УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОЖАРА И ВЗРЫВА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
DEVICE FOR PREVENTION OF FIRE AND EXPLOSION OF VEHICLE

Изобретение относится к области предупреждения пожаров и сдерживания огня, в частности при возгораниях легковоспламеняющихся материалов на транспортных средствах, и может быть использовано для предотвращения пожара и взрыва транспортного средства, например, при автокатастрофах.
Известно использование устройств предотвращения пожароопасных ситуаций, таких как средства пожаротушения в виде огнетушителей, покрытия баков и цистерн негорючими материалами, использование накидок, изготовленных из многослойных композиционных - металлических или волокнистых органических и неорганических соединений, имеющих в своем составе слоистое вспучивающееся огнезащитное покрытие [RU 2087393 C1, 20.08.1997, RU 2119442 C1, 27.09.1997]. Недостатками известных устройств являются вспучивание и растрескивание материала при нагревании, что приводит к увеличению теплопроводности защищающего слоя, прогарам этого слоя и сносу защищающего изделие пепококсового слоя. Кроме того, состав огнезащитного материала при нагревании может разлагаться с выделением вредных для живых организмов газов через открытый растрескавшийся слой вспучивающегося материала.
Наиболее близким по технической сущности к описываемому изобретению является устройство для предотвращения пожара и взрыва транспортного средства, содержащее емкость для горючего топлива и дополнительного вещества, а также датчики транспортного средства, выходы которых соединены со входами анализатора опасной ситуации, выход которого подключен к исполнительному органу (RU 2218955, A62C 3/06, 07.03.2002). В данном устройстве в качестве дополнительного вещества используется вещество-нейтрализатор, размещенное в оболочке, установленной в емкости с горючим материалом, в которой также установлен исполнительный орган. Недостатком данного устройства является его невысокая надежность, обусловленная следующими причинами. Нейтрализация горючего топлива происходит путем химической реакции с веществом-нейтрализатором, дающей побочные эффекты такие, как повышение температуры, выделение газообразных веществ и повышение давления внутри бака и его разрушение. Последствия химической реакции могут нарушить конструкцию и не позволить предотвратить взрыв и пожар транспортного средства. Из-за большой площади оболочки не гарантируется мгновенный контакт всего объема вещества-нейтрализатора с горючим материалом. Вследствие указанного часть горючего материала, не вступив в реакцию, может воспламениться. Исполнительный механизм находится непосредственно в баке, что создает опасность разрушения механизма в агрессивной среде горючего топлива, опасность искрообразования и взрыва паров горючего топлива при приведении механизма в действие.
Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности предотвращения пожара и взрыва транспортного средства.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, достигается тем, что устройство для предотвращения пожара и взрыва транспортного средства, содержащее емкость для горючего топлива и дополнительного вещества, а также датчики транспортного средства, выходы которых соединены со входами анализатора опасной ситуации, подключенного своим выходом к исполнительному органу, дополнено электронным ключом управления, соединенным управляющим входом с анализатором опасной ситуации, а выходом через цепочку из параллельно включенных аккумуляторной батареи и конденсатора с исполнительным органом, а также фиксирующим шаром и горизонтальной перегородкой, разделяющей емкость на две части - для размещения в верхней части дополнительного вещества, представляющего собой деактивирующую смесь, а в нижней - горючего топлива, при этом перегородка выполнена из закаленного стекла, исполнительный орган размещен в емкости для деактивирующей смеси и выполнен в виде соленоида с подвижным сердечником, состоящим из двух частей, одна из которых выполнена из магнитного материала, а другая - из немагнитного материала с возможностью взаимодействия с перегородкой, причем часть сердечника из немагнитного материала имеет форму стрелы и выполнена с возможностью взаимодействия с подпружиненным фиксирующим шаром, установленным в емкости для деактивирующей смеси, при этом в качестве анализатора опасной ситуации использован штатный бортовой компьютер транспортного средства, деактивирующая смесь состоит из дистиллированной воды, вытеснителя воды из топливной системы транспортного средства и незамерзающей жидкости, часть сердечника из немагнитного материала выполнена с выемкой и пазом на боковой поверхности, предназначенными для взаимодействия с подпружиненным фиксирующим шаром, установленным посредством кронштейна на внутренней боковой стенке емкости для деактивирующей смеси, а в качестве датчиков транспортного средства использованы штатные датчики.
Сущность изобретения заключается в том, что вследствие дополнения устройства электронным ключом управления, соединенным управляющим входом с анализатором опасной ситуации, а выходом через блок резервного питания с исполнительным органом и выполнения последнего в виде соленоида с подвижным сердечником, состоящим из двух деталей, одна из которых выполнена из магнитного материала, а другая - из немагнитного материала в виде стрелы с возможностью взаимодействия с перегородкой, повышается быстродействие срабатывания устройства, и как следствие повышается надежность предотвращения пожара и взрыва транспортного средства. Дополнение устройства горизонтальной перегородкой, разделяющей емкость на две части - для размещения в верхней части дополнительного вещества, представляющего собой деактивирующую смесь, а в нижней - горючего топлива, и выполненной из закаленного стекла, позволяет получить площадь соприкосновения горючего топлива и деактивирующей смеси, равную площади горизонтального сечения емкости, а выполнение перегородки из закаленного стекла способствует мгновенному разрушению перегородки и смешиванию горючего топлива и деактивирующей смеси, при этом состав последней не вызывает химической реакции, изменение температуры и давления, что также повышает надежность предотвращения пожара и взрыва. Размещение исполнительного органа в емкости для деактивирующей смеси обеспечивает искробезопасность по отношению к горючему топливу.
На чертеже показано устройство для предотвращения пожара и взрыва транспортного средства, его продольный разрез.
Предлагаемое устройство содержит емкость в виде бака 1, разделенного горизонтальной перегородкой 2, выполненной из тонкого закаленного стекла, на две части 3 и 4. Для обеспечения непроницаемости и уплотнения между частями 3 и 4 использован герметик 5. Нижняя часть 3 предназначена для горючего топлива и составляет примерно 4/5 от общего объема бака, а верхняя часть 4 - для деактивирующей смеси. Верхняя часть 3 выполнена с горловиной 6 и крышкой 7, а нижняя часть - с горловиной 8 и крышкой 9. Устройство также включает анализатор 10 опасной ситуации, на вход которого подключены штатные датчики 11 транспортного средства, и датчик уровня 12 деактивирующей смеси. К штатным датчикам 11 относятся все датчики, установленные на транспортном средстве, например датчик срабатывания воздушных подушек безопасности, датчик натяжения ремней безопасности, датчик отказа тормозной системы, датчик давления масла в двигателе, датчик удара, датчик температуры двигателя при нехарактерном повышении температуры и т.д. Выход анализатора 10 через последовательно соединенные электронный ключ 13, например тиристорный ключ, и цепочку из параллельно включенных аккумуляторной батареи 14 и конденсатора 15 соединен с исполнительным органом. Места установки конденсатора 15 и аккумуляторной батареи 14 физически разнесены в конструкции транспортного средства. К выходу анализатора 10 опасной ситуации также подключен независимый датчик удара 16, выполняющий функцию резервного датчика, который настроен таким образом, что порог его срабатывания лежит несколько выше уровня срабатывания штатных датчиков 11, сигналы которых обрабатывает анализатор 10 опасной ситуации. Завышенный порог обеспечивает гарантию от ложного срабатывания и одновременно гарантирует срабатывание в случае сильного удара, а также в случае разрушения анализатора 10 опасной ситуации. Места установки независимого датчика удара 16 и анализатора 10 опасной ситуации физически разнесены в конструкции транспортного средства. В качестве анализатора 10 опасной ситуации может быть использован, например, штатный бортовой компьютер. Анализатор 10 срабатывает в соответствии с определенным алгоритмом по совокупности сигналов не менее, чем от двух датчиков одновременно. Исполнительный орган закреплен посредством кронштейнов 17 и 18 в верхней части 4 и выполнен в виде соленоида с катушкой 19 и с подвижным сердечником 20. Для резервного питания соленоида предназначен конденсатор 15. Сердечник 20 соленоида состоит из двух деталей, одна из которых 21 выполнена из магнитного материала, а другая 22 - из немагнитного материала с возможностью взаимодействия с перегородкой 2. Деталь 22 имеет форму стрелы и может быть выполнена с выемкой 23 и пазом 24 на боковой поверхности. Для предотвращения самопроизвольного движения сердечника 20 соленоида при штатных ударах и нагрузках предусмотрен подпружиненный фиксирующий шар 25, установленный в кронштейне 17 с возможностью взаимодействия с выемкой 23 и перемещения в пазу 24.
Устройство работает следующим образом. Нижняя часть 3 бака 1 через горловину 8 заполняется горючим топливом, а верхняя - через горловину 6 заполняется деактивирующей смесью таким образом, чтобы оставалось воздушное пространство. Так как основой деактивирующей смеси является дистиллированная вода, то воздушное пространство над ней будет заполнено водяными парами. В момент катастрофы (удара) происходит срабатывание штатных датчиков 11 транспортного средства, сигналы от которых поступают в анализатор 10 опасной ситуации - штатный бортовой компьютер. Программа управления в бортовом компьютере анализирует совокупность приходящих сигналов и в случае определения ситуации как катастрофической бортовой компьютер выдает управляющий сигнал на электронный ключ 13, который замыкает цепь питания катушки 19 соленоида. Электрический ток в катушке 19 создает магнитное поле, и происходит втягивание магнитной части 21 сердечника 20 соленоида внутрь катушки 19. Для усиления тягового воздействия на сердечник 20 катушка 19 соленоида может быть помещена в закрытый стакан из магнитного материала с осевыми отверстиями для прохождения сердечника (на чертеже не показан). Сердечник 20, преодолевая сопротивление фиксирующего шара 25, выходит из зацепления с ним и мгновенно ударяет по перегородке 2 из тонкого закаленного стекла. При этом фиксирующий шар 25 перемещается в пазу 24. Стекло так же мгновенно разрушается по всему объему и происходит смешивание деактивирующей смеси с топливом. Многочисленные осколки закаленного стекла (от 1 до 10 мм) многократно ускоряют процесс перемешивания деактивирующей жидкости с топливом. При нейтрализации горючего топлива образуется однородная смесь веществ с одинаковой плотностью, при этом химические вещества в реакцию не вступают. При срабатывании устройства происходит не только смешивание топлива с нейтрализующей смесью, но и смешивание водяных паров с парами топлива. Таким образом, в случае, если до срабатывания устройства пары топлива находились на взрывоопасном уровне концентрации, то после срабатывания устройства их концентрация кардинально изменяется, что делает воздушную смесь совершенно невзрывоопасной. Полная искробезопасность по отношению к горючему топливу обеспечивается охлаждением соленоида в процессе его работы вследствие того, что катушка 19 соленоида и ее подвижный сердечник находятся непосредственно в среде деактивирующей смеси.
Предлагаемое изобретение позволяет повысить надежность предотвращения пожара и взрыва транспортного средства.