Een brandslanghaspel is een vast brandbestrijdingsapparaat dat is ontworpen om te zorgen voor een gecontroleerde toevoer van water via een slang die handmatig in de richting van een brand kan worden ingezet. In tegenstelling tot een draagbare brandblusser wordt een slanghaspel aangesloten op de watertoevoer van een gebouw, waardoor de operator toegang heeft tot een continue waterstroom terwijl het toevoersysteem de vereiste hydraulische omstandigheden handhaaft.
Het werkingsprincipe is relatief eenvoudig:
De haspel zelf bevat echter verschillende mechanische componenten die bepalen hoe de slang wordt opgeslagen, ingezet, gedraaid en opgewikkeld. De interactie tussen de hydraulische en mechanische systemen maakt een brandslanghaspel praktisch voor vaste brand-installaties.
Wat is het werkingsprincipe van een brandslanghaspel?
Een brandslanghaspel combineert twee functies:
- Mechanisch slangbeheer- de slang op een gecontroleerde manier opslaan en inzetten.
- Hydraulische waterlevering- water overbrengen van een vaste toevoerleiding via de slang naar het mondstuk.
Wanneer het systeem klaar is voor gebruik, blijft de slang om de haspeltrommel gewikkeld. De wateraansluiting is aangesloten op de brandwatervoorziening- van het gebouw.
Tijdens een noodgeval doet de operator doorgaans het volgende:
- Opent de kast of heeft toegang tot de haspel.
- Trekt de slang richting het vuur.
- Zorgt ervoor dat de haspeltrommel kan draaien terwijl de slang wordt teruggetrokken.
- Opent de waterregelklep-, afhankelijk van de systeemconfiguratie.
- Richt het mondstuk op het vuur.
- Regelt de waterstroom bij het mondstuk.
De haspel genereert dus niet zelf waterdruk. De watervoorziening van het gebouw zorgt voor de hydraulische druk; de haspel zorgt voor gecontroleerde opslag en plaatsing van de slang.
Hoofdcomponenten van een brandslanghaspel
Door de componenten te begrijpen, wordt het werkingsprincipe gemakkelijker te visualiseren.
| Onderdeel | Primaire functie |
|---|---|
| Spoel trommel | Bewaart de slang in gecontroleerde rollen |
| Frame/beugel | Ondersteunt de haspelconstructie |
| Spindel/as | Biedt de rotatie-as |
| Draai-/draaischarnier | Maakt wateroverdracht mogelijk terwijl de haspel draait |
| Slang | Brengt water naar het vuur |
| Slanggeleider | Controleert de beweging van de slang tijdens het inzetten |
| Isolatie-/regelklep | Regelt de watervoorziening |
| Mondstuk | Stuurt en reguleert de waterstroom |
| Slangstopper | Beperkt de volledig ingetrokken positie van de slang |
| Veermechanisme | Rolt de slang automatisch op bij-modellen met veeraandrijving |
| Kastje | Beschermt de montage en zorgt voor een toegankelijk installatiepunt |
Niet elke brandslanghaspel maakt gebruik van exact dezelfde mechanische opstelling. Het interne ontwerp hangt af van het feit of de haspel handmatig opwinden,-veerondersteund opwinden of een ander mechanisme gebruikt.
Hoe water de brandslang bereikt
De hydraulische kant van het systeem begint met de watervoorziening van het gebouw.
Een vereenvoudigd stroompad is:
De druk die beschikbaar is op de slanghaspelinstallatie moet verschillende vormen van weerstand overwinnen, waaronder:
- pijpwrijving;
- slangwrijving;
- uitrusting;
- hoogteverschil;
- weerstand van het mondstuk;
- stroomvereisten.
Daarom kan de daadwerkelijke prestatie van een brandslanghaspel niet alleen op basis van de haspel worden bepaald.
Een haspel kan een bepaalde slangdiameter en mondstukconfiguratie hebben, maar de beschikbare waterstroom is afhankelijk van het complete hydraulische systeem.
Hoe draait de spoel?
De slang is om een cilindrische trommel gewikkeld.
Wanneer de operator de slang naar buiten trekt, ontstaat er door de trekkracht een draaimoment rond de haspelas.
De haspel draait terwijl de slang de trommel verlaat.
Bij een door een veer-aangedreven haspel windt deze rotatie ook het interne veermechanisme op. De opgeslagen mechanische energie kan vervolgens worden gebruikt om de trommel in de tegenovergestelde richting te laten draaien en de slang op te wikkelen.
Bij een handmatig opgewikkelde haspel draait de operator aan een hendel of zwengel om de slang terug te brengen naar de trommel.
Hoe werkt een veer-aangedreven brandslanghaspel?
Door veer-aangedreven haspels gebruiken een voorgespannen mechanische veer om de slang automatisch terug te trekken.
De bedieningsvolgorde kan worden weergegeven als:
De veer is normaal gesproken mechanisch verbonden met de haspeltrommel.
Terwijl de operator de slang eruit trekt:
Trommelrotatie → veerwikkeling → mechanische energieopslag
Wanneer de slang wordt losgelaten of de operator intrekking toestaat:
Opgeslagen veerenergie → trommelrotatie → slangoprollen
De veer moet voldoende koppel leveren over de nuttige slanglengte.
Dit is belangrijk omdat het vereiste koppel verandert naarmate de slangpositie verandert en naarmate de effectieve wikkelradius verandert.
Waarom is veerkoppel belangrijk?
Het veerkoppel is een van de belangrijkste mechanische kenmerken van een automatische slanghaspel.
Als het veerkoppel te laag is:
- de slang trekt zich mogelijk niet volledig terug;
- het laatste deel mag los blijven;
- slangspoelen kunnen ongeorganiseerd raken;
- terugspoelen kan inconsistent worden.
Als het veerkoppel te hoog is:
- terugtrekking kan onnodig agressief worden;
- de slang kan te snel bewegen;
- de operator kan moeite hebben met het beheersen van het terugtrekken;
- mechanische belastingen op de haspelconstructie kunnen toenemen.
Een goed ontworpen veermechanisme moet daarom in evenwicht zijn:
Dit is een reden waarom de veer moet worden afgestemd op de specifieke haspel- en slangconfiguratie in plaats van onafhankelijk te worden geselecteerd.
Hoe werkt een handmatige brandslanghaspel?
Een handmatige brandslanghaspel maakt geen gebruik van opgeslagen veerenergie voor het automatisch oprollen.
In plaats daarvan draait de operator een handwiel of kruk die is aangesloten op de haspelas.
Het basisproces is:
Handmatige haspels zijn mechanisch eenvoudig en kunnen nuttig zijn wanneer:
- het inzetten van slangen komt relatief zelden voor;
- automatisch intrekken is niet nodig;
- de slang is relatief lang of zwaar;
- de installatie geeft de voorkeur aan directe mechanische controle.
Het belangrijkste verschil met een veer-aangedreven haspel is de bron van de terugspoelkracht.
| Functie | Veer-aangedreven haspel | Handmatige haspel |
|---|---|---|
| Slang inzet | Handmatig | Handmatig |
| Terugspoelen | Lente-ondersteund/automatisch | Hand-bediend |
| Energiebron | Mechanische veer | Exploitant |
| Terugtrekkingscontrole | Gecontroleerd door een mechanisme | Rechtstreeks bestuurd door de operator |
| Mechanische complexiteit | Hoger | Lager |
| Inspanning van de operator tijdens het terugspoelen | Lager | Hoger |
Wat doet de wartel?
De wartel, oftewel roterende wateraansluiting, lost een belangrijk mechanisch probleem op.
De haspeltrommel moet draaien, maar de watertoevoer- blijft stilstaan.
Zonder een roterende verbinding zou bij continue rotatie van de slang torsiespanning op de vaste waterleiding of slangaansluiting ontstaan.
De wartel zorgt voor een roterende interface tussen de stationaire watertoevoer en de roterende haspel.
Conceptueel:
De wartel moet daarom twee functies tegelijkertijd vervullen:
- rotatiebeweging toestaan;
- zorg voor een afgesloten waterdoorgang.
De afdichtingselementen moeten bestand zijn tegen de bedrijfsdruk, temperatuur en wateromstandigheden van het systeem.
Een versleten wartel kan leiden tot:
- lekkage;
- verhoogde rotatieweerstand;
- waterverlies;
- moeilijke beweging van de haspel;
- voortijdig falen van componenten.
Hoe verlaat de slang de haspel?
De slang glijdt niet zomaar rechtstreeks uit de trommel.
Veel haspelontwerpen bevatten een slanggeleider of uitlaatgeleider om de richting van de slang te regelen.
De gids helpt:
- wrijving tegen de kast verminderen;
- handhaaf een gecontroleerde terugtrekhoek;
- slangbeweging verdelen;
- gelokaliseerde buiging verminderen;
- de uitlijning van het terugspoelen verbeteren.
Dit wordt steeds belangrijker wanneer de slanghaspel in een kast wordt geïnstalleerd.
De kastopening, slanggeleider, haspelpositie en buigradius van de slang moeten als één mechanisch systeem worden behandeld.
Waarom is de trommeldiameter belangrijk?
De trommeldiameter heeft invloed op hoe de slang buigt en hoe deze wordt opgeslagen.
Wanneer de slang om een trommel wordt gewikkeld, ondervindt deze buigspanning. Een kleinere trommel zorgt over het algemeen voor een strakkere bocht.
De haspel moet compatibel zijn met de minimaal aanbevolen buigradius van de slang.
Een te kleine trommel kan overmatig buigen veroorzaken en kan bijdragen aan:
- vervorming van de slang;
- verhoogde weerstand tijdens inzet;
- versnelde slangslijtage;
- moeite met terugspoelen;
- verminderde levensduur.
De trommel bepaalt ook hoeveel slang er kan worden opgeslagen.
Hoe wordt de slang op de trommel gewikkeld?
Bij het goed oprollen gaat het niet alleen om het terugplaatsen van de slang op de haspel.
De slang moet gecontroleerde lagen over de trommelbreedte vormen.
Tijdens het oprollen werken de haspel en de slanggeleider samen om te voorkomen dat:
- willekeurige overlapping;
- gelokaliseerd stapelen;
- buitensporige gaten;
- slang knellen;
- ongelijke verdeling.
Op automatische haspels zorgt de veer voor de rotatiekracht, terwijl de operator of gids het slangtraject regelt.
Als de slang herhaaldelijk onder een verkeerde hoek wordt opgerold, kan het resulterende spoelpatroon ongelijkmatig worden.
Dit kan uiteindelijk de capaciteit en inzet van de haspel beïnvloeden.
Wat gebeurt er als de slang volledig is uitgetrokken?
Een goed geconfigureerde haspel is ontworpen rond een gedefinieerde slanglengte.
Wanneer de slang volledig uitgetrokken is:
- de beschikbare slanglengte neemt af;
- de resterende slang blijft op de trommel;
- de operator het beoogde werkbereik bereikt.
Er kan een slangstopper of een soortgelijk mechanisme worden gebruikt om de teruggetrokken positie te bepalen of de eindlocatie van de slang te beheren.
De haspel mag niet worden behandeld als een mechanisme dat veilig een onbeperkte slanglengte kan herbergen.
Zowel de slangcapaciteit als de trommelgeometrie moeten tijdens de selectie worden vastgesteld.
Hoe regelt het mondstuk water?
Het mondstuk zet de waterstroom in de slang om in een gerichte afvoer.
De geometrie beïnvloedt:
- ontladingspatroon;
- stroomsnelheid;
- snelheid;
- effectief bereik;
- bediening door de operator.
Afhankelijk van het systeemontwerp kan het mondstuk verschillende uitblaasmodi bieden, zoals een meer geconcentreerde straal of een breder sproeipatroon.
Het mondstuk moet daarom worden beschouwd als onderdeel van het hydraulische ontwerp en niet alleen als een accessoire dat aan het slanguiteinde is bevestigd.
Hydraulische prestaties van de brandslanghaspel
De prestaties van een slanghaspel worden bepaald door verschillende hydraulische parameters.
Belangrijke factoren zijn onder meer:
Beschikbare toevoerdruk − systeemverliezen=beschikbare druk bij het mondstuk
Daarom bewijst het simpelweg opgeven van de maximale druk van een slanghaspel niet dat de installatie de vereiste brandbestrijdingsprestaties zal leveren.
Welke invloed heeft de slangdiameter op de werking?
De interne diameter van de slang heeft rechtstreeks invloed op de hydraulische weerstand.
Voor een gegeven stromingstoestand kan het verkleinen van de interne diameter de wrijvingsverliezen aanzienlijk vergroten.
Tegelijkertijd kan een grotere slang:
- draag meer water;
- verhoog het slanggewicht;
- een grotere haspel nodig hebben;
- vergroot het opslagvolume;
- vereisen een groter terugtrekkoppel.
Dit creëert een technische afweging-.
| Slang karakteristiek | Kleinere identiteitskaart | Groter identiteitsbewijs |
|---|---|---|
| Water-draagvermogen | Lager | Hoger |
| Wrijvingsverlies bij vergelijkbare stroming | Over het algemeen hoger | Over het algemeen lager |
| Gewicht van de slang | Lager | Hoger |
| Eis aan haspelcapaciteit | Lager | Hoger |
| Terugtrekking belasting | Lager | Hoger |
De juiste diameter is dus afhankelijk van de benodigde hydraulische prestaties en haspelontwerp.
Waarom is de slanglengte belangrijk?
Een langere slang vergroot het fysieke dekkingsgebied rond de haspel, maar verandert ook de mechanische en hydraulische eisen.
Het vergroten van de slanglengte kan resulteren in:
- hoger slanggewicht;
- grotere eisen aan de haspelcapaciteit;
- grotere trommelafmetingen;
- grotere eisen aan het veerkoppel;
- verhoogd wrijvingsverlies;
- grotere trekafstand voor de machinist.
Als u bijvoorbeeld eenvoudigweg een standaardslang vervangt door een aanzienlijk langere slang zonder de haspelcapaciteit en het veerkoppel te controleren, kan dit tot slechte opwikkelprestaties leiden.
De slanglengte dient daarom samen met de haspel te worden opgegeven.
Werkcyclus van de brandslanghaspel
De volledige mechanische en hydraulische cyclus kan als volgt worden samengevat.
De slang wordt volledig rond de trommel gewikkeld. Het watersysteem wordt volgens het installatieontwerp op de haspel aangesloten.
De operator opent de kast of heeft toegang tot de blootliggende haspel.
De operator trekt de slang richting het vuur. De trommel draait terwijl de slang de haspel verlaat.
De juiste klep/sproeier regelt de waterafvoer.
Water stroomt continu door de slang terwijl de operator het mondstuk richt.
Na gebruik wordt de slang terug op de haspel gelegd. Bij een door een veer-aangedreven model draait de opgeslagen veerenergie de trommel. Bij een handmatig model draait de operator de kruk.
De slang wordt opgerold en de apparatuur wordt teruggebracht naar de aangewezen positie voor toekomstig gebruik.
Wat gebeurt er tijdens het gebruik in de haspel?
Een vereenvoudigde mechanische volgorde voor een veer-aangedreven haspel ziet er als volgt uit:
↓
Trommel draait
↓
De lente is gespannen
↓
Slang verlengt
↓
Water stroomt door roterende verbinding
↓
Operator gebruikt mondstuk
↓
Slang is losgelaten/teruggestuurd
↓
De lente maakt opgeslagen energie vrij
↓
Trommel draait achteruit
↓
Slang wordt opgerold
Dit illustreert een belangrijk punt: de mechanische en hydraulische systemen werken gelijktijdig, maar vervullen verschillende functies.
De veer genereert niet de waterstroom.
De waterdruk spoelt de slang niet op.
Elk systeem heeft zijn eigen rol.
Veelvoorkomende mechanische problemen met brandslanghaspels
Als u begrijpt hoe een haspel werkt, kunnen veelvoorkomende problemen ook gemakkelijker worden gediagnosticeerd.
| Probleem | Mogelijke oorzaak |
|---|---|
| Slang trekt niet volledig terug | Onvoldoende veerkoppel, overmatig slanggewicht, wrijving |
| Haspel is moeilijk te draaien | Lager, wartel, uitlijning of mechanische weerstand |
| Slang komt ongelijkmatig naar buiten | Slechte wikkeling, verkeerde uitlijning van de geleider |
| Slang schuurt tegen kast | Onjuiste uitlaatpositie of kastruimte |
| Er lekt water bij de roterende aansluiting | Probleem met wartelafdichting of verbinding |
| Slang is moeilijk te trekken | Overmatige wrijving, slechte uitlijning van de haspel, strakke buiging |
| Slangcapaciteit is onvoldoende | Verkeerde trommel/slang-combinatie |
| Het terugtrekken is te agressief | Overmatig veerkoppel of onjuiste veerselectie |
| De slang vertoont knikken | Slechte opslag, buiging, geleidingsopstelling |
| Kast belemmert de beweging van de slang | Onjuiste integratie kast/haspel |
Bij een goed probleemoplossingsproces moet de volledige montage worden onderzocht in plaats van dat de haspel onmiddellijk wordt vervangen.
Welke invloed heeft een brandslanghaspelkast op de werking van de haspel?
Wanneer een slanghaspel in een kast wordt geïnstalleerd, wordt de kast onderdeel van de mechanische werkomgeving.
Drie dimensies zijn bijzonder belangrijk:
Als deze slecht op elkaar zijn afgestemd, kan de slang in contact komen met:
- kastranden;
- deurkozijnen;
- scharnieren;
- slanguitlaten;
- omringende bouwconstructies.
Dit zorgt voor extra weerstand tijdens het in- en uitklappen.
Om deze reden moet een kast voor brandslanghaspels voldoende ruimte rondom de haspel bieden en een soepele slanguitgang behouden.
Brandslanghaspel versus draagbaar brandblusser
Een slanghaspel en draagbare blusser werken volgens fundamenteel verschillende principes.
| Functie | Brandslanghaspel | Draagbare brandblusser |
|---|---|---|
| Waterbron | Vaste watervoorziening | Opgeslagen blusmiddel |
| Bedrijfsduur | Afhankelijk van watervoorziening | Beperkte hoeveelheid agenten |
| Slang | Aangesloten op vaste haspel | Meestal korte afvoerslang |
| Inzet | Trek de slang van de haspel | Draag de eenheid om te vuren |
| Mechanische opslag | Spoel trommel | Geen roterende voorraadtrommel |
| Primair medium | Meestal water | Water, schuim, poeder, CO₂, etc. |
| Installatie | Vaste locatie | Draagbaar |
Een slanghaspel kan daarom het beste worden begrepen als een vast water-afleverapparaat met geïntegreerd slangbeheer, in plaats van simpelweg een grotere blusser.
Belangrijke parameters die bepalen hoe een brandslanghaspel werkt
Voor ingenieurs en kopers moeten de volgende parameters samen worden geëvalueerd.
| Parameter | Mechanisch/hydraulisch effect |
|---|---|
| Slang lengte | Bepaalt dekking, capaciteit en terugtrekbelasting |
| Slang-ID | Beïnvloedt de stromingsweerstand |
| Slang buitendiameter | Beïnvloedt de capaciteit van de haspel |
| Trommeldiameter | Bepaalt de buiggeometrie van de slang |
| Trommelbreedte | Bepaalt de opslagcapaciteit |
| Werkdruk | Definieert hydraulische bedrijfsomstandigheden |
| Type mondstuk | Beïnvloedt de afvoerkarakteristieken |
| Veer koppel | Bepaalt automatisch terugtrekken |
| Draaispecificatie | Maakt roterende wateroverdracht mogelijk |
| Slanggeleider | Regelt de inzet en het terugspoelen |
| Montagerichting | Heeft invloed op de beweging van de haspel en het slangtraject |
| Kabinetsopruiming | Beïnvloedt de implementatie |
| Omgevingstemperatuur | Heeft invloed op slangen, afdichtingen en haspelcomponenten |
| Corrosie omgeving | Bepaalt materiaal- en coatingvereisten |
Hoe u een brandslanghaspel selecteert op basis van het werkingsprincipe
De selectie moet beginnen met de vereiste brandbestrijdingsfunctie en niet met het uiterlijk van de haspel.
Een praktische volgorde is:
Bepaal de vereiste stroom- en drukomstandigheden volgens het toepasselijke brandbeveiligingsontwerp-.
Specificeer:
- slang-ID;
- slang buitendiameter;
- lengte;
- drukwaarde;
- temperatuurbereik;
- buig kenmerken.
Rekening:
- trommelcapaciteit;
- trommeldiameter;
- montagerichting;
- draaibaar;
- slanggeleider;
- terugspoelmechanisme.
Verifiëren:
- interne afmetingen;
- slanguitlaat;
- deuropening;
- montagemethode;
- bescherming van het milieu.
Controleer of de watertoevoer, het leidingwerk, de klep, de haspel, de slang, het mondstuk en de kast samenwerken als één systeem.
Conclusie
Een brandslanghaspel werkt door een vaste watertoevoer te combineren met een gecontroleerde mechanische slangopslag.
De watervoorziening levert de hydraulische energie die nodig is om water af te voeren. Dankzij de oproltrommel kan de slang compact worden opgeborgen en worden uitgerold door deze naar buiten te trekken. Dankzij een wartel kan de trommel draaien terwijl de wateraansluiting behouden blijft, terwijl een slanggeleider het slangtraject regelt. Bij modellen met veer- slaat de haspel mechanische energie op tijdens het uitrollen en gebruikt deze energie om de slang na gebruik op te rollen. Handmatige modellen zijn voor het terugspoelen afhankelijk van een handbediende-zwengel.
De belangrijkste engineeringrelaties zijn:
Daarom is het onvoldoende om een brandslanghaspel alleen op slanglengte of externe afmetingen te beoordelen. Slangdiameter, trommelgeometrie, veerkoppel, draaiconstructie, mondstukkarakteristieken, kastruimte en de beschikbare watertoevoer moeten allemaal worden beschouwd als onderdeel van hetzelfde brandbeveiligingssysteem-.
