EE05887B1 - Pneumaatiline paiskeseade ja meetod selle kasutamiseks - Google Patents

Abstract

Käesolev leiutis käsitleb pneumaatilist paiskeseadet ja meetodit selle kasutamiseks. Pneumaatiline paiskeseade sisaldab kinnitusraamile kinnitatud 4–20 paisketoru, milles paikneb vähemalt üks, eelistatavalt kaks konteinerit kustutusainega. Igal paisketorul on pneumaatiline mehhanism, mis sisaldab korpust, rõhukambrit, silindrikambrit, silindrikambri kaant, kolbi, reduktsiooniklappi, peaklappi ja aktuaatorit. Paiskeseadme võib paigaldada olemasolevatele sõidukitele, selleks ehitatud sobivale veermikule või riputada tõstuki või kraana otsa. Leiutis pakub ka meetodit paiskeseadme kasutamiseks, kus paisketorud initsieeritakse ajavahemikus 100–300 ms, eelistatavalt 200 ms, kusjuures initsieerimist alustatakse alumistest paisketorudest ning liigutakse järjestuses toru haaval järjest kõrgemal paikneva toru suunas.

Description

[0001] Tehnikavaldkond

[0003] Käesolev leiutis on peamiselt seotud tuletõrjevaldkonnaga, aga ka avaliku korra ja keskkonnakaitse valdkonnaga. Täpsemalt käsitleb leiutis mitme paisketoruga impulsslahendusega tuletõrjekahuri ehk paiskeseadme pneumaatilist mehhanismi ja meetodit pneumaatilise mehhanismiga paiskeseadme kasutamiseks, milles paisketorud initsieeritakse kindlas ajalises ja paiknemise järjestuses.

[0005] Tehnika tase

[0007] Rahvusvahelises taotluses nr WO/2015/100949 on avaldatud impulsstehnoloogial põhinev mitme düüsiga (paisketoruga) tulekustutusseade. Tuntud seadmes ja meetodis düüside aktiveerimiseks ajanihet ei kasutata ning lahenduse efektiivsus ja mitmesugused funktsionaalsed parameetrid jäävad oluliselt madalamaks, kui on võimalik saavutada juhitava keerisvoo (vortex’i) kasutamisega.

[0009] Tehnika tasemest tuntud lahendus on avaldatud rahvusvahelises taotluses WO/2017/212347, mis kirjeldab mitme düüsiga (paisketoruga) impulsslahendusseadet iseliikuval alusel. Sellel seadmel on ette nähtud kustutusvedeliku paiskumine raketikütuse plahvatamisega. Kustutusvedeliku konteiner sisaldab lisaks kustutusvedeliku kambrile ka detonatsioonikambrit. Kustutusvedeliku kambri ja detonatsioonikambri vahel on vahekork ning kustutusvedeliku kambri ja tühjendusdüüsi vahel on esikork, mis puruneb detonatsioonikambris tekitatud heitgaaside toimel raketikütuse laengu plahvatamisel. Raketikütuse plahvatus paiskab kustutusvedeliku torust välja. Initsieerimine algab keskmisest torust ja kulgeb väljapoole ning väljastustorude või nende rühmade käivitamise vaheline ajavahemik pikeneb iga initsiatsiooni korral ligikaudu kaks korda võrreldes eelmise initsiatsiooniga.

[0011] Sellise lahenduse võtmine tsiviilkäibesse on problemaatiline, kuna kustutusvedeliku väljapaiskamine toimub pürotehnilise lahenduse abil ja vajab lõhkematerjali käitamise luba. Seega on sellise lahenduse kasutamine oluliselt piiratud.

[0013] Samuti on nimetatud rahvusvahelises taotluses kirjeldatud initsieerimine problemaatiline. Selline initsieerimine, kus väljastustorude või nende rühmade käivitamise vaheline

[0014] ajavahemik pikeneb iga initsiatsiooni korral ligikaudu kaks korda võrreldes eelmise initsiatsiooniga, laseb tulekahju kustutamisel leegil uuesti jõudu koguda ja edasi põleda.

[0016] Tehnika tasemest on tuntud dokument CN201618340U, mis kirjeldab kaasaskantavat impulsspaiskeseadet, milles kasutatav pneumaatilise mehhanismi lahendus on lähim käesoleva leiutise kohase paiskeseadme paisketoru pneumaatilisele mehhanismile. Dokumendis CN201618340U kirjeldatakse seadet, millel on gaasimahuti, mis sisaldab surve all olevat gaasi ja rõhualaldi ehk reduktor gaasi edastamiseks läbi gaasitoru impulsspaiskeseadmesse, millel on paisketoru. Paisketoru pneumaatiline mehhanism sisaldab korpust, rõhukambrt, silindrikambrit, silindrikambri kaant. kolbi, reduktsiooniklappi, peaklappi ja aktuaatorit (päästikut). Seade töötab gaasirõhuga kuni 4 MPa. Päästik asub impulsspaiskeseadme käepidemes, kus on ka aku, mis on ühenduses kahe süüteelektroodiga, mis on ette nähtud kustutusainega täidetud konteineri edaspidiseks plahvatama panemiseks tulekahju kohas.

[0018] Lisaks sisaldab dokumendis CN201618340U kirjeldatud seade paisketoru toru külje peale väljaulatuvaid osasid, nagu gaasiga täitmise koost ja käivitussüsteem. Selle tõttu ei ole võimalik seda paisketoru integreerida mitmeid paisketorusid ühendavasse paiskeseadmesse. Samuti vajab selliste kustutusvedeliku konteinerite tootmine lõhkematerjali käitamise luba.

[0019] Tehnika tasemes kirjeldatud seadmed on oma konstruktsioonilt keerulised, sisaldades paljusid klapi- ja süütesüsteeme käivitamiseks ja uuesti laadimiseks. Selliste paisketorude hulgi valmistamine on töömahukas, tehes paljude paisketorudega paiskeseadme valmistamise ebamõistlikult kalliks.

[0021] Leiutise olemus

[0023] Käesoleva leiutise eesmärk on kõrvaldada tehnika tasemest tuntud seadmete puudused, pakkudes lõhkelaengul põhineva kustutusaine paiskamise asemel kustutusaine, mis on eelistatavalt kustutusvedelik, paiskamise kokkusurutud gaasi abil. Samuti pakub käesolev leiutis paiskeseadme kasutuse meetodit, milles paisketorud initsieeritakse kindlas ajalises ja paiknemise järjestuses..

[0025] Leiutis pakub pneumaatilise paiskeseadme, mis sisaldab kinnitusraamile kinnitatud 4-20 paisketoru, milles paikneb vähemalt üks, eelistatavalt kaks konteinerit kustutusainega. Kinnitusraamile paigaldatav paisketoru on opereeritav toru otsast, kuna küljelt ligipääs on

[0026] piiratud. Igal paisketorul on oma pneumaatiline mehhanism, mis sisaldab korpust, rõhukambrit, silindrikambrit, silindrikambri kaant ja kolbi. Silindrikambri kaanes paikneb reduktsioonikambri korpus ning reduktsiooniklapp. Rõhukambri ja paisketoru vahel on peaklapp, mis liigub avatud ja suletud asendi vahel. Kui peaklapp on suletud asendis, siis rõhukamber ja silindrikamber on täidetud rõhu all oleva gaasiga. Peaklapi avanedes paiskub rõhukambris rõhu all olev gaas paisketorru ja paiskab välja paisketorus oleva konteineri kustutusainega.

[0028] Rõhukamber on kolvis paikneva tagasivooluklapi ja düüsi kaudu ühendatud silindrikambriga, milles kolb paikneb. Kolb on seest tühja ja avadega jäiga ühenduselemendi kaudu ühendatud peaklapiga ning tagasivooluklapp ja düüs on kohandatud rõhukambrist avade kaudu voolava rõhu all oleva gaasi suunamiseks silindrikambrisse.

[0030] Reduktsiooniklapp paikneb reduktsioonikambri korpuses, mis paikneb silindrikambri kaanes ja on hoova vahendusel ühendatud aktuaatoriga ning aktuaator on võimeline hoova abil avama reduktsiooniklapi. Reduktsiooniklapi avanedes liigub silindrikambris paiknev kolb vastu silindrikambri kaant ja avab peaklapi, misjärel rõhukambrist väljapaiskuva gaasi toimel paiskuvad paisketorust välja konteinerid kustutusainega, mis on eelistatavalt kustutusvedelik. Aktuaator on ette nähtud käivitamiseks juhtimisautomaatika abil distantsilt.

[0032] Rõhukabris asub täiteava rõhukambri täitmiseks gaasiga rõhul kuni 20,7 MPa (3000 psi).

[0033] Lisaks on reduktsioonikamber läbi tagasivoolukanali ühenduses paisketoruga, kuhu reduktsiooniklapi avanedes liigub kolvis rõhu all olev gaas.

[0035] Kolvi ja silindrikambri kaane vahel paikneb vedru, mis peale peaklapi avanemist viib kolvi kaudu peaklapi suletud asendisse tagasi, et oleks taas võimalik süsteem täita rõhu all oleva gaasiga.

[0037] Paiskeseadme kasutamiseks võib selle paigaldada olemasolevatele sõidukitele, selleks ehitatud sobivale veermikule või riputada tõstuki või kraana otsa.

[0039] Lisaks pakub leiutis meetodi paiskeseadme kasutamiseks, milles paisketorud initsieeritakse iga paisketoru pneumaatilise mehhanismi abil viivitusega ajavahemikus 100-300 ms, eelistatavalt 200 ms, kusjuures initsieerimist alustatakse alumistest paisketorudest ning liigutakse järjestuses paisketoru haaval järjest kõrgemal paikneva paisketoru suunas.

[0040] Jooniste loetelu

[0042] Leiutise ülalnimetatud ning muid omadusi ja eeliseid kirjeldatakse üksikasjalikumalt allpool viidetega lisatud joonistele, mis illustreerivad eelistatavaid teostusviise, kus:

[0044] joonisel fig 1 on kujutatud keerisvoo põhimõttel toimiv paiskeseade ja pneumaatiliste paiseketorude paiknemine 18-20-paisketorulises süsteemis;

[0045] joonisel fig 2 on kujutatud pneumaatilise paisketoru külgvaade;

[0046] joonisel fig 3 on kujutatud paisketoru pneumaatilise mehhanismi pealtvaade;

[0047] joonisel fig 4 on kujutatud pneumaatilise paisketoru pikilõige:

[0048] joonisel fig 5 on kujutatud paisketoru pneumaatilise mehhanismi pikilõige.

[0050] Teostusnäited

[0052] Joonisel fig 1 on kujutatud näide keerisvoo põhimõttel toimiva pneumaatilise paiskeseadme paisketorude paiknemisest 18-20-paisketorulises süsteemis. Paisketorud (8 tk) on paigutatud neid kandvale kinnitusraamile 28, mida omakorda on võimalik kinnitada erinevatele transpordiplatvormidele või tõsteseadmete külge.

[0054] Joonistel fig 2 - 5 on kujutatud keerisvoo põhimõttel toimiva paiskeseadme pneumaatilist mehhanismi, mis koosneb poltide abil monteeritavast korpusest 1, rõhukambrist 8, silindrikambrist 11, silindrikambri kaanest 21, paisketorust 2 ja kinnitusraamist koos tagasiööki summutavate puksidega 3. Silindrikambri kaane 21 külge kinnitub poltidega reduktsioonikambri korpus 20. Rõhukambri 8 korpus, silindrikambri 11 korpus, silindrikambri kaas 21 ja reduktsioonikambri kaas on omavahel tihendatud rõngastihendite 22, 23 ja 26 abil. Rõhukambris 8 paikneb peaklapp 18, mis on jäigalt ühendatud silindrikambris 11 paikneva kolviga 12. Rõhulekete vältimiseks on kolvi 12 seinal kolm rõngastihendit 13. Kolvi 12 sees paikneb tagasivooluklapp 9 ja düüs 10. Kolvi 12 ja silindrikambri kaane 21 vahel paikneb vedru 24. Silindrikambri kaane 21 sisse valmistatud reduktsioonikambris 17 paikneb reduktsiooniklapp 16 koos klapivedru, vedrutaldrikute ja klapikinnitustega 27. Reduktsiooniklapp 16 on hoova 6 vahendusel ühendatud aktuaatoriga 4. Reduktsioonikamber 17 on läbi tagasivoolukanali 19 ühenduses paisketoruga 2.

[0056] Korpuses 1 paikneb rõhukamber 8 ja peaklapp 18. Peaklapp suletakse korpusesse valmistatud tihenduspinna 14 ja vedru 24 abil. Rõhukambris asub täiteava 7 rõhukambri täitmiseks gaasiga, rõhul kuni 20,7 MPa (3000 psi). Sellise rõhu tekitamiseks võib kasutada näiteks

[0057] kolmeastmelist plunserpumpa või muud vastava ala asjatundjale hästi teada olevat meetodit. Gaasiks kasutatakse kokkusurutud õhku või lämmastikku.

[0059] Peaklapp 18 on jäigalt ühendatud kolviga 12. Peaklapi ja kolvi ühendus on valmistatud seest tühjana ja selles paikevad avad 15 võimaldavad rõhukambris 8 rõhu all oleval gaasil voolata kolvis asuva tagasivoolukapi 9 ja düüsi 10 kaudu silindrikambrisse 11. Silindrikambris 11 paikneb kolb 12, mis on võimeline gaasi survel liikuma ja avaldama survet peaklapi 18 tihenduspinnale 14, sulgedes peaklapi 18.

[0061] Aktuaator 4 on hoova 6 abil ühendatud reduktsiooniklapiga 16. Reduktsiooniklapp 16 on võimeline vabastama läbi tagasivooluklapi 9 silindrikambrist 11 sinna voolanud rõhu all olevat gaasi. Reduktsiooniklapp 16 on ühenduses reduktsioonikambriga 17. Reduktsioonikamber 17 on läbi tagasivoolukanali 19 ühendatud paisketoruga 2.

[0063] Peaklapi 18 avamiseks käivitatakse aktuaator 4, mis on hoova 6 abil ühendatud reduktsioonklapiga 16. Aktuaator 4 käivitatakse juhtimisautomaatika abil distantsilt. Sellised meetodid on vastava ala asjatundjale teada ega ole käesoleva taotluse esemeks.

[0065] Reduktsioonklapi 16 avamisel vabastatakse silindrikambris 11 olev rõhk reduktsioonikambrisse 17, kust see suunatakse tagasivoolukanali 19 kaudu paisketorru 2.

[0066] Silindrikambris 11 langeva rõhu tõttu väheneb surve peaklapi 18 tihenduspinnale 14 ning rõhkude erinevuse tõttu liigub kolb 12 silindrikambri kaane 21 suunas ja avab seeläbi peaklapi 18 ava. Rõhukambris 8 paiknev rõhu all olev gaas liigub paisketorru 2 ning silindrikambris 11 ja reduktsioonikambris 17 paiknev jääkrõhk lekib tagasivoolukanali 19 kaudu paisketorru 2. Kolvi 12 liikumine amortiseeritakse ja peatatakse silindrikambri kaande 21 valmistatud soontesse 25 jääva gaasi abil, misjärel sulgeb vedru 24 peaklapi tihenduspinna 14 uuesti.

[0068] Peaklapi 18 avanemisel paiskub rõhukambrist rõhk seadme torru 2, milles paiknevad konterinerid 5 kustutusainega, milleks on eelistatavalt kustutusvedelik. Rõhu abil paisatakse konterinerid 5 koos kustutusainega paisketorust 2 välja. Konteinerid on valmistatud jäigast ja kergesti purunevast materjalist, milleks võib olla kartong, PLA vms, et võimaldada kustutusaine pihustumist. Igasse torru paigaldatakse 2 konteinerit, kus ühe konteineri maht on vahemikus 6-8 l, eelistatavalt 7 l (kokku 14 l). Konteiner ei ole patendinõudlusega hõlmatud.

[0069] Paiskeseade on paigaldatav olemasolevatele sõidukitele, sellele on võimalik alla ehitada spetsiaalne sobiv veermik või riputada see näiteks tõstuki või kraana otsa, mis on võimeline vastu võtma paiskeseadme poolt tekitatavat tagasilööki vahemikus 17000-20000 N.

[0071] Paiskeseadme käivitamisel paisketorud 4-20 tk initsieeritakse vastavalt kustutusainele viivitusega ajavahemikus 100-300 ms, eelistatavalt 200 ms. Initsieerimise muster varieerub vastavalt kustutusobjekti kaugusele, laiusele. Initsieerimist alustatakse alumistest paisketorudest ning liigutakse järjestuses paisketoru haaval järjest kõrgemal paiknevate paisketorude suunas selliselt, et tagada kõige paremini tulekahju kustutamine. Selline initsieerimine tagab tulekahju kiire kustutamise. Läbi viidud katsekustutamine näitas, et selliselt initsieeritud paisketorudega on võimalik vahustusainega modifitseeritud veega kustutada 20 m kauguselt 1 x 1 x 1 m suurune ruumiline tulekolle, samuti paisata tulekustustuspulbrit tulekoldele kaugusel 100 m.

Claims (7)

1. Pneumaatiline paisekeseade, mis sisaldab kinnitusraamile (28) kinnitatud vähemalt ühte paisketoru (2), kusjuures paisketorul (2) on pneumaatiline mehhanism, mis sisaldab korpust (1), rõhukambrit (8), silindrikambrit (11), silindrikambri kaant (21), kolbi (12), reduktsiooniklappi (16), peaklappi (18) ja aktuaatorit (4), rõhukamber (8) on kolvis (12) paikneva tagasivooluklapi (9) ja düüsi (10) kaudu ühendatud silindrikambriga (11), milles kolb (12) paikneb, kolb (12) on seest tühja ja avadega (15) jäiga ühenduselemendi kaudu ühendatud peaklapiga (18), reduktsiooniklapp (16) on hoova (6) kaudu ühendatud aktuaatoriga (4) ning aktuaator (4) on võimeline hoova (6) abil avama reduktsiooniklappi (16), ning kui reduktsiooniklapp (16) on avatud asendis, siis on silindrikambris (11) paiknev kolb (12) liikunud vastu silindrikambri kaant (21) ja avanud peaklapi (18), peaklapp (18) paikneb rõhukambri (8) ja paisketoru (2) vahel ning on võimeline liikuma avatud ja suletud asendi vahel, kusjuur es peaklapi (18) suletud asendis on rõhukamber (8) ja silindrikamber (11) täidetud rõhu all oleva gaasiga ja peaklapi (18) avatud asendis on rõhukambris (8) rõhu all olev gaas paiskunud paisketorru (2), mis erineb selle poolest, et rõhukambris (8) asub täiteava (7) rõhukambri täitmiseks gaasiga rõhul kuni 20,7 Mpa, kolvis (12) paiknevad tagasivooluklapp (9) ja düüs (10) on kohandatud rõhukambrist (8) avade (15) kaudu voolava rõhu all oleva gaasi suunamiseks silindrikambrisse (11), reduktsiooniklapp (16) paikneb reduktsioonikambri (17) korpuses (20), mis paikneb silindrikambri kaanes (21), aktuaator (4) on ette nähtud käivitamiseks juhtimisautomaatika abil distantsilt, ning kinnitusraamile (28) on kinnitatud 4-20 paisketoru (2), kusjuures igal paisketorul (2) on oma pneumaatiline mehhanism.

2. Paiskeseade vastavalt punktile 1, mis erineb selle poolest, et reduktsioonikamber (17) on tagasivoolukanali (19) kaudu ühenduses paisketoruga (2).

3. Paiskeseade vastavalt punktidele 1 kuni 2, mis erineb selle poolest, et gaas on õhk või lämmastik.

4. Paiskeseade vastavalt punktidele 1 kuni 3, mis erineb selle poolest, et kolvi (12) ja silindrikambri kaane (21) vahel paikneb vedru (24) kolvi (12) kaudu peaklapi (18) viimiseks suletud asendisse.

5. Paiskeseade vastavalt punktidele 1 kuni 4, mis erineb selle poolest, et paiskeseadme kinnitusraam (28) on kohandatud paigaldamiseks olemasolevatele sõidukitele, selleks ehitatud sobivale veermikule või riputamiseks tõstuki või kraana otsa.

6. Meetod nõudluspunktis 1 kirjeldatud paiskeseadme kasutamiseks, mis erineb selle poolest, et paiskeseadme kinnitusraamile (28) kinnitatud 4-20 paisketoru (2) initsieeritakse iga paisketoru (2) pneumaatilise mehhanismi abil viivitusega ajavahemikus 100-300 ms, kusjuures initsieerimist alustatakse alumistest paisketorudest (2) ning liigutakse järjestuses paisketoru haaval järjest kõrgemal paikneva paisketoru suunas.

7. Meetod paiskeseadme kasutamiseks vastavalt nõudluspunktile 6, mis erineb selle poolest, et paisketorud (2) initsieeritakse viivitusega ajavahemikus 200 ms.