УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ КОНСТРУКЦИЯ ЗАТВОРА ТРУБОПРОВОДА С БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМОЙ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ И ОПОВЕЩЕНИЯ

Область применения полезной модели
Настоящая полезная модель представляет собой усовершенствованную конструкцию затвора трубопровода с беспроводной системой позиционирования и оповещения, в частности затвор трубопровода, позволяющий установку и фиксацию кабельной линии. Затвор оснащается компрессионными кольцами с клиновидным профилем для неподвижной фиксации кабельной линии. Газочувствительное устройство располагается на корпусе затвора трубопровода для обнаружения концентраций газа внутри пространства канала смотрового колодца. Обнаруженные данные передаются на мониторинговое устройство путем беспроводной передачи, благодаря чему люди на поверхности могут постоянно отслеживать концентрацию газа в канале смотрового колодца для обеспечения безопасности и предупреждения несчастных случаев с работниками.
Описание известного уровня техники
В том, что касается традиционных конструкций кабеля или трубопровода внутри подземных каналов, для неподвижного монтажа кабельной линии используется ряд затворов трубопровода, располагающихся через определенные интервалы. На внутренней оси традиционного затвора трубопровода создается ряд внутритрубных отверстий. Кабельная линия подлежит совмещению индивидуально с каждым из внутритрубных отверстий для прохождения через них. Однако расстояние от входа смотрового колодца до точки монтажа затвора трубопровода является значительным, а индивидуальное совмещение требуется при осуществлении проведения на большое расстояние. Это затрудняет сборку и фиксацию затвора трубопровода. Кроме того, вероятно смещение кабельной линии в связи с тягой, создаваемой проезжающими по дороге автомобилями.
Помимо этого, каналы смотровых колодцев линий электропитания и телекоммуникаций используются в качестве позиций для продолжения, соединения и размещения подземного кабеля, а также пространства для размещения вспомогательного оборудования кабеля, такого как реле, защитные металлические конструкции и надувное испытательное оборудование. Каналы смотровых колодцев выполняются из железобетонных конструкций и относятся к ограниченному конструкционному пространству. После создания канала смотрового колодца в подземном туннеле и прокладки кабельных линий, линий электропитания и телекоммуникаций, персоналу обычно не требуется перемещаться внутрь/наружу смотровых колодцев, кроме случаев неисправности кабеля или оптоволоконного оборудования и необходимости в ремонте или удлинении/наращивании. Поскольку канал смотрового колодца относится к подземному ограниченному пространству, возможны условия недостаточной вентиляции и образования вредных газов, к примеру моноксида углерода, сероводорода и двуокиси углерода, во время входа человека и нарушения слоя грязи внутри канала смотрового колодца. Поскольку газы по большей части не имеют цвета и запаха, человеческий организм может не распознавать их с помощью обоняния. Поэтому зачастую могут иметь место травмы и гибель работников в результате вдыхания избыточного объема токсичного газа или дефицита кислорода.
Фактически, в различных ограниченных пространствах существуют различного типа смертельные угрозы, но по большей части опасность связана с присутствием газов. В соответствии с отчетом и анализом инспекции по основным рискам, связанным с профессиональной деятельностью, в отношении ограниченных пространств, смертность в связи с присутствием газов составляет 98% от общего числа случаев, а единичных несчастных случаев, в результате которых пострадало более одного человека, превышает 60% от общего числа, где к несчастным случаям в результате присутствия газа относится около 97%.
В свете периодических трагических случаев травмирования и гибели людей, осуществляющих работы в канале смотрового колодца, в результате отравления газом, после продолжительного периода исследований в направлении усовершенствования и устранения упомянутых недостатков, настоящая полезная модель представлена его автором.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Соответственно, целью настоящей полезной модели является создание усовершенствованной конструкции затвора трубопровода с беспроводной системой позиционирования и оповещения, анализирующей состояние гипоксии и связанных с присутствием газа рисков для ограниченного пространства канала смотрового колодца с использованием функций обнаружения газа и сигнализации в сочетании со средствами беспроводной связи для дистанционного мониторинга.
Согласно усовершенствованной конструкции затвора трубопровода с беспроводной системой позиционирования и оповещения в настоящей полезной модели, где затвор трубопровода монтируется внутри подземного канала смотрового колодца, позволяет осуществлять фиксированное размещение кабеля или трубопровода. Кроме того, также предусмотрено размещение газочувствительного устройства для обнаружения конкретной концентрации газа внутри канала смотрового колодца.
Согласно усовершенствованной конструкции затвора трубопровода с беспроводной системой позиционирования и оповещения в настоящей полезной модели газочувствительное устройство, располагающееся на затворе трубопровода, при обнаружении конкретной превышающей стандартное значение концентрации газа внутри канала смотрового колодца может издавать предупреждающий звуковой сигнал для информирования работников о необходимости эвакуации с сохранением функции мониторинга с поверхности посредством беспроводной связи на случай необходимого предупреждения. Это является другой целью настоящей полезной модели.
Согласно усовершенствованной конструкции затвора трубопровода с беспроводной системой позиционирования и оповещения в настоящей полезной модели также предусматривается использование устройства для мониторинга, которое может представлять собой PDA (карманный цифровой компьютер) или сотовый телефон, для мониторинга персоналом на поверхности результатов работы газочувствительного устройства посредством устройства для мониторинга. Это является дополнительной целью настоящей полезной модели.
Подробные сведения о структуре, принципах применения, функциях и эффективности настоящей полезной модели будут очевидны из описания ниже и сопровождающего его чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
ФИГУРА 1 представляет собой блок-схему усовершенствованной конструкции затвора трубопровода с беспроводной системой позиционирования и оповещения согласно настоящей полезной модели;
ФИГУРА 2 представляет собой блок-схему газочувствительного устройства усовершенствованной конструкции затвора трубопровода с беспроводной системой позиционирования и оповещения согласно настоящей полезной модели;
ФИГУРА 3 представляет собой блок-схему устройства для мониторинга с демонстрацией газочувствительного устройства усовершенствованной конструкции затвора трубопровода с беспроводной системой позиционирования и оповещения согласно настоящей полезной модели;
ФИГУРА 4 представляет собой блок-схему использования усовершенствованной конструкции затвора трубопровода с беспроводной системой позиционирования и оповещения в канале смотрового колодца согласно настоящей полезной модели;
ФИГУРА 5 представляет собой еще одну блок-схему усовершенствованной конструкции затвора трубопровода с беспроводной системой позиционирования и оповещения согласно настоящей полезной модели; ФИГУРА 6 представляет собой изображение в разобранном виде в перспективе усовершенствованной конструкции затвора трубопровода согласно настоящей полезной модели; а также
ФИГУРА 7 представляет собой изображение в разобранном виде, вид сверху, усовершенствованной конструкции затвора трубопровода согласно настоящей полезной модели.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВОПЛОЩЕНИЯ
Как показано на ФИГ. 1, предпочтительное воплощение предлагаемой в настоящей полезной модели усовершенствованной конструкции затвора трубопровода с беспроводной системой позиционирования и оповещения включает в себя затвор трубопровода 100 и устройство для мониторинга 200, где внутренняя часть затвора трубопровода 100 оснащена рядом крепежных отверстий 101 и монтажным отверстием 102. В частности, крепежные отверстия 101 обеспечивают проведение и фиксацию кабельной линии 11. Во внутренней части монтажного отверстия 102 располагается газочувствительное устройство 300.
ФИГ. 2. Газочувствительное устройство 300 включает в себя: детектор газа 301, усилитель сигнала 302, микроконтроллер 303, аккумуляторный модуль 304, а также первый модуль беспроводной связи 305. Здесь детектор газа 301 оснащен вентиляционным отверстием 31 для обнаружения содержания газа (к примеру, кислорода) внутри канала. Детектор газа 301 может осуществлять обнаружение в электрохимической или полупроводниковой форме, в форме теплопроводных микросхем или в иной форме. Аккумуляторный модуль 304 использует в качестве источника питания ртутные батареи. Интерфейс внешнего управления микроконтроллера 303 может быть оснащен рядом кнопочных выключателей, способных выполнять такие функции, как корректировка, испытания на мощности и сброс системы посредством порта ввода/вывода контроллера в сочетании с программой управления. Кроме того, внутри микроконтроллера 303 используется приложение для обработки данных об обнаруженном газе.
Как показано на ФИГ. 3, устройство для мониторинга 200 представляет собой портативное мобильное устройство, состоящее из второго модуля беспроводной связи 201, центрального процессорного устройства CPU 202, дисплея 203 и устройства оповещения 204. В частности, приложение для обработки данных о газе используется в CPU 202 для анализа и сравнения данных, полученных детектором газа 301. Передача вторым модулем беспроводной связи 201 и первым модулем беспроводной связи 305 может осуществляться по протоколу Zigbee и/или сети радиодатчиков WSN. Также передача может осуществляться посредством Bluetooth, сверхширокополосной связи, беспроводной сети 802.11 и т.п.
Упомянутые выше второй модуль беспроводной связи 201 и первый модуль беспроводной связи 305 включают в себя антенну, контур обработки радиочастотного сигнала, контуры полосы модулирующих частот и логического процессора.
Как показано на ФИГ. 4, где затвор трубопровода 100 настоящей полезной модели монтируется в канале смотрового колодца 500, возможна установка и фиксация кабельной линии. Кроме того, газочувствительное устройство 300 может использоваться для обнаружения содержания газа в канале смотрового колодца, благодаря чему работники могут отказаться от использования тяжеловесного детектирующего оборудования, что упрощает процедуры обслуживания в узком пространстве канала смотрового колодца.
Детектор газа 301 используется для обнаружения содержания газа внутри канала смотрового колодца. Обнаруженные детектором газа 301 данные преобразуются в аналоговый сигнал, усиливаемый усилителем сигнала 302, после чего передаются на микроконтроллер 303, представляющий собой 10-битный аналого-цифровой преобразователь с 8 каналами. После получения аналогового сигнала осуществляется обработка цифровых данных и аналоговый сигнал преобразуется в цифровые данные, которые затем передаются с первого модуля беспроводной связи 305 по протоколу Zigbee и/или сети радиодатчиков WSN на второй модуль беспроводной связи 201 устройства для мониторинга 200. После этого поступающие цифровые данные анализируются и сравниваются приложением для обработки данных о газе устройства для мониторинга 200 и отображаются на дисплее 203. При обнаружении ситуации, в которой содержимое кислорода меньше предварительно установленного значения, устройство оповещения 204 начинает издавать предупредительный звуковой сигнал либо устройство для мониторинга 200 начинает вибрировать для предупреждения осуществляющего мониторинг лица.
Соответственно, находящийся снаружи канала смотрового колодца 500 контролер может непрерывно получать сведения о содержании кислорода в канале смотрового колодца и своевременно уведомлять работника в канале смотрового колодца 500 о необходимости эвакуации в случае подтвержденного пониженного содержания кислорода для обеспечении безопасности работников.
См. ФИГ. 5. При воплощении усовершенствованной конструкции затвора трубопровода с беспроводной системой позиционирования и оповещения согласно настоящей полезной модели возможно также использование центра управления 600, представляющего собой ПК-терминал, на котором осуществляется сбор и хранение цифровых данных, передающихся с устройства для мониторинга 200 посредством беспроводной связи по интернет-протоколу TCP /IP интернет-протоколу, благодаря чему пользователь ПК-терминала может осуществлять создание всесторонней отчетности и обработку.
Устройство для мониторинга 200 в настоящей полезной модели может представлять собой PDA (карманный цифровой компьютер), смартфон или ноутбук.
См. ФИГ. 6. Затвор трубопровода 100 в настоящей полезной модели состоит из верхней платформы 1, расширения 2, нижней платформы 3, ряда болтов 41, 42, 43, 44 и ряда компрессионных колец 51, 52, 53. В частности, верхняя платформа 1 оснащается рядом сквозных отверстий с выемками 111, 112, 113 и перфорационным отверстием 13, а также монтажным отверстием 102.
Расширение 2 располагается под верхней платформой 1 и содержит ряд круглых сквозных отверстий 211, 212, 213 и ряд соединительных отверстий неправильной формы 221, 222, 223, 224; круглые сквозные отверстия 211, 212, 213 соединяются со сквозными отверстиями с выемками 111, 112, 113 верхней платформы 1; внутри круглых сквозных отверстий 211, 212, 213 могут располагаться компрессионные кольца 51, 52, 53.
Компрессионные кольца 51, 52, 53 представляют собой С-образные кольца с выемками, на верхней границе 5А которых располагается клин 54 для увеличения прижимного усилия при растяжении относительно кабельной линии, причем нижняя граница 5В этих колец используется для ввода внутрь круглых сквозных отверстий 211, 212, 213 расширения 2. Внешняя стенка нижней границы 5В имеет ступенчатую часть 55, с помощью которой осуществляется введение и фиксация в сквозных отверстиях 111, 112, 113 одновременно с установкой верхней платформы 1 на верхней части расширения 2.
Поверхность нижней платформы 3 относительно круглых сквозных отверстий 211, 212, 213 расширения 2 оснащена сквозными отверстиями с выемками 311, 312, 313; ее верхняя граница относительно соединительных отверстий неправильной формы 221, 222, 223, 224 расширения 2 оснащена выступами неправильной формы 321, 322, 323, 324, благодаря чему возможно введение нижней платформы 3 в соединительные отверстия неправильной формы 221, 222, 223, 224 с помощью выступов неправильной формы 321, 322, 323, 324 и ее соединение с расширением 2; нижняя часть выступов неправильной формы 321, 322, 323, 324 также оснащается перфорационным отверстием 33; весь корпус может собираться воедино с помощью болтов 41, 42, 43, 44, проходящих через перфорационные отверстия 13, 33, взаимосвязанных сквозных отверстий с выемками 111, 112, 113, компрессионных колец 51, 52, 53, а также сквозных отверстий с выемками 311, 312, 313, выступающих в качестве взаимосвязанных крепежных отверстий для фиксации кабельной линии.
См. ФИГ. 7. В затворе трубопровода 100 согласно настоящей полезной модели после соединения друг с другом верхней платформы 1, расширения 2, нижней платформы 3 и ряда компрессионных колец 51, 52, 53 вся конструкция может быть разделена на штепсельную часть 100А и гнездовую часть 100В, что не только облегчает транспортировку, но также позволяет работникам быстро смонтировать с боковым доступом кабельную линию на крепежных отверстиях штепсельной части 100А или гнездовой части 100В. Штепсельная часть 100А или гнездовая часть 100В затем собираются с помощью ряда болтов 41, 42, 43, 44, проходящих через перфорационное отверстие, а также загиба вверх/вниз с обжимом кабельной линии для фактической герметизации, с одновременным обеспечением таких преимуществ, как простота конструкции, повышение водонепроницаемости и выдержки давления, а также устойчивости к смещению.
В воплощении настоящей полезной модели на затворе трубопровода 100 может устанавливаться система радиочастотной идентификации RFID для оперативной идентификации местоположения. В этом воплощении затвор трубопровода может представлять собой затвор трубопровода с прямым считыванием показаний, цвет поверхности которого меняется при воздействии определенных концентраций газа в результате выбора и использования индукционных материалов или чувствительных пигментов с целью обеспечения своевременной защиты работников на объекте.
3
Затвор трубопровода с прямым считыванием показаний также имеет способность к цветовой индикации высокой температуры, где при контакте внутренней среды (силикагель, алюмогель и т.п.) и вредных газов, посредством воздействия химических веществ на внутреннюю среду, обеспечивается цветовая реакция, указывающая на степень газового загрязнения путем изменения цвета затвора трубопровода. К примеру, при обнаружении двуокиси углерода, концентрация которого достигает 400 мг/м, цвет затвора трубопровода с прямым считыванием показаний изменяется с красного на белый, благодаря чему работники имеют возможность с одного взгляда распознать необходимость принятия мер для защиты. Кроме того, при монтаже затвора трубопровода осуществляется мониторинг состояния окружающей среды на объекте без необходимости выполнения каких-либо действий вручную.
Как описано выше, усовершенствованная конструкция затвора трубопровода с беспроводной системой позиционирования и оповещения согласно настоящей полезной модели фактически способна своевременно определять концентрацию вредных газов или кислорода для предупреждения ущерба здоровью и гибели людей, работающих внутри канала смотрового колодца. Эта информация не распространяется и не используется публично, в соответствии с положениями патентного права. Авторы надеются, что комитет благосклонно рассмотрит, утвердит и выдаст патент как можно раньше для пользы общества.
Следует отметить, что описаны предпочтительные воплощения и что возможны изменения и модификации описанных воплощений без отклонения от объема правовой охраны полезной модели, изложенного в прилагающихся пунктах формулы.