Способ локальной защиты объекта от пожара и устройство для его реализации, способ создания быстровозводимой преграды из быстротвердеющей пены и мобильный робот для создания огнезащитной преграды из быстротвердеющей пены
METHOD FOR LOCAL PROTECTION OF AN OBJECT FROM FIRE AND DEVICE FOR IMPLEMENTATION OF METHOD, METHOD FOR CREATION OF FAST-SETTING BARRIER WITH FAST-SETTING FOAM AND MOBILE ROBOT FOR CREATION OF FIREPROOF BARRIER FROM FAST-SETTING FOAM

Изобретение относится к противопожарной технике и предназначено для создания при пожаре ограниченного от внешней среды пространства за счет образования сетчатого экрана над защищаемым объектом. С этой целью на наружной поверхности экрана формируют вспененный теплоизолирующий слой на всей площади его ячеистой структуры, а в качестве материала для образования вспененного теплоизолирующего слоя используют быстротвердеющую пену.
Известно (А.Н. Баратов. Горение-Пожар-Взрыв-Безопасность. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2004 с. 326), что учет влияния негерметичности защищаемого помещения на эффективность аэрозольного пожаротушения, как и на тушение газовыми составами, является весьма актуальной проблемой. Наличие негерметичности требует повышенного расхода огнетушащего аэрозоля. Причем этот расход зависит не только от величины негерметичности, но и от интенсивности заполнения помещения аэрозолем или от времени работы генератора.
2
3
Интенсивность может оцениваться по соотношению площадей проемов и ограждающих конструкций (в %) и по соотношению площадей проемов к объему помещения (в м/м) негерметичности первым методом существенную роль играет форма сооружения.
Известен способ прекращения горения (П.Г. Демидов Горение веществ и способы тушения. - М.: Министерство коммунального хозяйства РСФСР, 1955, 96 с.), который заключается в изоляции горючего вещества при горении какой-либо преградой, не пропускающей пары и газы от зоны горения, в результате чего горение прекращается.
Известно устройство для ликвидации единичных аварийных очагов пожара (Авторское свидетельство SU №1653791, кл. А62С 8/00 (2000.01), опубл. 07.06.1991).
Устройство содержит герметичный купол, обладающий аэростатической подъемной силой, с управляемым перепускным клапаном, наружную вспомогательную отцепляемую камеру, внутренние емкости с нейтрализующими реагентами, юбку с пригрузами, оттяжные стропы юбки, основные стропы, передвижные якоря с лебедками и поворотными балками.
Устройство работает следующим образом.
На безопасном расстоянии от аварийного очага пожара разворачивают купол с вспомогательной отделяемой камерой, наполняют его несущим газом, создающим аэростатическую подъемную силу (например, горячим воздухом), который удерживается на определенной высоте с помощью основных строп, после чего передвижные якоря, двигаясь синхронно, перемещают купол, располагая его над аварийным очагом, отделяют вспомогательную камеру и включают лебедки. На заключительном этапе опускания купола одновременно с лебедками вступают в действие поворотные балки, ускоряя процесс опускания купола, после чего происходит срабатывание емкостей с нейтрализующими реагентами и очаг пожара ликвидируется.
Кроме ликвидации пожаров, предлагаемое устройство может быть использовано в деле охраны окружающей среды, например, для ликвидации единичных химических очагов сильно действующими ядовитыми веществами.
Однако данное устройство является стационарным и имеет сложную конструкцию.
Известен способ создания противопожарной завесы (Патент RU №2156628, А62С 2/08 (2000.01), опубл. 27.09.2000), включающий установку сетчатого экрана и подачу на него защитной охлаждающей завесы со стороны, обратной направлению теплового потока, отличающийся тем, что защитную охлаждающую завесу создают в виде пленочного потока, подаваемого вдоль сетчатого экрана из установленного над ним насадка.
Однако этот способ не предназначен для создания долговременного теплоизолирующего слоя на всей площади его ячеистой структуры, а эффективность защитной охлаждающей завесы зависит от наличия охлаждающего агента в момент создания названной завесы.
Известен мобильный робот и способ корректировки его курса (Патент RU №2210492, B25J 5/00, B25J 9/00, опубл. 27.03.2003).
Данное техническое решение содержит устройство для перемещения мобильного робота по помещению, устройство для обнаружения наличия препятствия, управляющую часть, соединенную с устройством для перемещения мобильного робота и устройством для обнаружения препятствия и управляющую ими, устройство для определения текущего местоположения мобильного робота, соединенное с управляющей частью, и источник питания. Устройство для определения текущего местоположения мобильного робота содержит первую обзорную телекамеру для создания изображения потолка помещения и распознавания базового знака на потолке и первую видеоплату, обрабатывающую изображение, полученное с первой обзорной телекамеры, и передающую данные в управляющую часть. Источник питания соединен с управляющей частью и аккумулирует электроэнергию и питает устройство для перемещения мобильного робота, устройство для обнаружения препятствия, устройство для определения местоположения и управляющую часть. Устройство для обнаружения препятствия содержит линейный лазер для излучения линейного светового пучка по направлению к препятствию, вторую обзорную телекамеру для распознавания отраженного от препятствия линейного светового пучка и вторую видеоплату для обработки видеоданных, полученных второй телекамерой. Изобретение позволяет определять местоположение робота и корректировать его направление при обнаружении препятствия.
Недостатками данного устройства являются то, что данный робот обладает низкой маневренностью при выполнении разведывательных операций в районе катастрофического характера в условиях многочисленных разрушений, завалов и других препятствий, которые ему иногда практически объехать невозможно.
Однако этот мобильный робот адаптирован к конкретному виду проводимой операции и имеет только средства очувствления (образующие в совокупности информационно-сенсорную систему), сигналы от которых поступают к системе управления (Промышленный робот - Википедия. html).
Известен способ автоматического управления наземным робототехническим комплексом (Патент RU №2574938, B25J 5/00 (2006.01), опубл. 27.10.2015), включающий радиообмен между пультом управления и робототехническим комплексом, обеспечение ввода и обработку входной информации, поступающей от бортовых датчиков, вычисление текущей ориентации и местоположения робототехнического комплекса. При потере радиосвязи между пультом управления и робототехническим комплексом осуществляют его автоматический возврат в точку старта или в зону уверенного радиообмена по ранее пройденной траектории с корректировкой этой траектории в обход обнаруженных препятствий путем реализации на борту робототехнического комплекса базовых алгоритмов движения в заранее неизвестной обстановке по дальнометрическому изображению внешней среды с помощью навигационно-вычислительного блока.
Изобретение относится к области робототехники, а именно к робототехническим средствам, предназначенным для работы в дистанционном режиме в особо опасных условиях без участия человека.
Однако этот мобильный робот адаптирован к конкретному виду проводимой операции и имеет только средства очувствления (образующие в совокупности информационно-сенсорную систему), сигналы от которых поступают к системе управления (Промышленный робот - Википедия.html).
Известно устройство управления адаптивным мобильным роботом (Патент RU №2187832, G05D 1/02, G06F 19/00, опубл. 20.08.2002).
Данное устройство предназначено для управления движением адаптивного робота, обладающего свойствами искусственного интеллекта.
Устройство управления адаптивным роботом содержит блок сенсорных датчиков, выходы которого соединены с входами блока формирования модели внешней среды, чьи выходы подключены к первым входам вычислительного блока, вторые входы которого связаны со вторыми выходами блока исполнительных устройств, а выходы подключены к входам m-стабильного триггера. В качестве вычислительного блока используется нейросеть, содержащая матрицу k⋅m ключевых элементов. Кроме того, имеется схема сравнения, блок задания движения, блок задания констант, блок регулирования, блок определения координат робота, блок датчиков внутренней информации.
Недостатками данного устройства являются его плохая адаптация к сложной и изменяющейся окружающей среде и к сложному и изменяющемуся внутреннему состоянию робота и узкая область применения.
Известны способ и устройство тепловой защиты пожарного робота (Патент RU №2403928, А62С 2/06 (2006.01), B25J 19/06 (2006.01), опубл. 20.11.2010), принятые за прототип заявляемого технического решения по пунктам 1 и 2 формулы изобретения.
Способ включает установку сетчатого экрана и подачу вдоль него защитной завесы в виде пленочного потока охлаждающего агента из насадка, смонтированного над экраном, установленного только над зоной жизненно важных органов управления пожарного робота, поверхность экрана покрывают с наружной стороны черной краской, а с внутренней - вспенивающейся огнезащитной краской, перед подачей охлаждающего агента из автономного питателя в него вводят загуститель, а после - производят сбор стекающего с экрана охлаждающего агента для последующего использования его после очистки в автономном питателе. В случае аномального развития пожара и появления в локальных зонах или на всем экране поверхности без защитной завесы, осуществляется образование сплошного вспененного теплоизолирующего слоя с внутренней стороны экрана в зонах интенсивного нагрева его наружной стороны. После использования всего запаса охлаждающего агента в автономном питателе его сбрасывают в месте, не мешающем беспрепятственному движению робота.
Устройство содержит экран, выполненный в виде каркаса, на который натянуто полотно, и средство подачи на экран охлаждающего агента, дополнительно содержит средство смешения охлаждающего агента с загустителем, выполненное в виде баллона, соединенного через клапан с автономным питателем, и замкнутую систему для повторного использования охлаждающего агента, включающую в себя смонтированный по периметру каркаса желоб для сбора стекающего с экрана охлаждающего агента и систему трубопроводов для последующей подачи последнего через систему фильтров в автономный питатель. Площадка под автономный питатель выполнена откидной с возможностью осевого поворота в сторону, противоположную основному направлению движения робота. Изобретение обеспечивает отражение и поглощение лучистой энергии, возникающей вблизи очага пожара.
Однако работа экрана в случае аномального развития пожара рассчитана на кратковременное пребывание робота в зоне чрезвычайной ситуации по следующим причинам.
Во-первых, запасы охлаждающего агента ограничены емкостью автономного питателя, а сам охлаждающий агент при воздействии на него теплового потока постепенно испаряется.
Во вторых, образовавшийся при пожаре сплошной вспененный теплоизолирующий слой с внутренней стороны экрана в зонах интенсивного нагрева его наружной стороны имеет ограничения по толщине.
Известно (konstanta30.wordpress.com / Огнезащита металлоконструкций / Строительный блог), что современные огнезащитные составы наносятся на защищаемую поверхность слоем толщиной до 2 мм. Под воздействием высоких температур увеличиваются в объеме до 70 раз и обладают огнезащитной эффективностью до 90 минут. Как показывает практика, нанесение огнезащитных вспучивающихся красок, слоем более 2 мм нецелесообразно, потому что при толщине более 2 мм слой огнезащитной краски прогревается и вспучивается неравномерно. Это приводит к неоднородности возникающего защитного слоя, снижению его прочности и приводит к тому, что огнезащитный слой осыпается.
Известно (http://alfa.moreprom.ru) что, что серьезное влияние на окружающую среду (ОС) оказывают пожары в техносфере: в промышленности, на транспорте и др., так как горючие материалы чрезвычайно разнообразны по своему составу, а пожар может возникнуть практически на любом объекте. В результате в продуктах горения могут присутствовать самые разнообразные по химическому строению и токсичности соединения. Среди самых распространенных - оксиды углерода, серы, азота, хлористый водород, углеводороды различных классов, спирты, альдегиды, бензол и его гомологи, полиароматические соединения (ПАУ) и др. Среди самых опасных - соли и оксиды тяжелых металлов, бенз(а)пирен (БаП), диоксины. Большинство перечисленных химических веществ оказывают вредное воздействие на живые организмы. Так, диоксины, ПАУ и другие способны вызывать онкологические заболевания у людей, а оксиды серы - гибель растительности.
Наиболее опасные ситуации, связанные с воздействием на окружающую среду, возникают на пожарах при разлитии ЛВЖ и ГЖ на нефтебазах (в резервуарах, и обваловании и за его пределами), транспортных средствах (при морских перевозках), на химических предприятиях, радиационных объектах, складах удобрений, пестицидов, аварийно опасных веществ (АХОВ).
В работе (http://poznayka.org.html) было установлено, что показатели смертности среди пожарных стоят сразу после показателей смертности военных моряков и строителей, то есть пожарные умиряют раньше, чем представители многих других опасных профессии. Количество смертельных случаев во время пожара продолжает расти. Основные причины летальных исходов по данным специалистов, обусловлены отравлением дымом (60%), инфарктами (22%), ожогами (16%).
Современные пожары за счет тепловыделения и токсичности продуктов горения представляют значительно большую угрозу здоровью и жизни, чем было раньше при горении традиционных материалов.
Усложнение обстановки при пожарах и авариях в связи с развитием промышленности приводит к тому, что у пожарных стали чаще встречаться сердечно - сосудистые заболевания, повышенное артериальное давление, заболевания верхних дыхательных путей, психические расстройства и так далее.
Особое внимание в работе обращено на получение пожарными и спасателями при пожаре термического ожога.
Термический ожог - это травма, которая возникает в результате воздействия на человека открытого огня (пламени), теплового излучения, соприкосновения тела с раскаленными предметами, жидкостями, газами, вдыхания пламени, горючего воздуха, пара, дыма. Характерными признаками термического ожога являются: покраснение кожного покрова в местах ожога, отек, удушье, образование ожоговых волдырей, обугливание пораженного участка, ожоговый шок.
Большинство токсичных веществ, выделяющихся при пожарах, принадлежит к следующим классам: наркотикам, раздражающим, нервно-паралитическим, канцерогенным веществам.
Поэтому в настоящее время для исключения воздействия на персонал вредных факторов, характерных для производств с повышенной опасностью, широко применяются промышленные роботы (Промышленный робот - Википедия.html).
В заявляемом техническом решении для создания вспененного теплоизолирующего слоя на всей площади ячеистой структуры экрана предусмотрено применение робота.
Известен противопожарный робот (Заявка RU №2003138037, МПК А62С 3/02, B25J 18/00, опубл. 10.06.2005), принятый за прототип заявляемого технического решения по пунктам 3 и 4 формулы изобретения.
Робот содержит подвижную платформу с огнетушителем и манипулятор, причем манипулятор выполнен в виде двухшарнирного узла с взаимно перпендикулярными и непересекающимися осями подвижности, при этом ось подвижности связанного с платформой шарнира параллельна опорной плоскости робота, а на втором шарнире закреплен раструб огнетушителя, при этом на платформе размещены дополнительные огнетушители, направленные на основные узлы и элементы робота.
Однако данное техническое решение не предусматривает использование его для создания быстровозводимых преград из быстротвердеющей пены.
Задачей изобретения является повышение эффективности локальной защиты объекта от пожара при тушении очага горения аэрозольными, газовыми и другими доступными огнетушащими средствами.
Сущность заявляемого способа по пункту 1 формулы изобретения заключается в том, что в способе локальной защиты объекта от пожара, заключающемся в формировании над защищаемым объектом сетчатого экрана и образовании на нем вспененного теплоизолирующего слоя в ячеистой структуре экрана, создании в защищаемом пространстве среды, не поддерживающей горение, и тушении очага пожара доступными средствами пожаротушения, при формировании ограниченного от внешней среды пространства при пожаре образуют наружный вспененный теплоизолирующий слой на всей площади ячеистой структуры экрана, а в качестве материала для образования вспененного теплоизолирующего слоя используют быстротвердеющую пену.
Сущность заявляемого устройства по пункту 2 формулы изобретения заключается в том, что в устройстве локальной защиты объекта от пожара, содержащем сетчатый экран, образующий ограниченный объем над защищаемым объектом и вспененное теплоизолирующее вещество, предназначенное для создания защитного слоя в ячеистой структуре экрана, и средства пожаротушения, защитный слой вспененного теплоизолирующего вещества сформирован снаружи на всей площади экрана, а теплоизолирующее вещество выполнено в виде быстротвердеющей пены.
Сущность заявляемого способа по пункту 3 формулы изобретения заключается в том, что в способе создания быстровозводимой преграды из быстротвердеющей пены с помощью мобильного робота, включающем в себя обнаружение загорания, доставку с помощью манипулятора к очагу пожара средств предотвращения распространения пламени и тушение очага пожара доступными средствами пожаротушения, мобильный робот оборудуют системой самонаведение на цель путем распознавания сетчатого экрана определенной конфигурации бортовым электронным комплексом для выполнения операции подачи раствора быстротвердеющей пены при нанесении защитного теплоизоляционного слоя в виде быстротвердеющей пены на сетчатый экран в условиях образования локального источника возгорания.
Сущность заявляемого устройства по пункту 4 формулы изобретения заключается в том, что в мобильном роботе для создания огнезащитной преграды из быстротвердеющей пены, содержащем шасси на гусеничном ходу, силовые агрегаты, системы управления и наблюдения и передачи данных от проведенного наблюдения в режиме реального времени, и платформу, на которой смонтирован манипулятор со средством подачи пены, для наведения на выбранную поверхность сетчатого экрана определенной конфигурации на корпусе устройства для подачи пены смонтирован датчик - видеомодуль, обращенный в сторону выбранной поверхности названного экрана в условиях образования локального источника возгорания.
Технический эффект, реализуемый заявляемым способом по пункту 1 формулы изобретения, обуславливается следующим.
Создание при пожаре наружного вспененного теплоизолирующего слоя на всей площади ячеистой структуры экрана позволяет сформировать ограниченное от внешней среды пространство в следующих случаях:
- при образовании локальных источников возгорания;
- при нарушении герметичности защищаемого объекта, когда в существующих проходах и проемах по каким - то причинам не были запущены в режиме чрезвычайной ситуации механизмы (огнепреграждающие преграды) для перекрытия соответствующих проемов, люков и тому подобное;
- при повреждении участков перегородок и нарушении герметичности помещений в результате внешнего и внутреннего воздействия (всевозможных атмосферных явлений, технологических аварий, и тому подобное);
- при проведении технологических операций, связанных с осуществлением огнеопасных и взрывоопасных работ: газовой резкой, сваркой, пайкой кабелей и труб, механической обработкой металлических конструкций, проведением испытания систем и оборудования, а также - окрасочных, изолировочных, гуммировочных, отделочных и других работ.
Применение в качестве материала для образования вспененного теплоизолирующего слоя быстротвердеющей пены позволяет ускорить процесс формирования ограниченного объема над защищаемым объектом.
Это связано с тем, что вспененное теплоизолирующее вещество, выполненное в виде быстротвердеющей пены обладает специфическими особенностями.
В жидкой фазе это вещество обладает определенной текучестью, однако процесс перехода быстротвердеющей пены из жидкой фазы в твердую фазу является скоротечным. Это подтверждается данными представленными в работах (Н.Д. Гуцев, H.В. Михайлова, Г.Н. Куприн, Д.С. Куприн, А.В. Виноградов, В.В. Виноградов. Результатами лабораторных исследований свойств быстротвердеющей пены с целью оценки возможности использования ее для создания противопожарных пенных полос. Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства, №1, 2016; http://journal.spb-niilh.ru/pdf/1-2016/spbniilh-proceedings-1-2016-2-full.pdf; Ученые предлагают тушить пожары быстротвердеющей пеной. Новости. 0-1.ru.html; Патент RU №2590379, С01В 33/16 (2006.01), опубл. 10.07.2016, Заявка RU на изобретение №2016125510, МПК А62С 3/02 (2006.01), A62D 1/02 (2006.01), опубл. 28.12.2017).
Совершенно очевидно, что устанавливаемый в заявляемом техническом решении при пожаре над защищаемым объектом сетчатый экран будет нагреваться.
Ранее было установлено (А.Н. Баратов, Е.Н. Иванов. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Издание 2-е переработанное. М., Химия,. 1979, с. 73), что с повышением вязкости пены стойкость ее возрастает, но ухудшается растекаемость по горящей поверхности.
Известно, что быстротвердеющая пена, представляющая собой многокомпонентную субстанцию, обладает уникальной возможностью быстро затвердевать при определенных условиях, следовательно, ее динамическая вязкость в процессе растекания по нагретой поверхности будет увеличиваться. Это явление подтверждается испытаниями, проведенными, например, в известном техническом решении (Патент RU №2590379, С01В 33/16 (2006.01), опубл. 10.07.2016), где вспененный гель кремнезема, применяемый в качестве огнетушащего средства при пожаровзрывопредотвращении и тушении пожаров, имеет показатель динамической вязкости от 20 мПа⋅с до 100 Па⋅с в диапазоне времени от 2 секунд до 2 минут.
В заявляемом случае процесс формирования ограниченного от внешней среды пространства заключается в образовании наружного вспененного теплоизолирующего слоя на всей площади ячеистой структуры экрана, например, путем подачи из воздушно-пенного огнетушителя через низкократный ствол. В результате этого взаимодействия происходит растекание вспененного теплоизолирующего вещества по поверхности, которое будет затекать в каждую ячейку на пути своего движения. При этом ячеистая структура экрана дополнительно тормозит движение потока этого вещества в жидкой фазе.
Скорость торможения движения потока вспененное теплоизолирующего вещества по поверхности ячеистой структурой экрана зависит от количества ячеек, толщины проволоки, из которого сплетена сетка, адгезионных свойств названного вещества и других факторов, характеризующих этот процесс.
Для покрытия наибольшей площади ячеистой структуры экрана вспененным теплоизолирующим веществом, выполненным в виде быстротвердеющей пены, авторы изобретения предлагают в заявляемом техническом решении произвести следующие действия для оптимизации процесса набора твердости быстротвердеющей пены:
- осуществить подбор основных компонентов вспененного теплоизолирующего вещества;
- выбрать концентрацию пенообразующего поверхностно-активного вещества, которая в конкретном случае может зависеть от его индивидуальной пенообразующей способности;
- подобрать целевые добавки.
Равномерность нанесения вспененного теплоизолирующего слоя на всей площади ячеистой структуры экрана достигается путем перемещения средства формирования защитного слоя, например, низкократного ствола, над наружной поверхность экрана.
Технический эффект, реализуемый заявляемым устройством по пункту 2 формулы изобретения обуславливается следующим.
Создание защитного слой вспененного теплоизолирующего вещества снаружи на всей площади экрана позволяет с наименьшими затратами создать быстровозводимую и надежную преграду и осуществить:
- формирование ограниченного объема для локального пожаротушения;
- минимизировать приток кислорода из внешней среды в зону горения и отток подаваемого огнетушащего средства, например, газового из ограниченного объема.
Исполнение негорючего материала в виде быстротвердеющей пены позволяет создать быстровозводимую огнезащитную преграду на ячеистой структуре экрана, обладающую значительной огнестойкостью.
Причем в заявляемом техническом решении сетчатый экран выполняет роль каркаса создаваемой быстровозводимой огнезащитной преграды, теплоизолирующее вещество будет растекаться по поверхности сетчатого экрана после его подачи до момента полного его затвердевания.
Уникальные свойства быстротвердеющая пена отмечены в работе (Н.Д. Гуцев, Н.В. Михайлова, Г.Н. Куприн, Д.С. Куприн, А.В. Виноградов, В.В. Виноградов. Результатами лабораторных исследований свойств быстротвердеющей пены с целью оценки возможности использования ее для создания противопожарных пенных полос. Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства, №1, 2016; http://journal.spb-niilh.ru/pdf/l-2016/spbniilh-proceedings-1-2016-2-full.pdf).
Было установлено, что при смешении компонентов между собой и с воздухом в специальном стволе в процессе эжекции образуется гелеобразная вспененная субстанция (быстротвердеющая пена) с заданным временем отверждения. Частицы кремнезема (рис. 1) способны полимеризоваться в пределах от 5 до 30 секунд. Время отверждения можно легко варьировать, меняя соотношение компонентов. Получаемая в результате пена является негорючим веществом и отличным теплоизолятором (Апробация новых огнетушащих химических составов и разработка рекомендаций по их применению: отчет о НИР (заключ.) / ФБУ «СПбНИИЛХ»; рук. Гуцев Н.Д.; исполн.: Арцыбашев Е.С., Михайлова Н.В., Корчунова И.Ю. - СПб., 2014. - 254 с. - Библиогр.: с. 112-120. - № ГР 01201255954. - Инв. №215022440055, 11). Она обладает высокой огнестойкостью, хорошей адгезионной способностью, за счет которой прилипает к поверхности практически любого твердого материала, в том числе к вертикальным и потолочным конструкциям. После застывания слой пены удерживается на защищаемых от огня предметах в течение десятков часов.
Технический эффект, реализуемый заявляемым способом по пункту 3 формулы изобретения, обуславливается следующим.
Оборудование мобильного робота системой самонаведение на цель путем распознавания сетчатого экрана определенной конфигурации бортовым электронным комплексом позволяет:
- распознать сетчатый экран определенной конфигурации;
- автоматизировать процесс нанесения необходимого слоя быстротвердеющей пены на сетчатый экран;
- исключить воздействие вредных факторов на персонал в условиях образования локального источника возгорания. Так, например, установлено ((http://poznayka.org.html), что пожарные подвергаются воздействию высоких температур. Слишком высокие температуры вызывают ожоги, а более низкие нарушают терморегуляцию: наблюдается неустойчивое кровообращение, нарушение водно-солевого баланса, тепловые отеки и судороги.
При тепловой нагрузке 375 кДж человек массой 70 кг и ростом около 170 см ощущает дискомфорт. В костюмах, полностью защищающих организм от теплового воздействия, и в дыхательных аппаратах пожарные выдерживают температуру до 274°С в течение 5 мин, 393°С - 45 с. Однако защитная одежда повышает тепловую нагрузку на организм, препятствуя охлаждению тела. В среднем работающий пожарный выделяет 300-400 Вт тепла, что также отражается на его здоровье. Поэтому пожарные должны следить за водно-солевым обменом, пить много воды, а находиться в застегнутой защитной одежде следует только во время работы.
Технический эффект, реализуемый заявляемым устройством по пункту 4 формулы изобретения обуславливается следующим:
- монтаж датчика - видеомодуля на корпусе устройства для подачи пены позволяет контролировать процесс нанесения быстротвердеющей пены на сетчатый экран в режиме реального времени;
- ориентация датчика - видеомодуля в сторону выбранной поверхности названного экрана в условиях образования локального источника возгорания позволяет ускорить выполнение этого технологического процесса с соблюдением требований, предъявляемых к создаваемому вспененному теплоизолирующему слою.
Это связано с тем, что быстротвердеющая пена быстро набирает необходимую твердость, в результате чего при растекании этого вспененного теплоизолирующего вещества по поверхности сетчатого экрана могут возникнуть несплошности наносимого слоя.
Так, например, быстротвердеющая пена, получаемая в техническом решении, набирает необходимую твердость в течение от 2 секунд до 2 минут.
В случае нанесения вручную этого вещества на поверхность сетчатого экрана оператор может ошибиться или не заметить в создаваемом слое дефектные участки в условиях плохой видимости при пожаре. Все это может в дальнейшем сказаться на герметичности создаваемого ограниченного от внешней среды пространства.
В заявляемом техническом решении предлагаемый мобильный робот можно отнести, по мнению авторов изобретения, к интеллектуальным роботам (Промышленный робот - Википедия.html).
Это устройство обладает элементами искусственного интеллекта, способно с помощью системы самонаведение и бортового электронного комплекса самостоятельно воспринимать и распознавать обстановку, и успешно выполнить в отсутствии человека или дистанционного управления операцию подачи раствора быстротвердеющей пены при нанесении защитного теплоизоляционного слоя в виде быстротвердеющей пены на сетчатый экран в условиях образования локального источника возгорания.
По мнению авторов изобретения признаки, приведенные в формуле изобретения, являются необходимыми и достаточными для достижения указанного технического результата, то есть являются существенными.
Таким образом, отличительные признаки предлагаемого технического решения являются новыми и отвечают условию патентоспособности «новизна».
При определении соответствия отличительных признаков предлагаемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень» был проанализирован уровень техники и, в частности, известные способы и устройства, относящиеся к средствам сдерживания огня (огнепреграждения).
В работе (И.И. Стрижевский, В.Ф. Заказнов. Промышленные огнепреградители. - М.: Химия, с. 74) отмечено, что металлические сетки с диаметром ячейки меньше критического могут использоваться для предотвращения распространения горения (пожара).
Такие же сетки могут использоваться для тушения пожаров и как тепловые экраны для защиты людей и оборудования от теплового воздействия. Малый диаметр ячеек сетки не дает преимуществ перед сплошными металлическими экранами. Область применения таких сеток для тушения также ограничена из-за невозможности реализации механизма тушения способом герметизации.
Известен способ тушения пожаров и противопожарной защиты объектов при пожаре (Патент RU №2246976, А62С 3/06 (2000.01), опубл. 27.02.2005).
Сущность этого способа заключается в том, что в резервуарах снижают поступления паров, газов и тепловых потоков в зону горения с помощью сеток или сеточных пакетов, которые обработаны вспенивающимися огнезащитными красками сетку или сеточные пакеты располагают внутри жидкости.
При пожаре между жидкостью и сеткой или сеточными пакетами устанавливают расстояние путем изменения уровня жидкости или положения сетки или сеточных пакетов относительно уровня жидкости, при этом учитываются вид огнезащитной краски (адгезия, кратность вспенивания), геометрические размеры сетки или сеточного пакета (диаметр проволоки, размер ячеек), расстояние между жидкостью и сеткой или сеточным пакетом, вид жидкости.
На сетку, обработанную вспенивающейся огнезащитной краской, начинает воздействовать пламя. Материал сетки нагревается, происходит вспенивание, пенококс перекрывает ячейки сетки, и сетка становится труднопроницаемой для паров, газов и тепловых потоков, и горение прекращается.
Однако применение этого технического решения будет недостаточно эффективно при тушении пожара по следующим причинам.
1. Известно (konstanta30.wordpress.com / Огнезащита металлоконструкций / Строительный блог), что современные огнезащитные составы наносятся на защищаемую поверхность слоем толщиной до 2 мм. Под воздействием высоких температур увеличиваются в объеме до 70 раз и обладают огнезащитной эффективностью до 90 минут. Как показывает практика, нанесение огнезащитных вспучивающихся красок, слоем более 2 мм нецелесообразно, потому что при толщине более 2 мм слой огнезащитной краски прогревается и вспучивается неравномерно. Это приводит к неоднородности возникающего защитного слоя, снижению его прочности и приводит к тому, что огнезащитный слой осыпается.
По эти причинам размер каждой ячейки сетки быть не более 4 на 4 мм для того чтобы обеспечить перекрытие пенококсом всей площади этой ячейки сетки.
2. Известно (Е.Н. Иванов. Противопожарная защита открытых технологических установок. - 2-е изд.., переработанное и дополненное. - М.: Химия, 1986, с. 20), что в случае аварийного истечения газов или легковоспламеняющихся жидкостей целесообразно блокирование соседних с аварийным аппаратом объектов. При этом существенное значение имеет режим теплообмена между факелом пламени и технологическим оборудованием.
Крупные открытые пожары характеризуются диффузионным горением летучих газов, выделяющихся при горении, в газовоздушном турбулентном потоке. При этом скорость горения, а, следовательно, большинство характеристик пожара зависит от процесса всасывания воздуха в зоны смешения, подогрева и горения. Вследствие большой разности температур и плотностей в зоне горения и окружающей среде создаются значительные вертикальные скорости движения горячих газов, которые приводят к разряжению вблизи конвективной колонки, куда устремляется воздух из окружающей атмосферы.
Принято считать (Е.Н. Иванов. Противопожарная защита открытых технологических установок. - 2-е изд.., переработанное и дополненное. - М.: Химия, 1986, с. 23), что средние профили скоростей, температура и плотность подобраны для всех сечений колонки конвективной струи; всасывание воздуха в зону горения (при отсутствии ветра) пропорционально средней скорости (на оси колонки той же высоты).
Исследования показывают, что и в конвективной части струи существует неравномерность распределения температур, как по высоте струи, так и в ее поперечном сечении. Наибольшая температура отмечена на оси струи и наименьшая - на ее границе. Температура уменьшается по мере удаления от очага горения.
В работе (Е.Н. Иванов. Противопожарная защита открытых технологических установок. - 2-е изд.., переработанное и дополненное. - М.: Химия, 1986, с. 21) отмечено, что турбулентная конвективная струя состоит из трех зон, между которыми нет резкого перехода.
Причем I зона представляет собой диффузионную часть пламени с наиболее высокой температурой и радиацией.
Так, например, в этой работе приведена температура пламени сырой нефти, дизельного топлива, тракторного керосина, которая составляет 1373°К.
Известно (Эффективные вспучивающиеся краски для огнезащиты металлических конструкций, http://ngdelo.ru/files/old_ngdelo/2012/3/ngdelo-3-2012-р174-178.pdf), что среди пассивных средств защиты популярными во многих странах стали вспучивающиеся огнезащитные краски, которые наносятся тонким слоем на поверхность конструкций и в процессе эксплуатации выполняют функции декоративно-отделочного материала. При огневом воздействии образуется пенококс, имеющий объем покрытия во много раз больше первоначального и препятствующий прогреву металла до температуры, при которой конструкция теряет свою несущую способность. При длительном огневом воздействии пенококс постепенно выгорает и по истечении определенного времени, как правило, не превышающего 1 ч, механически разрушается и отслаивается от поверхности.
Отсюда следует, что создаваемая с помощью способа (Патент RU №2246976, А62С 3/06 (2000.01), опубл. 27.02.2005) огнепреграждающая преграда будет недостаточной при пожаре, так как огнестойкость вспененного огнезащитного слоя из пенококса будет намного ниже средней продолжительности пожара в резервуарах.
Поэтому в заявляемом техническом решении при создании огнепреграждающей преграды авторы изобретения предлагают применить быстротвердеющую пену, которая согласно приведенным данным в (Ученые предлагают тушить пожары быстротвердеющей пеной. Новости. 0-1.ru.html), выдерживает длительное время температуру до 1000°С без существенного саморазрушения.
Известен огнезащитный вспучивающийся материал (Патент RU №2091424, C09K 21/12 (1995.01), C09K 21/14 (1995.01), C08L 27/06 (1995.01), C08K 5/521 (1995.01), опубл. 27.09.1997).
Сущность изобретения: огнезащитный материал выполнен из стеклоткани с покрытием из поливинилхлоридной вспучивающейся композиции, содержащей поливинилхлорид, диоктилфталат, пентаэритрит и диаммонийфосфат в массовом соотношении, соответственно, 1: 1-1,8: 1-1,7: 1-1,7. Композиция может содержать дополнительно в качестве адгезива 1,5-5,0 мас.ч. эпоксидиановой смолы и 0,3-1,5 мас.ч. кремнекислого свинца на 100 мас.ч. поливинилхлорида. Материал монтируют в виде листов или рулонов на поверхности защищаемого изделия. Свойства материала: температура на тыльной поверхности образца после 15-минутного воздействия открытым пламенем паяльной лампы с температурой 900-1000°С на расстоянии от образца 80 мм 130-145°С.
Изобретение относится к области химии, в частности к материалу, способному защитить расположенную за ним подложку от воздействия открытого огневого пламени или высокотемпературных тепловых потоков, а более конкретно к огнезащитному вспучивающемуся материалу.
Однако монтаж этого огнезащитного материала в виде листов или рулонов на поверхности сетчатого экрана в заявляемом случае займет много времени, а вес самого материала из стеклоткани с покрытием из поливинилхлоридной вспучивающейся композиции значительно больший по сравнению с известными покрытиями из быстротвердеющей пены.
3
Так, например, вспененный гель кремнезема (Патент RU №2590379, С01В 33/16 (2006.01), опубл. 10.07.2016) имеет объемную массу 0,1-0,8 г/см.
Кроме этого, при монтаже листов или рулонов огнезащитного материала (Патент RU №2091424, C09K 21/12 (1995.01), C09K 21/14 (1995.01), C08L 27/06 (1995.01), C08K 5/521 (1995.01), опубл. 27.09.1997) должны быть тщательно подогнаны стыки между названным листами или рулонами. Иначе возникает проблема с герметичностью создаваемого огнезащитного покрытия устройства локальной защиты объекта от пожара при формировании ограниченного от внешней среды пространства при пожаре.
Известен способ обеспечения плавучести судна (Патент RU №2519162, В63В 43/10 (2006.01), опубл. 10.06.2014), который заключается в том, что свободные пространства на внутренней стороне бортов, палуб и днища между продольными и поперечными ребрами жесткости, неиспользуемые и не занятые оборудованием пространства заполняют синтетической пеной (например, пенопласт, монтажные пены, используемые в строительстве зданий или любые пластиковые пены), объем которой рассчитывают таким образом, чтобы он был немного больше водоизмещения плавсредства и чтобы после затопления верхняя палуба находилась немного выше уровня воды и на ней могли бы находиться люди до прибытия спасательной команды. Синтетической пеной покрывают все стены и потолки кают, коридоров и капитанских мостиков слоем толщиной от 5 до 10 см и более, создавая ровное, сплошное, пенистое покрытие, которое красят, покрывают сверху дерматином или другим покрытием. Для создания синтетической пены используют воздух или гелий, который легче воздуха и не поддерживает горение, а, следовательно, пена будет занимать меньший объем и будет пожаробезопасной. Используют также огнестойкие пены, выдерживающие высокую температуру и силу взрыва, или же синтетическую пену покрывают огнестойким и взрывостойким покрытием.
Известно (http://stroy-king.ru/vse-ob-ognestojkix-montazhnyx-penax.html), что огнестойкая монтажная пена применяется для противопожарной изоляции. Это пенополиуретановый однокомпонентный герметик, полностью готовый к использованию и полимеризующийся под влиянием влаги в атмосфере.
Введенные в рецептуру специальные вещества обеспечивают отличный акустический и термический эффект. Такая изоляционная прослойка не пропускает дым и газы.
Пена может выдерживать открытый огонь 60, 120, 180, 230, 240 минут (в зависимости от исполнения). Чем выше требования к противопожарной безопасности у помещения, тем выше должны быть показатели огнестойкости.
Однако пена полностью отвердевает только через сутки. По этой причине применение синтетической пены в качестве негорючего материала для создания быстро-возводимой огнезащитной преграды в настоящем изобретении невозможно.
Известно устройство для тушения пожара (Авторское свидетельство SU 1512626, кл. А62С 7/00, А62С 1/18, опубл. 07.09.1989).
Изобретение относится к противопожарной технике, предназначенной для тушения крупных пожаров в нефтяной, газовой и химической отраслях промышленности, в атомной энергетике, и позволяет повысить эффективность работы устройства за счет использования покрывала с герметичными полостями, сообщенными с источником газа, выполненного в виде сферического колпака, обладающего подъемной силой с возможностью устойчивого перемещения его к очагу пожара по воздуху посредством лебедок транспортных средств. Кроме того, в устройстве предусматривается отвод и утилизация скопившихся под ним продуктов горения, обеспечивая тем самым предохранение окружающей среды от загрязнения.
Устройство содержит огнестойкую оболочку в форме сферического колпака с радиально расположенными герметичными полостями, сужающимися к низу. В центре вершины колпака расположена полость шарообразной формы, сообщающаяся с герметичными полостями, снабженными в нижней части штуцерами, соединенными шлангами с компрессором. В верхней части полости имеют стравливающие клапаны, а нижняя часть устройства по периметру снабжена фартуком с пригрузами. С помощью тросов через амортизаторы устройство подсоединено к лебедкам, установленным на передвижных транспортных средствах. В верхней части устройства расположен штуцер, к которому посредством заборного шланга подсоединены вентилятор и фильтр.
Устройство работает следующим образом.
На безопасном расстоянии от аварийного объекта разворачивают колпак и через штуцеры и шланги с помощью компрессора наполняют соответствующие полости, например, теплым воздухом до подъема колпака над землей, при этом стравливающие клапаны не должны сработать. Шланг от штуцера соединяют с вентилятором.
После подъема колпака над землей с помощью транспортных средств его перемещают и располагают над объектом горения. Затем путем подтягивания тросов лебедками накрывают объект. При этом возможные взрывные нагрузки поглощаются амортизаторами. При достижении колпаком земли фартук с пригрузом перекрывает все неплотности между колпаком и землей. Для более устойчивой и длительной работы устройства фартук снаружи может быть обвален грунтом. После накрытия объекта включают вентилятор и через шланг отсасывают загрязняющие выделения объекта, которые перерабатывают в фильтре.
Конструктивное выполнение устройства в виде колпака с подъемной силой дает возможность подвести его по воздуху и надежно создать герметичное перекрытие очага пожара, исключив тем самым доступ кислорода к нему и уменьшить попадание в окружающую среду вредных продуктов горения. Наличие амортизаторов обеспечивает работу устройства при взрывных нагрузках. Штуцер с заборным шлангом позволяет отводить и утилизировать скопившиеся внутри устройства продукты горения.
Однако это устройство имеет сложную и громоздкую конструкцию и не относится к быстровозводимым устройствам.
В работе (Е.В., Поезжаева, Е.А Закиров., М.В Малев. Кинематика избыточного манипулятора робота для тушения пожаров // Молодой ученый. - 2015. - №23. - с. 204-206. - URL https://moluch.ru/archive/103/23785/ (дата обращения: 09.12.2017) описан робот, имитирующий насекомое и производящий манипуляционные роботы с кинематической избыточностью. По мнению авторов статьи этот робот сможет справиться с пожаром и предотвратить его появление. Такие избыточные манипуляторы обладают повышенной маневренностью, позволяют избежать попадания в сингулярные состояния и могут эффективно использоваться при работе в сложных загроможденных средах.
При формировании движений таких манипуляторов обычно используются два подхода. Один из походов к решению задачи основан на нахождении псевдообратной матрицы Якоби и ее использовании для определения скоростей в степенях подвижности. По найденным таким образом скоростям могут быть определены требуемые приращения обобщенных координат. Для манипулятора с кинематической избыточностью возникает задача определения перемещений в избыточных степенях подвижности с целью исключения сингулярных состояний, обхода препятствий и тому подобно. Таким образом, наряду с требованием перемещения рабочего органа в заданное положение выдвигаются дополнительные цели. Ниже предлагается метод решения обратной задачи кинематики для избыточных манипуляторов, основанный на введении множителей Лагранжа.
Уравнения определяют систему, максимизирующую критерий. Точность полученного решения определялась путем прямого кинематического преобразования найденных угловых координат. Результаты машинных экспериментов сопоставлены с вариантом использования метода с предварительным определением угловых скоростей на основе нахождения псевдообратной матрицы Якоби. Проведенные расчета демонстрируют более высокую точность решения при использовании предлагаемого метода. Данный метод обеспечивает хорошую повторяемость движений манипулятора и при изменении направления движения по заданному контуру получают различные значения угловых координат, обеспечивающих фиксированное положение рабочего органа.
Однако при перемещении рабочего органа данных манипуляторов не решаются вопросы, связанные с их взаимодействием со средством подачи огнетушащего средства, например, пены.
Известен мобильный робот (Патент RU №2487007. B25J 5/00 (2006.01), опубл. 10.07.2013), который содержит платформу, установленную на транспортном средстве, устройство для обнаружения препятствия, систему управления с блоком управления движением транспортного средства и устройством для обнаружения препятствия и соединенную с ними, манипулятор, шарнирно установленный на платформе и выполненный в виде снабженных приводами и шарнирно соединенных между собой звеньев, на конечном из которых размещено устройство для обнаружения препятствия, имеющее подвижный щуп с наконечником и позиционно-чувствительный датчик. Блок управления движением транспортного средства подключен к блоку питания, связанному с последовательно соединенными микроконтроллером, шестым усилителем и электроприводом, входы микроконтроллера соединены с выходами датчиков текущего положения, скорости, углового и линейного перемещений, выполненных в виде энкодеров, зубчатки которых установлены на каждом колесе транспортного средства. Изобретение позволяет мобильному роботу перемещаться по произвольным траекториям, с высокой точностью обнаруживать препятствия, производить управляемые с четко контролируемыми параметрами подъезды и отъезды от препятствия.
Однако этот мобильный робот адаптирован к конкретному виду проводимой операции и имеет только средства очувствления (образующие в совокупности информационно-сенсорную систему), сигналы от которых поступают к системе управления (Промышленный робот - Википедия.html).
Известна переносная установка для получения и нанесения вспененной самоотверждающейся полимерной композиции (Патент RU №2183487, А62С 5/00 (2000.01), А62С 15/00 (2000.01), опубл. 20.06.2000). Установка относится к технологическому оборудованию, в частности к переносным устройствам для изготовления и нанесения быстроотвердевающих самоотверждающихся полимерных покрытий в виде высокократных вспененных материалов, в том числе, для получении и нанесении термостойких быстротвердеющих вспененных высокократных полимерных противопожарных пен для локализации возгораний и тушения нефти, нефтепродуктов, химически горючих материалов, предотвращения проникновения огня на другие объекты путем обваловывания, создания искусственной огневой преграды.
Установка работает следующим образом. В зависимости от целевого назначения и применения установки - пожаротушение, природоохранные работы (сорбирование разлитой нефти и нефтепродуктов), строительные работы и т.д. резервуары общей емкости ранцевого огнетушителя в соответствии с расчетными параметрами состава композиций заполняются исходными компонентами. В качестве исходных компонентов используются карбамидно-формальдегидная смола, пенообразователь, вода и неорганическая кислота. К каждому резервуару дополнительно устанавливаются съемные футляры с газогенерирующими твердотопливными зарядами, например на основе термохимического заряда, состава СТП, применяемого в генераторах дыма ГАО-40 или СОТ-5М и т.д. с устройством воспламенения. Устройство воспламенения газогенерирующего твердотопливного химического заряда не включено и находится в режиме постоянной готовности.
При необходимости плановых или экстренных работ оператор закрепляет на себе при помощи ремней ранцевый резервуар и готовит установку к запуску, предварительно заправив бензином двигатель внутреннего сгорания. Определив участок или объект обработки, оператор выставляет в рабочее положение ручной распылитель воздушного ствола, соединенного, например, с раструбом, и при помощи ручного стартера включает бензодвигатель. Далее, держа в руках включенный двигатель, соединенный в комплексе с воздушным вентилятором и стволом, оператор включает устройство воспламенения, находящееся в футляре газогенерирующего химического заряда. При этом оператору нет необходимости при работе установки регулировать подачу (расход) выделяемого газа в резервуары и контролировать другие параметры, поскольку все измерительные приборы с запорной регулирующей арматурой и аппаратурой тарируются и регулируются предварительно, упрощая при этом работу установки и обеспечивая ее безопасность.
Однако работа этого устройства осуществляется только с помощью оператора, пребывание которого в зоне чрезвычайной ситуации без соответствующей защиты крайне опасно.
Анализ других технических решений показал, что известные способы и устройства не решают отмеченные ранее задачи, решаемые заявляемым способом и устройством.
На основании изложенного, можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень», а само изобретение является новым.
Осуществление технического решения может быть реализовано следующим образом.
При реализации заявляемого технического решения необходимо учитывать следующие общеизвестными сведениями из уровня техники.
В работе (Пожаровзрывозащита: учебное пособие. Раздел 6. Стадии пожара / сост. А.И. Сечин, О.С. Кырмакова; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2015, с. 145) описан процесс развития пожара в помещении (три его фазы).
I фаза (10 мин) - начальная стадия, включающая переход возгорания в пожар (1-3 мин) и рост зоны горения (5-6 мин).
В течение первой фазы происходит преимущественно линейное распространение огня вдоль горючего вещества или материала. Горение сопровождается обильным дымовыделением, что затрудняет определение места очага пожара. Среднеобъемная температура повышается в помещении до 200°С (темп увеличения среднеобъемной температуры в помещении 15°С в 1 мин). Приток воздуха в помещение увеличивается. Поэтому очень важно в это время обеспечить изоляцию помещения от наружного воздуха (не рекомендуется открывать или вскрывать окна и двери в горящее помещение. В некоторых случаях, при достаточном обеспечении герметичности помещения, наступает самозатухание пожара).
Если очаг пожара виден, необходимо по возможности принять меры к тушению пожара первичными средствами пожаротушения.
Продолжительность первой фазы составляет 2-30% продолжительности пожара.
II фаза (30-40 мин) - стадия объемного развития пожара.
Бурный процесс горения; температура внутри помещения поднимается до 250-300°С, начинается объемное развитие пожара. Пламя заполняет весь объем помещения, и процесс распространения пламени происходит уже не поверхностно, а во всем объеме помещения. Разрушение остекления происходит через 15-20 мин от начала пожара. Из-за разрушения остекления приток свежего воздуха резко увеличивает развитие пожара. Темп увеличения среднеобъемной температуры составляет до 50°С в 1 мин. Температура внутри помещения повышается с 500-600 до 800-900°С.
Стабилизация пожара происходит на 20-25 минуте от начала пожара и продолжается в течение 30-60 мин.
III фаза - затухающая стадия пожара.
Догорание в виде медленного тления.
2
3
Температурное поле пожара неравномерно в объеме помещения. Так, при горении бензина на площади 2 м в помещении объемом 100 м на 15 минуте в зоне горения температура составила 900°С, а в самой удаленной точке 200°С. При этом у потолка температура достигала 800°С и более, по центру высоты помещения - 500°С, у пола - 200°С.
Нагретые продукты горения поднимаются к верхней части помещения, что особенно характерно для помещений с высокими потолками.
Ранее было установлено (А.Н. Баратов, Е.Н. Иванов. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Издание 2-е переработанное. М., Химия,. 1979, с. 128), что газовые галоидоуглеводородные составы целесообразно использовать в тех случаях, когда защищаемое здание в начальный момент пожара сохраняет некоторую герметичность, то есть обеспечивается возможность накопления в атмосфере огнетушащих агентов до нужной концентрации.
В работе (А.Н. Баратов. Горение-Пожар-Взрыв-Безопасность. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2004 с. 326 - 327)), отмечено что известен расчетный метод учета негерметичности при оценке минимальной требуемой концентрации аэрозоля (Ю.Н. Шебеко, В.И. Горшков, А.Я. Корольченко и др. Влияние негерметичности помещения на огнетушащую эффективность гаоаэрозольных составов. Пожаровзрыво-безопасность. - 1996, - №1, с. 51-56), основанный на решении уравнений материального и теплового баланса в условиях динамики создания огнетушащей среды в помещении с проемами. Результаты расчетов оказались в удовлетворительном согласии с данными специально поставленного эксперимента в камере объемом 30 м.
-1
В этой работе негерметичность оценивалась по отношению площадей проемов и ограждающих конструкций в пределах 0-6% или от 0 до 0,038 м. Из результатов исследования следует, что при изменении времени работы генератора от 10 до 100 с концентрация аэрозоля снижается соответственно на 12,5 и 50%.
3
Влияние же размеров проемов оказалась менее существенным. Например, при времени работы генератора 40 с значения огнетушащей концентрации аэрозоля при негерметичности 1,3 и 6% составляют 75 и 55 г/м, то есть изменение огнетушащей концентрации составило около 30%. Последний результат представляется неожиданным.
Известен способ объемного тушения (А.Н. Баратов, Е.Н. Иванов. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Издание 2-е переработанное. М., Химия,. 1979, с. 80-81), который основан на создании в защищаемом объеме среды, не поддерживающей горения, и является одним из наиболее эффективных способов пожарной защиты помещений. Наряду с возможностью быстрого тушения этот способ обеспечивает предупреждение взрыва при накоплении в помещении горючих газов и паров.
В этой работе отмечено (с. 85), что в случае подачи инертного разбавителя в замкнутое герметичное помещение среда может оставаться приемлемой для жизни людей вплоть до подавления очага пожара. Это связано с различиями механизмов процессов дыхания человека и горения.
Ранее было установлено (Автореферат на тему «Разработка огнепреграждающих сеточных экранов со вспенивающимися эпоксидными покрытиями и перекрывающимися пенококсом ячейками в условиях пожара». А.С. Крутолапов. Научная библиотека диссертаций и авторефератов; disserCat http://www.dissercat.com), что, пассивная противопожарная защита технологического оборудования является наиболее рациональным и надежным способом, как предупреждения пожара, так и снижения воздействия его опасных факторов. Зачастую пассивные способы защиты, не требующие человеческого вмешательства в происходящий процесс, становятся конкурентно способными с активными и могут частично или полностью их заменить.
Одним из таких способов пассивной противопожарной защиты технологического оборудования нефтегазового комплекса являются огнезащитные экраны. Они предназначены для предотвращения загорания, замедления или прекращения развития начальной стадии пожара, обеспечивают его локализацию, снижают воздействие опасных факторов на аппараты и трубопроводы (С.В. Собурь. Огнезащита строительных материалов и конструкций: Справочник. - М.: Спецтехника, 2001. с. 112). В тоже время, применение таких мер повышения пожарной безопасности не всегда оправдывается, если огнезащитные экраны выполнены в традиционном исполнении (стены, перегородки и т.п.), что может создавать определенные неудобства, а иногда и увеличивать пожарную опасность. В последнее время проводятся исследования возможности применения сеток в качестве экранов для защиты от теплового воздействия пожара (Н.Н. Брушлинский, М.Х. Усманов. Комбинированные средства защиты от теплового поражения. // Пожарная безопасность-97).
Одним из наиболее изящных и эффективных инженерных решений в этой области является сетка из металлической проволоки, используемая в качестве огнепреграждающих экранов, которые применяются очень широко и длительное время. Так, например, сетки Дэви, использовались в горной индустрии еще с конца XVIII века и до сих пор не утратили своей актуальности (И.И. Стрижевский, В.Ф. Заказнов. Промышленные огнепреградители. - М.: Химия, с. 261).
Новым направлением в пассивной противопожарной защите технологического оборудования является применение сеточных фрагментов, покрытых огнезащитными красками, вспенивающимися при нагревании и полностью перекрывающими ячейки сетки огнестойким пенококсом. Вспенивающиеся покрытия практически не изменяют необходимых функциональных свойств сеточных элементов (визуальное наблюдение за контролируемым процессом или защищаемым аппаратом, поддержание общего климатического и температурного режима). Однако при воздействии высокой температуры и пламени свободное пространство ячеек сетки полностью перекрывается огнестойким пенококсом, образуя теплоизоляционный барьер для распространения горения. Такие конструкции обладают рядом ценных преимуществ, а именно: относительно легким монтажом, при необходимости возможностью свободного раскрытия, создание переносных конструкций и, как следствие, небольшие финансовые затраты (Н.Н. Брушлинский, М.Х. Усманов. Комбинированные средства защиты от теплового поражения. // Пожарная безопасность-97: Материалы научно-практической конференции. Москва, 19 ноября 1997 г. - М.: МИНЬ МВД России, 1997. с. 114-116; В.Р. Малинин, О.А. Хорошилов. Огнепреграждающие устройства для защиты технологического оборудования и коммуникаций от распространения пожара: Учебно-методическое пособие. СПб.: СПб ВПТШ МВД РФ, 1997, с. 104. Пожарная профилактика в строительстве. / Б.В. Грушевский, А.И. Яковлев, И.Н. Кривошеев и др. / Под ред. В.Ф. Кудаленкина - М.: МВИПТШ МВД РФ, 1985 с. 454).
Препятствием для более широкого внедрения сеточных огнепреграждающих устройств является практически полное отсутствие теоретической и экспериментальной проработки этого вопроса.
Таким образом, создание теплозащитных экранов, сочетающих в себе свойства сеток и вспенивающихся красок, является актуальным научным и практическим направлением, исследования в котором позволяют расширить область их использования и повысить эффективность пассивных средств противопожарной защиты технологического оборудования нефтегазового комплекса.
Исполнение теплоизолирующего вещества в виде быстротвердеющей пены позволяет повысить качество получаемого герметичного покрытия и создать быстровозводимую огнезащитную преграду, обладающую значительной огнестойкостью.
Это связано с тем, что быстротвердеющая пена в свободном состоянии на поверхности быстро набирает механическую прочность.
Например, получаемый в известном техническом решении (Патент RU №2590379, С01В 33/16 (2006.01), опубл. 10.07.2016) вспененный гель кремнезема и применяемый в качестве огнетушащего средства при пожаровзрывопредотвращении и тушении пожаров, имеет показатель динамической вязкости от 20 мПа⋅с до 100 Па⋅с в диапазоне времени от 2 секунд до 2 минут.
Известна быстротвердеющая пена для локализации очагов горения торфяных пожаров (Заявка RU №2016125510, 24.06.2016, А62С 3/02, опубл. 28.12.2017), в которой сформирована пространственно-сетчатая структура из карбамидоформальдегидного полимера, в ячейках которого содержится гель кремниевой кислоты, другие целевые добавки. Затвердевание пены происходит в интервале от 2 до 30 секунд (в зависимости от количества применяемого при создании быстротвердеющей пены концентрированной серной кислоты (кислотного отвердителя).
Отмеченные негорючие материалы (вспененный гель кремнезема, быстротвердеющая пена на основе карбамидоформальдегидного полимера) экологически безопасны.
Эта негорючие материалы могли бы найти применение при создании быстро возводимых огнезащитных преград с целью осуществления дальнейшего тушения возникшего очага пожара доступными огнетушащими средствами.
Известно (Промышленный робот - Википедия.html), что в составе промышленного робота есть механическая часть (включающая один или несколько манипуляторов) и система управления этой механической частью. Кроме этого, робот может иметь средства очувствления (образующие в совокупности информационно-сенсорную систему), сигналы от которых поступают к системе управления
Интеллектуальные роботы (роботы с элементами искусственного интеллекта) - роботы, способные с помощью сенсорных устройств самостоятельно воспринимать и распознавать обстановку, строить модель среды, и автоматически принимать решение о дальнейших действиях, а также самообучаться по мере накопления собственного опыта деятельности.
Установлено (Промышленный робот - это… Что такое Промышленный робот_.htm, что среди самых распространенных действий, совершаемых промышленными роботами можно назвать следующие:
- загрузка / разгрузка технологических машин, станков;
- манипулирование деталями (например: укладка, сортировка, транспортировка и ориентация);
- перемещение деталей и заготовок от станка к станку или от станка к системам сменных падет;
- сварка швов и точечная сварка;
- сборка механических и электрических деталей;
- сборка электронных деталей;
- покраска;
- укладка кабеля;
- выполнение операций резания с движением инструмента по сложной траектории и др.
В работе (Корнеев В.В., Вяльцев Г.Б. Современные разработки в области телеуправляемых роботов // Технические науки - от теории к практике: сб. ст. по матер. XXIII междунар. науч. - практ. конф. - Новосибирск: СибАК, 2013) отмечено, что в последнее время широко развивается тенденция создание роботов по модульной системе. Согласно этой системе для выполнения конкретных задач робот собирается из нескольких типовых модулей, которые способны работать автономно.
Мобильным мини-роботам необходимо иметь достаточное время активной работы на одном заряде аккумулятора - в диапазоне от 30 минут до 2-3 часов и более. Иметь возможность быстрой подзарядки или даже смены питающих элементов, масса аккумуляторов должна при этом быть минимальной.
Известно (А.Ф. Батанов и др. Мобильные роботизированные взрывотехнические комплексы. Специальная техника, №1, 2000; http://www.bnti.ru), что система управления роботом включает в себя информационно-управляющую часть (аппаратура управления роботом, датчики, система технического зрения), расположенную на мобильном роботе, пост оператора мобильного робота (пульт управления, видеопросмотровые устройства, ЭВМ для обработки информации) и комплект приемопередающей аппаратуры, обеспечивающей передачу информации от робота на пост оператора и управляющих команд от поста оператора на мобильный робот. Для обеспечения высокой мобильности поста управления вне средства транспортировки мобильными роботизированными взрывотехническими комплексами (МРВК) составные части поста управления монтируются на колесной тележке. Иногда для обеспечения возможности управления роботом "с рук" при непосредственном наблюдении пульт управления выполняется съемным.
Наличие дополнительного комплекта видеоаппаратуры объясняется необходимостью дистанционного контроля действий оператора, занятого диагностированием или обезвреживанием взрывного устройства. Для этого используется выносная дистанционно управляемая телекамера, которая может устанавливаться с помощью робота около объекта. Визуальная информация с выносной телекамеры, телекамер мобильного робота и рентгеновской аппаратуры должна регистрироваться для последующего анализа.
Учитывая, что основной тенденцией развития робототехники является широкое применение в мобильных роботах элементов искусственного интеллекта, авторы изобретения считают, что предлагаемое исполнение мобильного робота позволит поднять эффективность работ, связанных с созданием быстровозводимой огнезащитной преграды из быстротвердеющей пены, благодаря использованию в заявляемом техническом решении системы самонаведения
В дальнейшем изобретение поясняется примером его реализации.
На Фиг. 1 представлен вариант компоновочного решения устройства локальной защиты объекта от пожара и мобильный робот в момент создания огнезащитной преграды из быстротвердеющей пены (в начале операции), на Фиг. 2 представлен вариант компоновочного решения устройства локальной защиты объекта от пожара и мобильный робот в момент создания огнезащитной преграды из быстротвердеющей пены (в середине операции), на Фиг. 3 представлен вариант компоновочного решения устройства локальной защиты объекта от пожара и мобильный робот в момент создания огнезащитной преграды из быстротвердеющей пены (в конце операции), на Фиг. 4 представлен вариант компоновочного решения устройства локальной защиты объекта от пожара и мобильный робот в момент осуществления контроля равномерности нанесения защитного слоя вспененного теплоизолирующего вещества с помощью датчика - видеомодуля (в момент окончания операции по нанесения защитного слоя вспененного теплоизолирующего вещества на ячеистой структуре экрана); на Фиг. 5 представлен увеличенный вид огнезащитной преграды из быстротвердеющей пены в момент создания заявляемой преграды на ячеистой структуре экрана; на Фиг. 6 представлен увеличенный вид огнезащитной преграды из быстротвердеющей пены с участком с неравномерным (дефектным) слоем созданного покрытия на ячеистой структуре экрана.
Устройство (Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4, Фиг. 5 и Фиг. 6), реализующий заявляемый способ локальной защиты объекта от пожара (пункт 1 формулы изобретения), состоит из сетчатого экрана 1, выполненного в рабочем положении в виде купола. Этот купол образует ограниченный объем 2 над защищаемым объектом 3 при образовании локального очага пожара.
В представленном варианте компоновочного решения устройства локальной защиты объекта от пожара защищаемый объект 3 выполнен в виде технологического оборудования.
Мобильный робот 4, реализующий заявляемый способ создания быстровозводимой преграды из быстротвердеющей пены (пункт 3 формулы изобретения), состоит из шасси 5 на гусеничном ходу, которое обеспечивает необходимую проходимость заявляемого устройства по пересеченной местности, силовые агрегаты 6, системы управления 7 с мини - ЭВМ, системы наблюдения 8 и системы передачи данных 9 от проведенного наблюдения в режиме реального времени.
Мобильный робот 4 имеет платформу 10, на которой смонтирован манипулятор 11 с силовыми агрегатами.
Для проведения операции по созданию вспененного теплоизолирующего слоя на манипуляторе 11 предусмотрена телескопическая стрела (удлинитель) 12, на которой установлен рабочий орган 13. Рабочий орган 13 выполнен многозвенным, например, двухзвенным, то есть имеет два звена 14 и 15. На конце звена 15 рабочего органа 13 шарнирно расположено средство 16 формирования защитного слоя, предназначенное для подачи пены 17. В заявляемом случае при создании защитного слоя (вспененного теплоизолирующего слоя) применяют на конечном этапе только быстротвердеющая пена.
Платформа 10 выполнена подвижной. Она может совершать с помощью поворотного механизма 18 круговое движение совместно с манипулятором 11.
В процессе создания быстровозводимой преграды из быстротвердеющей пены манипулятором 11 его телескопическая стрела (удлинитель) 12 имеет возможность изменять свою длину, звено 14 имеет возможность совершать поступательные движения, а звено 15 имеет возможность совершать как поступательные, так и вращательные движения.
Для наведения средства 16 для подачи пены 17 на выбранную поверхность 19 сетчатого экрана 1 определенной конфигурации в системе наблюдения 8 предусмотрен электронный комплекс самонаведения 20, включающий в себя датчик - видеомодуль 21, в состав которого входит цифровая видеокамера 22 с оптической системой 23 и цифровым видеопроцессором 24, выход которого подключен ко входу системы 8 управления мобильного робота 4 (условно не показан).
Датчик - видеомодуль 21 смонтирован на кронштейне 25 корпуса устройства 26 средства 16 и обращен в сторону выбранной поверхности 19 названного экрана в условиях образования локального источника возгорания 27.
Компоненты пены 28 хранятся в многосекционном баке 29, смонтированном на платформе 30 робота 4.. Для подачи компонентов пены 28 к устройству 26 средства 16 предусмотрены отдельные трубопроводы, проходящие вдоль телескопической стрелы (удлинителя) 12 и звеньев 14 и 15 (условно не показаны) к названному устройству. Подвижная платформа 18 установлена на баке 29.
Для удержания в равновесии мобильного робота 4 в статическом положении при выдвинутой телескопической стрелы (удлинителе) 12) предусмотрены откидные гидравлические упоры 31, смонтированные на баке 29.
В транспортном положении телескопическая стрела (удлинитель) 12 фиксируется на упоре 32.
Заявляемое техническое решение работает следующим образом.
После обнаружения загорания на защищаемом объекте 3 над ним устанавливают экран 1, выполненный в виде купола. Экран 1 перемещают к защищаемому объекту 3 любым известным мобильным грузоподъемным устройством. Затем к экрану 1 перемещают мобильный робот 4, используя дистанционное управление, например, с наблюдательного пункта или в автономном режиме по заранее заданной программе.
В случае перемещения мобильного робота 4 в автономном режиме он самостоятельно находит с помощью системы наблюдения 8 созданный экран 1 над защищаемым объектом 3.
На Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4 мобильный робот 4 изображен в положении, когда имеется только один доступный подход к экрану 1, и робот имеет возможность проводить операцию по нанесению защитного слоя вспененного теплоизолирующего вещества (быстротвердеющей пены 17) на ячеистой структуре экрана 1 только с одного места контролируемой зоны. При наличии других доступных мест в контролируемой зоне мобильный робот 4 имеет возможность выполнять эту операцию с более оптимальной позиции, путем дополнительного перемещения с одного места на другое вокруг созданного устройства локальной защиты объекта от пожара.
В любом случае при перемещении мобильного робота 4 система управления 7 останавливает последний на необходимом расстоянии от экрана 1, после чего проводят следующие подготовительные работы:
- фиксируют откидные гидравлические упоры 31 на земле или другом покрытии 33;
- переводят телескопическую стрелу (удлинитель) 12 из транспортного положения в рабочее положение. Причем стрелу 12 удлиняют (раздвигают) на необходимую величину в направление сетчатого экрана 1 на безопасном расстоянии от последнего.
В дальнейшем робот 4 приступает к выполнению операции по созданию защитного теплоизоляционного слоя 34 (фиг. 5) в виде быстротвердеющей пены 17 на поверхности 19 сетчатого экрана 1.
Система управления 7 запускает электронный комплекс самонаведения 20, в результате чего осуществляют следующие действия:
- датчик - видеомодуль 21 производит распознавание поверхности 19 сетчатого экрана 1 определенной конфигурации;
- мини - ЭВМ системы управления 7 строит модель среды в условиях образования локального источника возгорания и выбирает оптимальную траекторию перемещения рабочего органа 13;
- рабочий орган 13 перемещает звенья 14 и 15 на оптимальное расстоянии от экрана 1, причем комплекс самонаведения 20 постоянно ориентирует устройство 26 в сторону выбранной поверхности 19 названного экрана в условиях образования локального источника возгорания 27.
В процессе создания защитного теплоизоляционного слоя 34 в виде быстротвердеющей пены 17 на поверхности 19 сетчатого экрана 1 осуществляют следующие действия:
- подают компоненты пены 28 по отдельным трубопроводам из многосекционного бака 29 к устройству 26 средства 16, где производят их смешивание методом воздушно-механического вспенивания;
- получают на выходе из устройства 26 из готового раствора 31 быстротвердеющую пену 17. Быстротвердеющая пена, как было отмечено ранее, способна полимеризироваться за короткий промежуток времени (Апробация новых огнетушащих химических составов и разработка рекомендаций по их применению: отчет о НИР (заключ.) / ФБУ «СПбНИИЛХ»; рук. Гуцев Н.Д.; исполн.: Арцыбашев Е.С., Михайлова Н.В., Корчунова И.Ю. - СПб., 2014. - 254 с. - Библиогр.: с. 112-120. - № ГР 01201255954. - Инв. №215022440055, 11). Время отверждения меняют путем подбора соотношения компонентов 28 пены 17. Пену 17 подают из устройства 26 в виде факела.
- наносят равномерным слоем 34 быстротвердеющую пену 17 на выбранную поверхность 19 ячеистой структуры сетчатого экрана 1 определенной конфигурации путем перемещения звеньев 14 и 15 рабочего органа 13 манипулятора 11 по заданной программе, при этом одновременно со звеном 15 перемещают устройство 26 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 5). Ячеистая структура сетчатого экрана 1 представляет собой сетку 35, например, металлическую, имеющую ячейки 36 определенного размера (фиг. 5).
При создании равномерного слоя 34 быстротвердеющая пена 17 растекается в жидкой фазе по выбранной поверхности 19 ячеистой структуры сетки 35 экрана 1. При этом пена 17 затекает в ячейки 36, где она в связи с большой скорости полимеризации быстро отвердевает. Причем временем отверждения можно легко варьировать, меняя соотношение компонентов 28 пены 17. (Н.Д. Гуцев, Н.В. Михайлова, Г.Н. Куприн, Д.С. Куприн, А.В. Виноградов, В.В. Виноградов. Результатами лабораторных исследований свойств быстротвердеющей пены с целью оценки возможности использования ее для создания противопожарных пенных полос. Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства, №1, 2016; http://journal.spb-niilh.ru/pdf/1-2016/spbniilh-proceedings-1-2016-2-full.pdf; Патент RU №2645542, А62С 3/02 (2006.01), опубл. 21.02.2018).
Опираясь на данные, приведенные в работе (Апробация новых огнетушащих химических составов и разработка рекомендаций по их применению: отчет о НИР (заключ.) / ФБУ «СПбНИИЛХ»; рук. Гуцев Н.Д.; исполн.: Арцыбашев Е.С., Михайлова Н.В., Корчунова И.Ю. - СПб., 2014. - 254 с. - Библиогр.: с. 112-120. - № ГР 01201255954. - Инв. №215022440055, 11), следует отметить, что быстротвердеющая пена 17 является, по мнению авторов изобретения, веществом с переменной вязкостью, величина которой быстро возрастает по мере отверждения защитного слоя вспененного теплоизолирующего вещества.
Получаемый после создания защитный слой 34 пены 17 является негорючим веществом и отличным теплоизолятором. Она обладает высокой огнестойкостью, хорошей адгезионной способностью, за счет которой прилипает к поверхности ячеистой структуры сетки 35.
После застывания слой пены может удерживаться на сетке длительное время (Патент RU №2590379, С01В 33/16 (2006.01), опубл. 10.07.2016; Патент RU №2645542, А62С 3/02 (2006.01), опубл. 21.02.2018).
Структура вспененного огнезащитного слоя газонепроницаема даже при высокой температуре.
В процессе создания защитного теплоизоляционного слоя в виде быстротвердеющей пены на поверхности 19 сетчатого экрана 1 осуществляют следующие действия:
- производят одновременно с помощью датчика - видеомодуля 21 контроль равномерности нанесения защитного слоя 34 вспененного теплоизолирующего вещества на всей площади экрана 1. При этом датчик - видеомодуль 21 перемещают совместно с устройством 26, он имеет определенную зону контроля 37. В конце операции по созданию защитного теплоизоляционного слоя на всей поверхности 19 сетчатого экрана 1 (фиг.4) подачу пены 17 из устройства 26 прекращают и производят перемещения рабочего органа 13 манипулятора 11 только для завершения операции контроля равномерности нанесения защитного слоя 34 вспененного теплоизолирующего вещества на не прошедших контроль участках 38 экрана 1 (Фиг. 4);
- осуществляют обнаружение датчиком - видеомодулем 21 участков 39 и 40 с неравномерным слоем созданного покрытия 34 или участка 41, на котором отсутствует защитный теплоизоляционный слой 34 (Фиг. 6). Эти дефектные участки 39, 40 и 41 могут образоваться в результате нарушения процесса смешивания компонентов 28 в устройстве 26 средства 16, когда резко меняется вязкость пены 17, что существенно сказывается на ее растекаемости по поверхности 19 сетчатого экрана 1;
- наносят повторно из устройства 26 защитный слой вспененного теплоизолирующего вещества на дефектные участки 39, 40 и 41 экрана 1.
Основными показателями равномерности нанесения защитного слоя 34 вспененного теплоизолирующего вещества являются, по мнению авторов изобретения, следующие:
- нарушение герметичности создаваемого ограниченного объема над защищаемым объектом 3, которая проявляется в проникновении дыма от локального источника возгорания 27 через ячеистую структуру экрана 1 на участках с неравномерным слоем созданного покрытия 39, 40 и 41 (Фиг. 6);
- видимое свечение языков пламени, создаваемое локальным источником возгорания 27, которое наблюдается через ячеистую структуру экрана 1 на участках с неравномерным слоем созданного покрытия 39, 40 и особенно на участке 41 (Фиг. 6).
В результате в процессе создания при пожаре наружного вспененного теплоизолирующего слоя на всей площади ячеистой структуры экрана 1 формируют ограниченное от внешней среды объем 2 и очаг пожара 27 ликвидируют в дальнейшем доступными средствами пожаротушения, например, газовыми или аэрозольными.
В заявляемом техническом решении пожар ликвидируют после создания наружного вспененного теплоизолирующего слоя 34 на всей площади ячеистой структуры экрана 1. На Фиг. 3 условно считается, что созданный наружный вспененный теплоизолирующий слой 34 не имеет никаких дефектов на всей площади ячеистой структуры экрана 1. Затем запускают автономные газовые или аэрозольные заряды 42, из которых подают огнетушащий состав 43. (Фиг. 3). В результате в ограниченном объеме 2 над защищаемым объектом 3 образуется среда, не поддерживающая горение.
Заряды 42 монтируют внутри экрана 1 в его нижней части. Такое расположение зарядов 42 является, по мнению авторов изобретения, оптимальным для создания огнетушащей среды.
При аномальном скачке давления парогазовой смеси в ограниченном объеме 2 производят его разгерметизацию в верхней части сетчатого экрана 1 с помощью устройства 44 для сброса избыточного давления и производят выброс парогазовой смеси 45 из ограниченного объема 2 в атмосферу (Фиг. 3).
Оптимальным местом для размещения устройства 43 на сетчатом экране 1, по мнению авторов изобретения, является верхняя часть ограниченного объема 2.
После выполнения намеченной операции осуществляют следующие действия:
- переводят телескопическую стрелу (удлинитель) 12 из рабочего положения в транспортное положение;
- переводят откидные гидравлические упоры 31 в транспортное положение;
- отводят мобильный робот 4 от быстровозводимой преграды из быстротвердеющей пены на безопасное расстояние.
- по команде из центра управления или в автономном режиме мобильный робот 4 возвращают в точку старта или в зону уверенного радиообмена, а затем, в случае необходимости, перевозят робот 4 наземным транспортом, например, к месту проведения ремонтных или профилактических работ или в другой район катастрофического характера.
Промышленная применимость заявленного технического решения заключается в следующем.
Предлагаемая огнепреграждающая преграда, выполненная в виде сетчатого экрана, относится к облегченным быстровозводимым преградам, которые можно смонтировать над защищаемым объектом любым известным мобильным грузоподъемным устройством (машиной), в том числе специально оборудованным грузоподъемным механизмом мобильного робота (в зависимости от веса преграды).
В настоящее время известны многочисленные составы из быстротвердеющей пены (Патент RU №2590379, С01В 33/16 (2006.01), опубл. 10.07.2016; Патент RU №2645542, А62С 3/02 (2006.01), опубл. 21.02.2018 и так далее), которые могут:
- успешно модернизировать существующие способы пассивной противопожарной защиты технологического оборудования (Автореферат на тему «Разработка огнепреграждающих сеточных экранов со вспенивающимися эпоксидными покрытиями и перекрывающимися пенококсом ячейками в условиях пожара». А.С. Крутолапов. Научная библиотека диссертаций и авторефератов disserCat http://www.dissercat.com);
- существенно поднять огнестойкость вспененного огнезащитного слоя при возведении быстровозводимой преграды (Ученые предлагают тушить пожары быстротвердеющей пеной. Новости. 0-1.ru.html).
Выпускаемые в настоящее время в России и за рубежом робототехнические средства позволяют реализовать заявляемое изобретение, проведя доработку элементов и узлов их конструкции, которая в некоторых случаях для заявляемого технического решения будет незначительной.
Применяемые современные технологии позволяют оснастить заявляемый мобильный робот программой искусственного интеллекта, что обеспечивает работоспособность этому робототехническому средству в экстремальных условиях полностью в автоматическом режиме по предварительно заданной программе, предназначенной для реализации заявляемого технического решения.
В настоящее время существуют грузоподъемные машины, в которых применяются многочисленные схемы их компоновки с телескопической стрелой (http://bookfi.net/book/486047). По мнению авторов изобретения их можно использовать в манипуляторе совместно со средством подачи пены при реализации заявляемого технического решения (Кулешов B.C. Дистанционно управляемые роботы и манипуляторы: Учебник для вузов / B.C. Кулешов, Н.А. Лакота, В.В. Андрюнин и др.; под общ. ред. Е.П. Попова; М.: Машиностроение, 1986. - 328 с.).
Заявляемое техническое решение просто в эксплуатации и позволяет проводить неоднократно одним мобильным роботом операцию создания локальной защиты объекта от пожара при возникновении чрезвычайной ситуации, когда человеческое вмешательство в происходящий процесс в этих условиях, как правило, является кратковременным или практически невозможно.