РОБОТИЗИРОВАННЫЙ МОБИЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ОЧИСТКИ И ДЕЗИНФЕКЦИИ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
ROBOTIC MOBILE CENTER OF TREATMENT AND DISINFECTION OF EVAPORATION SYSTEM AND AIR CONDITIONING

Изобретение относится к способам очистки внутренних полостей систем вентиляции и кондиционирования воздуха, в частности, пассажирских вагонов железнодорожного подвижного состава гранулами диоксида углерода (сухого льда).
Целью данной разработки является повышение качества очистки воздуховодов пассажирских вагонов для снижения риска возникновения у пассажиров симптомов респираторных заболеваний и повышения комфортности проезда в поездах ОАО «РЖД».
В настоящее время регулярная очистка воздуховодов пассажирских вагонов не проводится - это объясняется большими неудобствами, возникающими при существующих методах очистки. Основным из способов очистки воздуховодов пассажирских вагонов, применяемых в пассажирских депо, является очистка с помощью сжатого воздуха. Но этот способ имеет два существенных недостатка: вся пыль, поднимаемая сжатым воздухом, вырывается наружу, загрязняя салон вагона; сжатый воздух не способен уничтожить вредные микроорганизмы, осевшие на поверхности воздуховода, а только лишь еще больше расширяет очаги скопления болезнетворных бактерий и способствует их переносу в салон вагона.
Известно устройство AERO-30 для очистки поверхностей гранулами сухого льда (см. Новейшие современные технологии в области очистки сухим льдом. DEMETRA - 2000М. Компания COLD JET Inc. Реклама на промышленных сайтах htpp:/www/co2blast.com/tech/elektro /phtml).
Известное устройство содержит насадку с направляющим соплом, установленную на трехкоординатном манипуляторе, связанную гибким пневмопроводом с дозатором гранул, источник избыточного давления несущего газа.
Процесс очистки и дезинфекции воздуховодов сухим льдом происходит за счет воздействия частиц, ускоренных в струе сжатого воздуха, на очищаемую поверхность, а также мгновенной сублимации (испарения) гранул сухого льда при соударении с поверхностью. По объему углекислый газ превосходит сухой лед примерно в 800 раз, поэтому сублимация в течение нескольких миллисекунд вызывает микровзрыв в точке воздействия, не только отслаивающий загрязнения, но и уничтожающий микроорганизмы.
Аналогичные зарубежные установки фирм: LIFA AIR, Dan Dust (Herning), Danduct Clean и др. для очистки воздуховодов промышленных и жилых зданий не адаптированы для применения на железнодорожном транспорте.
Известна также мобильная установка для очистки сухим льдом воздушных судов (патент FR №2837123 от 2003-09-19, заявитель AERO STRIP (FR), которая является наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Установка содержит самодвижущееся шасси с опорными роликами, одна пара из которых выполнена управляемой с возможностью поворота, на корпусе установлена посредством телескопической штанги форсунка для подачи сухого льда, видеокамера, а также установлены привод, кинематически связанный с роликами и форсункой, органы управления и пульт управления, установленный вне корпуса, связанный кабелем с приводом и органами управления, рукав подачи гранул, связывающий емкость для гранул с форсункой и нагнетателем гранул.
Недостатки известной установки заключаются в том, что форсунка не может быть продвинута на всю длину воздуховода для качественной чистки и дезинфекции внутренних полостей воздуховода, а самодвижущееся шасси применяется соответственно своим размерам исключительно снаружи.
Задача изобретения состоит в том, чтобы расширить область использования устройства и улучшить качество очистки, в частности, внутренних полостей воздуховодов, а точнее воздуховодов пассажирских вагонов.
При решении поставленной задачи приемами, очевидными для среднего специалиста, обладающего знаниями в области ремонта железнодорожного подвижного состава, возникает техническое противоречие: с одной стороны, необходимо обеспечить обработку внутренний поверхностей воздуховодов; с другой - известная установка при всей ее мобильности не позволяет проникнуть форсунке на всю длину воздуховода для качественной чистки и дезинфекции внутренних полостей воздуховода.
Поставленная задача решается тем, что известный роботизированный мобильный комплекс очистки гранулами диоксида углерода - сухого льда, содержащий самодвижущееся шасси с опорными роликами, одна пара из которых выполнена управляемой с возможностью поворота, корпус, в котором установлены форсунка для подачи сухого льда, видеокамера, привод, кинематически связанный с органами управления роликами и форсункой, и установленные вне корпуса пульт управления, связанный кабелем с приводом и органами управления, рукав подачи гранул, связывающий емкость для гранул с форсункой и нагнетателем гранул, согласно изобретению отличается тем, что корпус выполнен аэродинамическим, колесное шасси дополнительно снабжено подпружиненным роликом, оппозитно установленным относительно опорных роликов, причем все ролики снабжены пробозаборным съемным валиком, форсунка установлена с возможностью вращения в плоскости, поперечной корпусу, на поворотном патрубке, ось вращения которого совпадает с продольной осью корпуса, причем патрубок расположен под углом 90-115° к продольной оси, а корпус дополнительно снабжен дефлекторными прорезями, расположенными на нижней и боковых поверхностях корпуса, связанными с отсасывающим рукавом дополнительно введенного пылесоса.
Удаление шлама из короба воздуховода производится за счет разрежения промышленного пылесоса, подключенного при помощи гибкого шланга к щелевидным дефлекторам, расположенным на корпусе модуля.
Кроме того, разница температур поверхности и сухого льда создает эффект термического шока: при охлаждении поверхности между ней и загрязнением образуется воздушная прослойка, которая способствует процессу очистки.
В целом, применение данного изобретения для очистки воздуховодов пассажирских вагонов будет являться качественно новым подходом к технологическому процессу ремонта железнодорожного подвижного состава.
Отличительные признаки в совокупности обеспечивают более качественную комплексную технологию очистки и дезинфекции поверхностей, расширяют область применения способа и устройства, в частности, за счет очистки внутренних полостей воздуховодов.
Изобретение поясняется схемой, где показан роботизированный мобильный комплекс очистки и дезинфекции системы вентиляции и кондиционирования воздуха пассажирских вагонов.
Мобильный комплекс содержит самодвижущееся колесное шасси 1, на котором установлен корпус 2, привод 3, опорные ролики (колеса) 4, одна пара из которых выполнена управляемой с возможностью поворота, в корпусе 2 установлены форсунка 5 для подачи сухого льда, видеокамера 6, привод 3 кинематически связан с органами управления (не показаны) роликами 4 и форсункой 5, и установленные вне корпуса пульт управления, связанный кабелем с приводом 3 и органами управления, рукав 7 подачи гранул, связывающий емкость 8 для гранул с форсункой 5 и нагнетателем 9 гранул. При этом корпус 2 выполнен аэродинамическим, колесное шасси 1 дополнительно снабжено подпружиненным роликом 10, оппозитно установленным относительно опорных роликов 4, причем все ролики 4, 10 снабжены пробозаборным съемным валиком 11, форсунка 5 установлена с возможностью вращения в плоскости, поперечной корпусу 2, на поворотном патрубке 12, ось вращения которого совпадает с продольной осью корпуса 2, причем патрубок 12 расположен под углом 90-115° к продольной оси, а корпус 2 дополнительно снабжен дефлекторными прорезями 13, расположенными на нижней и боковых поверхностях корпуса 2, связанными с отсасывающим рукавом 14 дополнительно введенного пылесоса (не показан).
Устройство работает следующим образом.
Вначале на отдельном устройстве изготавливают гранулы сухого льда необходимой формы и размеров.
Мобильный комплекс запускают через лючок в систему вентиляции и кондиционирования воздуха пассажирского вагона, включают привод и посредством пульта управления и органов управления перемещают шасси 1 по коробу воздуховода. Одновременно включают нагнетатель 9 гранул. Поток воздуха захватывает в емкости 8 гранулы сухого льда, разгоняет их по рукаву 7 и через форсунку 5 под давлением мечет их на очищаемую поверхность.
Форсунка 5, установленная с возможностью вращения в плоскости, поперечной корпусу 2, на поворотном патрубке 12, ось вращения которого совпадает с продольной осью корпуса 2, обеспечивает обработку всех внутренних поверхностей воздухопровода.
Под действием кинетической энергии гранул и мгновенного изменения их агрегатного состояния, при котором происходит резкое изменение давления на поверхности, загрязнения отслаиваются от поверхности и опадают в шлам, гранулы сублимируются (испаряются) в виде углекислого газа, который оседает вниз и удаляется со шламом через дефлекторные прорези 13, расположенные на нижней и боковых поверхностях корпуса 2, связанные отсасывающим рукавом 14 с пылесосом, установленным снаружи.
Одновременно идет контроль физических и механических параметров поверхности, например микронеровностей, посредством видеокамеры 6. Оператор определяет «грязно-чисто» и, соответственно, изменяет массовую подачу гранул и избыточное давление.
Корпус 2, выполненный аэродинамическим, не препятствует потокам гранул и отсосу шлама. Снабжение колесного шасси 1 подпружиненным роликом 10, оппозитно установленным относительно опорных роликов 4, обеспечивает прижим роликов 4. Все ролики 4, 10 снабжены пробозаборным съемным валиком 11 для взятия микробиологической пробы, которая осуществляется путем контакта и налипания на валик поверхностных наслоений.
Процесс очистки воздуховодов сухим льдом идентичен пескоструйному или дробеметному процессу, процессу очистки пластиковыми гранулами или процессу очистки содой, в которых частицы ускоряются в струе сжатого воздуха (или другого инертного газа) для воздействия на очищаемую или подготавливаемую поверхность. Однако существует несколько отличий. Во-первых, сухой лед - неабразивный материал, поэтому он не нарушает очищаемую поверхность. Во-вторых, уникальный аспект использования метода очистки сухим льдом - сублимация (испарение) гранул сухого льда при соударении с поверхностью. Быстрый теплообмен между гранулами и поверхностью и рассеяние энергии при воздействии вызывают сублимацию сухого льда в газ. По объему углекислый газ превосходит сухой лед примерно в 800 раз, поэтому сублимация за несколько миллисекунд вызывает микровзрыв в точке воздействия. Так как диоксид углерода испаряется, процесс очистки гранулами сухого льда не производит дополнительной субстанции для последующей уборки. Все, что должно быть убрано после очистки, - это загрязнения в виде шлама, удаляемые с очищаемой поверхности.
Промышленная применимость предложенного устройства не вызывает сомнений, поскольку отдельные элементы освоены порознь промышленностью.