Система протипожежного захисту автоматичних платформ (роботів), які використовуються при пожежогасінні

Реферат: Система протипожежного захисту автоматичних платформ (роботів), які використовуються при пожежогасінні, яка містить: теплозахисний корпус з легкого тугоплавкого матеріалу з високою питомою теплопровідністю з прокладеним в ньому щонайменше одним каналом водяного охолодження, розташований на корпусі відрізок водопровідної труби з вхідним отвором, оснащений рукавною головкою для підключення пожежного рукава, і вихідним отвором, розташованим на відрізку водопровідної труби та щонайменше один додатковий випускний отвір для відводу води в канал водяного охолодження корпусу, розташований на відрізку водопровідної труби, щонайменше один додатковий впускний отвір для повернення води з каналу водяного охолодження корпусу, щонайменше одну додаткову трубу з вбудованими в неї прохідним регульованим клапаном і регульованим водяним насосом, що з'єднує вихідний отвір для відводу охолоджуючої води і вхід каналу водяного охолодження корпусу, щонайменше одну додаткову трубу з розташованим на ній датчиком температури води, що з'єднує вихід каналу водяного охолодження корпусу і впускний отвір для повернення охолоджуючої води у відрізок водопровідної труби, розташований на автоматичній платформі і закритий теплозахисним корпусом блок процесора, який приймає сигнал від датчика температури і регулює роботу прохідного клапана і водяного насоса. Така система має підвищені теплозахисні характеристики і забезпечує більшу ефективність при пожежогасінні. UA 114586 C2 (12) UA 114586 C2 UA 114586 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до засобів протипожежного захисту автоматичних механічних платформ і призначений для використання переважно при пожежогасінні. Попередній рівень техніки Мобільні автономні і дистанційно керовані роботи, здатні надійно працювати в навколишньому горючому середовищі, відомі і використовуються під час гасіння пожеж. Особливо значиму допомогу протипожежний робот може надати під час пожеж на об'єктах нафтогазової, хімічної, вугільної промисловості, коли існують вкрай небезпечні умови для життя людини і існує ризик вибухів. Для забезпечення більшої надійності протипожежних роботів розробляються спеціальні засоби для їх протипожежного захисту. Наприклад, мобільний робот для роботи в горючому середовищі описаний в патенті США. No. 5440916, в тому числі, включає в себе захисний корпус, де знаходиться електромеханічні і електронні компоненти робота, який знаходиться під внутрішнім тиском, щоб запобігти вторгненню горючої атмосфери всередину корпусу. Недолік такого захисту - відсутність можливостей відводу тепла від корпусу, що обмежує час роботи робота в горючому середовищі. Протипожежний апарат, описаний в заявці на винахід США № 20100038098, дата публікації 18.02.2010, включає в себе, в тому числі, пристрій теплозахисту у вигляді спеціального охолоджуючого кожуха і витяжних вентиляторів. Така система захисту не може довго протистояти прямого впливу вогню на корпус апарата. Описаний в заявці на винахід США № 20110232925, дата публікації 29.09.2011, протипожежний робот включає в себе, в тому числі, розприскувачі води для охолодження зовнішньої поверхні корпусу робота. Недоліком такої системи протипожежного захисту є підвищені витрати води, крім того, можливе попадання води в осередки горіння нафтопродуктів при гасінні пожеж, що може призвести до посилення пожежі. Відомі охолоджуючі системи із замкнутим циклом циркулюючого теплоносія. Так в патенті Російської Федерації № 2127456, опубл. 10.03.1999, описано пристрій для охолодження електронної апаратури, яке, в тому числі, містить захисний герметичний корпус, охолоджуючий елемент і теплоносій, що циркулює в замкнутій системі. Така система може використовуватися і для захисту роботів. Недоліком цієї та всіх подібних систем із замкнутим циклом циркулюючого теплоносія є необхідність постійного відбору тепла від теплоносія, що в умовах прямого контакту з вогнем важко піддається реалізації. Найбільш близькою по технічній сутності до заявленої системі є охолоджуюча система, що застосовується для коробки передач пожежної машини, згідно Корейського патенту KR1020050097471, дата публікації 07.10.2005. У відомому пристрої забезпечується автоматичне управління подачею охолоджувальної води в залежності від температури трансмісійного масла. Охолоджується трансмісійне масло прискорювального вала відбору потужності з використанням води з протипожежного насоса. Вузол відбору потужності включає в себе холодильну камеру, лінію охолоджуючої води, клапан охолоджуючої води, температурний датчик для контролю температури трансмісійного масла, і контролер охолоджуючої води, який автоматично регулює відкриття та закриття клапана охолоджуючої води в залежності від температури, виміряної датчиком температури масла. Недоліком цієї системи є те, що з холодильної камери охолоджуюча вода відводиться назовні, що призводить до підвищених витрат води, а в разі використання подібної системи для теплового захисту протипожежних роботів, можливе попадання води в осередки горіння нафтопродуктів. Суть винаходу В основу винаходу поставлена задача шляхом зміни складу і взаємного розташування частин створити систему протипожежного захисту автоматичних платформ з підвищеними теплозахисними характеристиками. Поставлена задача вирішена тим, що система протипожежного захисту автоматичних платформ згідно з винаходом містить: (а) теплозахисний корпус з легкого тугоплавкого матеріалу з високою питомою теплопровідністю з прокладеним в ньому щонайменше одним каналом водяного охолодження і який максимально закриває поверхню автоматичної платформи; (б) розташований на корпусі відрізок водопровідної труби з вхідним отвором для входу основного потоку води, оснащений рукавною головкою для підключення пожежного рукава, і з вихідним отвором для виходу основного потоку води; (в) розташований на відрізку водопровідної труби щонайменше один додатковий випускний отвір для відводу охолоджуючої води в канал водяного охолодження корпусу; (г) розташований на відрізку водопровідної труби щонайменше один додатковий впускний отвір для повернення охолоджуючої води з каналу водяного охолодження корпусу; 1 UA 114586 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 (д) щонайменше одну додаткову трубу, з вбудованими в ній прохідним регульованим клапаном і регульованим водяним насосом, яка з'єднує вихідний отвір для відводу охолоджуючої води і вхід каналу водяного охолодження корпусу; (е) щонайменше одну додаткову трубу, з розташованим на ній датчиком температури охолоджуючої води, яка з'єднує вихід каналу водяного охолодження корпусу і впускний отвір для повернення охолоджуючої води в відрізок водопровідної труби; (ж) розташований на автоматичній платформі і закритий теплозахисним корпусом блок процесора, який приймає сигнал від датчика температури і регулює роботу прохідного клапана і водяного насоса. Розташування відрізка водопровідної труби на корпусі автоматичної платформи забезпечує просте підключення пожежного рукава. Наявність щонайменше одного впускного і одного випускного отвору на відрізку водопровідної труби створює умови для подачі частини води в канал водяного охолодження корпусу та повернення цієї охолоджуючої води назад в відрізок водопровідної труби. Таким чином, виключається попадання води в будь-які місця, не передбачені завданням пожежогасіння, і знижуються витрати води. Прохідний клапан регулює подачу охолоджуючої води в канал водяного охолодження корпусу, а водяний насос забезпечує необхідну різницю тисків для подальшого повернення охолоджуючої води в відрізок водопровідної труби. Температурний датчик вимірює температуру охолоджуючої води на виході з каналу водяного охолодження корпусу і передає інформацію на блок процесора. Блок процесора за заданою програмою і показниками температури охолоджуючої води управляє роботою прохідного клапана і водяного насоса з тим, щоб температура охолоджуючої води не перевищувала встановленого значення. Таким чином, забезпечується стабільна і ефективна робота всієї системи протипожежного захисту. Перша додаткова відмінність полягає в тому, що вихідний отвір відрізка водопровідної труби оснащений спеціальною головкою для підключення пінозмішувача. Наявність спеціальної головки забезпечує просте підключення пінозмішувача і дає можливість використовувати піну для гасіння пожежі. Таким чином розширюються протипожежні можливості автоматичної системи і підвищуються рівень її захисту, наприклад, в умовах гасіння пожежі нафтопродуктів при гасінні яких вода не використовується. Друге додаткова відмінність полягає в тому, що відрізок водопровідної труби оснащений кульовим шарніром і на автоматичної платформі розташований додатковий кроковий двигун для зміни спрямованості осі рухливості вихідного отвору рухомої частини відрізка водопровідної труби. Наявність кульового шарніра дозволяє, за допомогою спеціальних кронштейнів, виставляти напрямок осі рухливості вихідного отвору рухомої частини відрізка водопровідної труби в горизонтальній і вертикальній площинах, що забезпечує можливість змінювати напрямок виходу струменю піни або води при пожежогасінні. Таким чином, забезпечується більша ефективність гасіння пожежі шляхом направлення струменя піни або води на осередки займання. Наявність крокового двигуна дозволяє в автоматичному режимі, за допомогою кульового шарніра і спеціальних кронштейнів, змінювати напрямок виходу струменя води або піни. Управління роботою крокового двигуна здійснюється за допомогою процесора, також розташованого на автоматичній платформі або за заданою програмою, або оператором, який керує автоматичною платформою. Все перераховане дозволяє підвищити ефективність пожежогасіння і поліпшити протипожежний захист автоматичної платформи завдяки зменшенню часу необхідного для гасіння пожежі і, відповідно, часу контакту автоматичної платформи з вогнем. Далі суть винаходу пояснюється описом конструкції і роботи системи протипожежного захисту автоматичних платформ з посиланнями на креслення, де зображені на: фіг. 1 - система протипожежного захисту автоматичних платформ, що має теплозахисний корпус, відрізок труби з вхідним отвором, оснащеним рукавною головкою для підключення пожежного рукава і додатковими випускним і випускним отворами для охолоджуючої води, додатковим трубами з регульованим клапаном, водяним насосом, датчиком температури і блоком процесора; фіг. 2 - система протипожежного захисту автоматичних платформ в якій вихідний отвір відрізка водопровідної труби оснащений спеціальною головкою для підключення пінозмішувача; фіг. 3 - система протипожежного захисту автоматичних платформ в якій відрізок водопровідної труби оснащений кульовим шарніром, на платформі розташований додатковий крокової двигун, а впускний отвір охолоджуючої води розташований на нерухомій ділянці відрізка водопровідної труби; 2 UA 114586 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 фіг. 4 - система протипожежного захисту автоматичних платформ, в якій впускний отвір охолоджуючої води розташований на рухомій ділянці відрізка водопровідної труби, а додаткова труба для повернення охолоджуючої води, оснащена додатковим відрізком гнучкого шланга. Найкращі втілення винаходу Запропонована система протипожежного захисту автоматичних платформ в загальному випадку має (див. Фігуру 1): (а) теплозахисний корпус 1 з легкого тугоплавкого матеріалу з високою питомою теплопровідністю з прокладеним в ньому щонайменше одним каналом 3 водяного охолодження і який максимально закриває поверхню автоматичної платформи 2, (б) розташований на корпусі 1 відрізок 4 водопровідної труби з вхідним отвором 5 для входу основного потоку води, оснащений рукавною головкою 6 для підключення пожежного рукава, і з вихідним отвором 7 для виходу основного потоку води, (в) розташований на відрізку 4 водопровідної труби щонайменше один додатковий випускний отвір 8 для відводу охолоджуючої води в канал 3 водяного охолодження корпусу, (г) розташований на відрізку водопровідної труби щонайменше один додатковий впускний отвір для повернення охолоджуючої води з каналу водяного охолодження корпусу, (д) щонайменше одну додаткову трубу 10, з вбудованими в ній прохідним регульованим клапаном 11 і регульованим водяним насосом 12, яка з'єднує вихідний отвір 8 для відводу охолоджуючої води і вхід каналу 3 водяного охолодження корпусу, (е) щонайменше одну додаткову трубу 13, з розташованим на ній датчиком температури охолоджуючої води 14, яка з'єднує вихід каналу 3 водяного охолодження корпусу і впускний отвір 9 для повернення охолоджуючої води в відрізок 4 водопровідної труби, (ж) розташований на автоматичній платформі 2 і закритий теплозахисним корпусом 1 блок процесора 15, який приймає сигнал від датчика температури 14 і регулює роботу прохідного клапана 11 і водяного насоса 12. Кількість каналів 3 водяного охолодження може бути більше одного з тим, щоб максимально ефективно забезпечити охолодження всього об'єму теплозахисного корпусу 1. Відповідно, в разі наявності кількох каналів 3 водяного охолодження, повинно бути передбачено відповідна кількість випускних 8 і впускних 9 отворів і додаткових труб 10 і 11, що з'єднують ці отвори з каналами 3 водяного охолодження. Бажано, щоб вихідний отвір 7 відрізка 4 водопровідної труби був оснащений спеціальною головкою 16 для підключення пінозмішувача 17 (див. фігуру 2). Пінозмішувач 17 через шланг 18 під'єднується до ємності для піноутворювача 19. Наявність спеціальної головки 16 забезпечує просте підключення пінозмішувача 17 і дає можливість використовувати піну для гасіння пожежі. Також бажано, щоб відрізок 4 водопровідної труби був оснащений кульовим шарніром 20 і на автоматичній платформі був розташований додатковий кроковий двигун 21, які дозволять змінювати напрямок осі рухливості вихідного отвору рухомої частини відрізка 4 водопровідної труби (див. фігури 3 і 4). Кульовий шарнір 20 дозволяє, за допомогою спеціальних кронштейнів (не показаних на кресленнях), виставляти напрямок осі рухливості вихідного отвору 7 рухомої частини відрізка 4 водопровідної труби в горизонтальній і вертикальній площинах. Кроковий двигун 21 дозволяє в автоматичному режимі, за допомогою кульового шарніра 20 і спеціальних кронштейнів (не показаних на кресленнях), міняти напрям осі рухливості вихідного отвору 7 рухомої частини відрізка 4 водопровідної труби і, таким чином, управляти напрямком виходу струменя води або піни. Управління роботою крокового двигуна 21 може здійснюватися за допомогою блока процесора 15, розташованого на автоматичній платформі 2 або за заданою програмою, або оператором, який керує автоматичною платформою. При використанні крокового шарніра 20 додатковий впускний отвір 9 охолоджуючої води розташований або на нерухомій частині відрізка 4 водопровідної труби (як показано на фігурі 3), або на його рухомій частині (як показано на фігурі 4). В останньому випадку додаткова труба 13, що з'єднує вихід каналу водяного охолодження корпусу і додатковий впускний отвір 9 охолоджуючої води, оснащується додатковим відрізком гнучкого шланга 22, який має запас довжини для забезпечення безперешкодного руху осі рухливості рухомої частини відрізка 4 водопровідної труби. Легким тугоплавким матеріалом з високою питомою теплопровідністю для теплозахисного корпусу 1 може бути: - метал (алюміній, мідь і т.п.), а переважно - сплав металів (дюраль, бронза і т. д.). 3 UA 114586 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Особливості роботи описаної системи протипожежного захисту автоматичних платформ, що використовуються при пожежогасінні полягають в наступному. При входженні автоматичної платформи 2 в зону пожежі, за сигналом оператора або автоматично, в відрізок 4 водопровідної труби через підключений пожежний рукав подається вода. При цьому невелика частина потоку води по додатковій трубі 10, через випускний отвір 8, прохідний регульований клапан 11 і регульований водяний насос 12 подається в канал 3 водяного охолодження теплозахисного корпусу 1. Проходження води по каналу 3 всередині корпусу 1 забезпечує ефективний відбір тепла від матеріалу корпусу і відповідний нагрів води. Пройшовши по всьому каналу 3 водяного охолодження, вода по додатковій трубі 13, через впускний отвір 9, повертається в відрізок 4 водопровідної труби. Таким чином, виключається попадання води в будь-які місця, які не передбачені завданням пожежогасіння, і знижуються витрати води. Прохідний клапан 11 регулює подачу води в канал 3 водяного охолодження корпусу, а водяний насос 12 забезпечує необхідну різницю тисків для забезпечення повернення охолоджуючої води в відрізок 4 водопровідної труби. Температура охолоджуючої води вимірюється за допомогою датчика температури 14 на виході з каналу 3 водяного охолодження корпусу. Інформація про температуру води надходить на блок процесора 15. Блок процесора 15, за заданою програмою і показниками температури охолоджуючої води, управляє роботою прохідного клапана і водяного насоса з тим, щоб температура охолоджувальної води не перевищувала встановленого значення. Таким чином, забезпечується стабільна і ефективна робота всієї системи теплового захисту. У кращому варіанті здійснення даного винаходу, вихідний отвір 7 відрізка 4 водопровідної труби оснащується спеціальною головкою для підключення пінозмішувача. Цим забезпечується просте підключення пінозмішувача і дається можливість використовувати піну для гасіння пожежі. В цьому випадку автоматичну платформу 2 можна буде використовувати для гасіння пожеж нафтопродуктів, а також для гасіння інших випадків пожеж, коли не можна використовувати просту воду. Також в кращому варіанті здійснення даного винаходу, відрізок 4 водопровідної труби оснащується кульовим шарніром 20, а на автоматичній платформі 2 розташовується додатковий кроковий двигун 21. Наявність кульового шарніра 20 і крокового двигуна 21 дозволяє оператору автоматичної платформи 2, за допомогою спеціальних кронштейнів, змінювати напрямок виходу струменя піни або води в вертикальній і горизонтальній площині. Цей струмінь може бути спрямований на осередки займання і забезпечується більша ефективність гасіння пожежі. Всі елементи пропонованої системи протипожежного захисту автоматичних платформ, що використовуються при пожежогасінні, можна легко виготовити відомими способами на металообробних підприємствах. У порівнянні з відомими аналогами, пропонована система теплового захисту має підвищені теплозахисні характеристики і забезпечує більшу ефективність при пожежогасінні. Всі елементи пропонованої системи протипожежного захисту автоматичних платформ, що використовуються при пожежогасінні, можна легко виготовити відомими способами на металообробних підприємствах. У порівнянні з відомими аналогами, пропонована система протипожежного захисту має підвищені теплозахисні характеристики і забезпечує більшу ефективність при пожежогасінні. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Система протипожежного захисту автоматичних платформ (роботів), які використовуються при пожежогасінні, яка містить: теплозахисний корпус з легкого тугоплавкого матеріалу з високою питомою теплопровідністю з прокладеним в ньому щонайменше одним каналом водяного охолодження і який максимально закриває поверхню автоматичної платформи, розташований на корпусі відрізок водопровідної труби з вхідним отвором для входу основного потоку води, оснащений рукавною головкою для підключення пожежного рукава, і з вихідним отвором для виходу основного потоку води, розташований на відрізку водопровідної труби щонайменше один додатковий випускний отвір для відводу охолоджуючої води в канал водяного охолодження корпусу, розташований на відрізку водопровідної труби щонайменше один додатковий впускний отвір для повернення охолоджуючої води з каналу водяного охолодження корпусу, 4 UA 114586 C2 5 10 15 щонайменше одну додаткову трубу, з вбудованими в ній прохідним регульованим клапаном і регульованим водяним насосом, яка з'єднує вихідний отвір для відводу охолоджуючої води і вхід каналу водяного охолодження корпусу, щонайменше одну додаткову трубу, з розташованим на ній датчиком температури охолоджуючої води, яка з'єднує вихід каналу водяного охолодження корпусу і впускний отвір для повернення охолоджуючої води в відрізок водопровідної труби, розташований на автоматичній платформі і закритий теплозахисним корпусом блок процесора, який приймає сигнал від датчика температури і регулює роботу прохідного клапана і водяного насоса. 2. Система протипожежного захисту автоматичних платформ за п. 1, в якій вихідний отвір відрізка водопровідної труби оснащений спеціальною головкою для підключення пінозмішувача. 3. Система протипожежного захисту автоматичних платформ за п. 1, в якій відрізок водопровідної труби оснащений кульовим шарніром і на автоматичній платформі розташований додатковий кроковий двигун для зміни спрямованості осі рухливості вихідного отвору рухомої частини відрізка водопровідної труби. 5 UA 114586 C2 6 UA 114586 C2 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7