Наружная часть каждой муфты надевается на внешнюю оболочку, а внутреннее кольцо вставляется в резиновую прокладку. Инструмент под названием расширение оправка помещается внутрь шланга и расширяет кольцо. Это сжимает куртки и лайнер между кольцом и зубцами на внешней части муфты, образуя уплотнение по всей длине шланга.[15]
Проверка шланга давлением
  • Стандарты, установленные Национальная ассоциация противопожарной защиты требуют, чтобы каждая длина нового ударного шланга с двойной оболочкой и резиновой подкладкой была испытана давлением до 600 фунтов на квадратный дюйм (41,4 бар; 4140 кПа), но большинство производителей испытывают давление 800 фунтов на квадратный дюйм (55,2 бар; 5520 кПа). После поставки шланг ежегодно испытывается пожарной службой под давлением 27,6 бар (2760 кПа). Пока шланг находится под давлением, его проверяют на утечки и определяют надежность крепления муфт.
  • После испытаний шланг осушается, сушится, скатывается и отправляется заказчику.[15]
Контроль качества

В дополнение к окончательному испытанию давлением каждый шланг подвергается различным проверкам и испытаниям на каждом этапе производства. Некоторые из этих проверок и испытаний включают визуальный осмотр, озон испытания на сопротивление, испытания на ускоренное старение, испытания на адгезию соединения между футеровкой и внутренней оболочкой, определение степени перекручивания шланга под давлением, проверки размеров и многое другое.[15]

Будущее

Тенденция в строительстве пожарных рукавов за последние 20 лет заключалась в использовании более легких, прочных материалов с меньшими затратами на обслуживание.

Ожидается, что эта тенденция сохранится и в будущем по мере появления новых материалов и методов производства. Одним из результатов этой тенденции стало внедрение облегченных шлангов подачи с диаметрами, которые ранее были невозможны. Теперь доступны шланги диаметром до 12 дюймов (30,5 см) с номинальным давлением до 150 фунтов на кв. Дюйм (10,3 бар; 1030 кПа). Ожидается, что эти шланги найдут применение в крупных промышленных предприятиях. пожаротушение, а также при оказании помощи при бедствиях и военных операциях.[15]

Пожарные рукава бывают разных диаметров. Легкая одинарная конструкция,3⁄4, 1, и1 1⁄2 Шланги диаметром дюйма обычно используются в тушение пожаров Приложения. Сверхпрочная двойная, двойная куртка,1 1⁄2, ​1 3⁄4, 2, ​2 1⁄2, а иногда и 3-дюймовые линии используются для строительных работ. Линии снабжения, используемые для снабжения аппаратура пожаротушения с водой, часто встречаются в3 1⁄2, 4, ​4 1⁄2, Диаметром 5 и 6 дюймов.

Существует несколько систем для ремонта дыр в пожарных шлангах, наиболее распространенной из которых является Стенор Мерлин, предлагающие заделочные материалы для шлангов типа 1, 2 и 3. Патчи бывают двух разных размеров и двух разных цветов (красный и желтый). Патчи вулканизированный на шланг и обычно служат в течение всего срока службы шланга.

Подключения

Основная статья: Шланговая муфта

Шланговые соединения часто изготавливаются из латуни, хотя также требуются соединения из закаленного алюминия.[13] В странах, где используются быстросъемные соединители для напорных шлангов, кованый алюминий использовался в течение десятилетий из-за снижения веса латуни для Storz стяжки выше, чем для резьбовые соединения.

Резьбовые соединения для шлангов используются в США и Канаде. В каждой из этих стран используются разные типы потоков. Многие другие страны стандартизировали быстродействующие муфты, которые не имеют охватываемого и охватываемого концов, но соединяются в любом случае. Опять же, международного стандарта нет: в Центральной Европе разъем Storz используется в нескольких странах. Бельгия и Франция используют Разъем Guillemin. У Испании, Швеции и Норвегии есть свои собственные системы быстрой связи. Страны бывшего Советского Союза используют муфту Гост. Baarle-Nassau и Baarle-Hertog, два муниципалитета на бельгийско-голландской границе, имеют общую международную пожарную службу. Пожарные машины оснащены адаптерами, позволяющими работать как с разъемами Storz, так и с разъемами Guillemin.[16]

В Соединенных Штатах все большее количество отделов использует муфты Storz для подачи шлангов большого диаметра или другие быстродействующие муфты. Поскольку использование не стандартизировано, в аппаратах взаимопомощи может быть отделение на грузовиках, предназначенное для множества адаптеров для шлангов.

Различные стили шланговых соединений повлияли на тактику ведения огня. Аппарат в США имеет «предварительные соединения»: шланг для определенной задачи помещается в открытый отсек, и каждый атакующий шланг подключается к насосу. Такая тактика позволяет избежать трудоемких множественных подключений или проблем с мужскими и женскими сторонами. В странах, где соединители Storz (или аналогичные) использовались для атакующих шлангов в течение нескольких поколений, пожарные сбрасывают коллектор на границе опасной зоны, который соединен с устройством с помощью одной линии подачи. В результате крошечный элемент «шланговый соединитель» также повлиял на внешний вид и дизайн пожарного устройства.

Воздействие на пожарные шланги и форсунки

Пожарные рукава должны выдерживать высокие растягивающие усилия во время эксплуатации. Они возникают как из-за давления, так и из-за потока. Величина осевого натяжения пожарного рукава составляет

где p - давление в шланге относительно давления окружающей среды, А1 - площадь поперечного сечения шланга, ρ - плотность воды, Q - объемный расход.[17] Это натяжение одинаково независимо от угла изгиба шланга.

Когда насадка подсоединяется к шлангу и вода выбрасывается, насадка должна быть закреплена якорем, например, руками пожарного. Этот якорь должен прикладывать силу в направлении струи, что называется реакцией сопла. Величина реакции сопла - это импульсный расход струи,

куда А2 - площадь поперечного сечения сопла.[17]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Давление разрыва». Архивировано из оригинал 3 августа 2018 г.
  2. ^ Мэтисон, Юинг. Книга помощи машиностроительным предприятиям за рубежом. Лондон: Лондон, Нью-Йорк, E. & F. N. Spon, 1878. Print.
  3. ^ а б Форнелл, Дэвид П. Справочник по управлению потоками пожаров. Сэдл-Брук, Нью-Джерси: Пожарная инженерия, 1991. Печать.
  4. ^ Саттон, Питер К. Ян ван дер Хейден 1637–1712. Нью-Йорк: Издательство Йельского университета, 2006. Печать.
  5. ^ «Развитие пожарного рукава». Интернет
  6. ^ Гилберт, Даррелл. «История пожарного рукава». Обсуждение Короны. Интернет. 19 октября 2009 г. Crownshoptalk.com
  7. ^ Шарф, Дж. Томас и Томпсон Уэсткотт. История Филадельфии, 1609-1884 гг.. Филадельфия: L.H. Everts & Co., 1884. 1095. Print. https://books.google.com/books?id=8uYkAAAAYAAJ
  8. ^ "Регламент системы стояков и шлангов" 1910.158 (c) (3) (ii)
  9. ^ "Пожарный шланг." Как производятся продукты. Эд. Стейси Л. Блахфорд. Гейл Сенсагаж, 2002. eNotes.com. 2006. 22 ноября 2009 г. Пожарный шланг
  10. ^ Грейчек, Рональд (декабрь 2010 г.). «Эволюция шлангового пакета». Журнал Wildland Fire.
  11. ^ а б NFPA 1961: Пожарный шланг. Национальная ассоциация противопожарной защиты, 1997 г.
  12. ^ а б NFPA 1963: Соединения пожарных рукавов. Национальная ассоциация противопожарной защиты, 1993.
  13. ^ а б Голдуотер, Сэм и Роберт Ф. Нельсон. «Применение гибких трубопроводов большого диаметра Super Aquaduct в пожарной службе». Пожарная инженерия (апрель 1997 г.): 147-149.
  14. ^ Отчет Национальной ассоциации противопожарной защиты. Представлено Жаклин Уилмот. Вт 3 мая 2016 [1]
  15. ^ а б c d е ж грамм час "Пожарный шланг." Как производятся продукты. Эд. Стейси Л. Блахфорд. Gale Cengage, 2002. eNotes.com. 2006. 22 ноября 2009 г. Пожарный шланг
  16. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал 28 июля 2013 г.. Получено 18 сентября 2013.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  17. ^ а б >«Реакция сопла пожарного (2017)». Fire Technology S.K. Чин, П. Сандерленд, Дж. Йомаас. Дои:10.1007 / s10694-017-0661-3.

внешняя ссылка