УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБРАСЫВАНИЯ ТОПЛИВНОГО БАКА Российский патент 2019 года по МПК B60K15/03 B60K15/67 G08B17/00 

Изобретение относится к области предупреждения пожара (взрыва) объекта в случаях возгорания энергоносителя в топливном баке цилиндрической формы, располагаемом снаружи транспортного средства.

Известен способ тушения пожара с помощью переносных огнетушителей, возимых на транспортных средствах [1]. Основным достоинством способа является простота приведения в действие и надежность.

Недостатком способа является то, что при возгорании энергоносителя в емкости в ряде случаев (например, если транспортное средство подожжено в результате террористического акта, дорожно-транспортного происшествия и т.п.), воспользоваться его штатными огнетушителями на начальной стадии распространения огня часто не представляется возможным.

Известен способ тушения пожара вытеснением воздуха из замкнутого объема за счет подачи в очаг пожара огнегасящей жидкости. Жидкость подается исполнительным механизмом, соединенным через блок управления и сигнализации с блоком термодатчиков [2].

Недостатком способа является невысокая эффективность тушения пожара, поскольку за время срабатывания термодатчиков огнем может быть повреждена большая часть агрегатов машины.

Известны устройства, работающие по принципу отбрасывания горящего топливного бака от транспортного средства.

Известно аварийно-спасательное средство, предназначенное для обеспечения безопасности экипажа и самой автомашины при лобовом столкновении. Оно выполнено в виде двух катапульт. Каждая из них представляет собой инициирующее устройство в виде закрепленного на бампере автомобиля подпружиненного штока с острием для капсюля пиропатрона, срабатывающего при столкновении, и исполнительного устройства в виде цилиндра, в штоке которого размещена головка инициирующего устройства [3].

Недостатком аварийно-спасательного средства является то, что источник возгорания конструктивно (неразъемно) сопряжен с базовым объектом, поэтому его горение (взрыв) вызовет горение транспортного средства.

Известен способ защиты транспортного средства от пожара или взрыва осуществляемый отстрелом (отбрасыванием) топливного бака на безопасное (с точки зрения распространения огня) расстояние от автомобиля с помощью устройства, включающего группу узлов и механизмов, имеющих в составе пиропатроны [4].

Устройство для его осуществления имеет в своем составе инициирующее устройство, включаемое водителем и которое посредством датчиков, размещенных на топливном баке, при его возгорании (взрыве) инициирует, усиливает и передает сигнал на электровоспламенители пиропатронов исполнительного устройства. Исполнительное устройство представляет собой механизм отстрела и перекрытия топливопровода от топливного бака к потребителям системы питания топливом транспортного средства в виде механического устройства, разъединяющего при срабатывании пиропатрона топливопровод и с помощью находящегося в нем запорного клапана предотвращающего выливание топлива. В исполнительное устройство так же входит механизм раскрепления топливного бака в виде замков, которые при срабатывании пиропатрона размыкают верхние и нижние окончания ленточных хомутов крепления бака перед его отстрелом. К исполнительному устройству относится и механизм отстрела, включающий направляющий каркас в котором на роликах располагается бак и толкающая его при срабатывании пиропатрона опорная плита с возвратными пружинами [4].

Данное устройство принято за прототип.

Недостатками устройства для осуществления способа являются:

- высокая материалоемкость и сложность в связи с большим количеством деталей, узлов и механизмов;

- отбрасывание топливного бака производится взрывным способом, поэтому устройство требует специальных правил содержания и строгого выполнения техники безопасности при эксплуатации;

- приведение транспортного средства в рабочее (технически исправное) состояние после отстрела топливного бака требует значительных затрат сил и средств;

- огневые средства противника при использовании транспортного средства в военных целях в условиях незаконного вмешательства в его движение могут повредить детали и узлы устройства, вызвать срабатывание пиропатронов без отбрасывания топливного бака, тем самым усилить процесс горения транспортного средства.

- для реализации способа требуется материалоемкая конструктивная переработка базового образца транспортного средства. Поэтому прототип имеет низкую безотказность.

Целью предлагаемого изобретения является повышение безотказности защиты транспортного средства от возгорания путем быстрого отбрасывания воспламенившегося топливного бака на безопасное расстояние от транспортного средства с использованием силы тяжести, действующей на топливный бак.

Предполагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на:

- фиг. 1 - устройство в рабочем положении (фронтальная проекция);

- фиг. 2 - вид сверху;

- фиг. 3 - вид сбоку;

- фиг. 4 - принципиальная электрическая схема устройства;

- фиг. 5 - схема соединения основного и запасного топливных баков;

- фиг. 6 - устройство в процессе отбрасывания (фронтальная проекция). Предлагаемое устройство для отбрасывания топливного бака содержит: держатель топливного бака, механизм крепления держателя, дополнительные топливные элементы, блок управления.

Держатель топливного бака 1 (фиг. 1, 2, 3) представляет собой пространственную конструкцию из неподвижной и подвижной части, выполненных в виде балок из жесткого конструкционного материала, например из металла швеллерного сечения. Неподвижная верхняя часть включает жестко соединяемые между собой попарно под прямым углом, например, при помощи сварки две вертикальные стойки 2 и две горизонтальные балки 3. Вертикальные стойки 2 параллельно друг другу на одном уровне жестко прикрепляют своими стенками к стенке лонжерона 4 рамы транспортного средства, например с помощью болтового соединения. Подвижная часть держателя топливного бака включает две располагаемые параллельно серповидные балки 5, верхние части которых соосно шарнирно прикрепляют к нижним концам вертикальных стоек 2 с возможностью движения в вертикальной плоскости и жестко соединяемые между собой поперечинами 6. К средней части верхней поперечины 6 жестко прикрепляются две проушины 7, к которым шарнирно с помощью пальца 8 и отверстия в нижней части прикрепляется замковая стойка 9. Верхняя часть замковой стойки 9 выполнена в виде наконечника 10 с отверстием. Поперечное сечение наконечника 10 меньше поперечного сечения стойки 9, за счет чего на ней образуются опорные плечи 11. К стенкам стоек и балок держателя по всей длине изнутри прикрепляется амортизирующая топливный бак 1 эластичная лента 12, например, из резины.

Механизм крепления держателя включает электромагнитный замок 13, жестко прикрепляемый к верху настила 14 бортовой платформы транспортного средства и замковую цилиндрическую пружину 15, верхний край которой жестко прикрепляется к низу настила 14 бортовой платформы (фиг. 1, 2, 3). Внутренний диаметр замковой пружины 15 позволяет свободно пропустить через нее наконечник 10, но не позволяет пропустить тело замковой стойки 9. Для надежной фиксации сердечника 16 электромагнитного замка 13 к верху настила 14 бортовой платформы транспортного средства соосно жестко прикрепляется опора 17 в форме параллелепипеда из жесткого конструкционного материала с горизонтальным отверстием площадью большей площади поперечного сечения сердечника 16 электромагнитного замка 13 (фиг. 3, 5, 6).

Дополнительные топливные элементы (фиг. 1, 2, 4) содержат: топливные трубки 18, отсечные клапаны 19, запасный топливный бак 20, топливный кран 21. Топливные трубки 18, выполнены винтовой цилиндрической формы из мягкого упругого материала, например, из резины, армированной металлическим кордом. С одной они стороны надеты и зафиксированы хомутами на нагнетательном и сливном топливопроводах магистрали системы питания топливом транспортного средства, с другой стороны - на концах патрубков 22, входящих в топливный бак 1. Перед патрубками 22 в топливных трубках 18 устанавливаются отсечные пружинные шариковые клапаны 19. При отсутствии в штатной комплектации транспортного средства второго топливного бака, и крана для переключения баков в устройство включается запасный топливный бак 20 известной конструкции и электромагнитный топливный кран 21 для переключения системы питания топливом с основного топливного бака 1 на запасный топливный бак 20. Электромагнитный топливный кран 21 имеет два положения: «О» - основной топливный бак; «З» - запасный топливный бак 20, а также положение полного перекрытия подачи топлива (фиг. 4, 5).

Блок управления (фиг. 5) содержит переключатель 23 электромагнитного замка 13 механизма крепления держателя с контрольной лампой 24, переключатель 25 основного топливного бака 1 на запасный топливный бак 20 электромагнитного крана 21 с контрольными лампами 26. Блок управления встраивается в блок контрольно-измерительных приборов транспортного средства и подключается к его бортовой сети 27.

Устройство для отбрасывания топливного бака работает следующим образом.

В исходном положении обода топливного бака 1 размещаются в швеллерном профиле стоек 2 и балок 3, 5 держателя (фиг. 2, 3). Наконечник 10 замковой стойки 9 через замковую пружину 15, отверстие в настиле 14 бортовой платформы транспортного средства выведен наружу настила 14, сердечник 16 обесточенного электромагнитного крана 13 под действием собственной пружины вводится через отверстие в наконечнике 10 в отверстие опоры 17 (фиг. 5, положение А). Замковая пружина 15 сжимается и упирается в опорные плечи 11 замковой стойки 9 и в настил 14 бортовой платформы. Блок управления подключают к бортовой сети 27, переключатель 25 и соответствующая контрольная лампа 26 включаются в положение «О», переключатель 22 выключается. Осуществляется пуск двигателя и инициируется движение базового транспортного средства.

Для отбрасывания топливного бака 1 от транспортного средства при его возгорании выполняются следующие операции:

1. Переключатель 25 основного топливного бака 1 переключается из положения «О» в положение «З» (фиг. 5). Ток из бортовой сети 27 поступает на обмотку «З» электромагнитного крана 21. В систему питания включается запасный топливный бак 20, топливопроводы от основного топливного бака 1 перекрываются (фиг. 4). В блоке управления загорается соответствующая контрольная лампа 26.

2. Включается переключатель 23 электромагнитного замка 12 механизма крепления держателя (фиг. 5). Ток из бортовой сети 27 поступает на обмотку электромагнитного замка 13, сердечник 16 втягивается, выходит из замкового отверстия в опоре 17 и наконечника 10 (фиг. 5, положение Б). Загорается контрольная лампа 24. Замковая пружина 15 разжимается, воздействует на опорные плечи 11 стойки 9, наконечник 10 выталкивается из отверстия в настиле 14 бортовой платформы транспортного средства (фиг. 6).

Под действием силы тяжести подвижная часть держателя и топливный бак 1 перемещаются вниз относительно неподвижной части держателя (фиг. 6). Топливный бак 1 в процессе движения по нижним серповидным балкам 5 держателя как по направляющим, получает собственное вращательное и поступательное движение. Упругие винтовые цилиндрические топливные трубки 18 поворачиваются вокруг своих осей, распрямляются, не препятствуя движению бака 1. За счет кривизны серповидной балки 5 возникает горизонтальная составляющая силы тяжести, направленная нормально в сторону от направления движения, воздействующая на топливный бак 1 и позволяющая отбросить его по баллистической траектории на некоторое расстояние от транспортного средства. Концы топливных трубок 18 сдергиваются с патрубков 22 входящих в топливный бак 1, отсечные клапаны 28 закрываются, не допуская выливания остатков топлива из топливопроводов.

Для приведения транспортного средства в исходное положение выполняются следующие действия:

1. В подвижную часть держателя помещается (новый) топливный бак 1. Замковая стойка 9 поднимается вверх (топливный бак поднимается вместе с подвижной частью держателя), наконечник 10 через замковую пружину 15, отверстие в настиле 14 выводится наружу бортовой платформы, замковая пружина 15 сжимается. Выключается переключатель 23, контрольная лампа 24 гаснет. Обмотки замка 13 обесточиваются, сердечник 16 электромагнитного замка 13 под действием собственной пружины выдвигается из корпуса электромагнитного замка 13 и вводится через отверстие в наконечнике 10 в отверстие опоры 17. Топливный бак 1 ободами через эластичную прокладку 12 со всех сторон обжимается и фиксируется в исходном положении стойками 2 и балками 3, 5 держателя. Винтовые цилиндрические топливные трубки 18 (сливная и нагнетательная) надеваются на патрубки 22 и фиксируются хомутами.

2. Переключатель 25 включается в положение «О», электромагнитный топливный кран 21, включает в топливную систему транспортного средства основной топливный бак 1. Запасный топливный бак 20 перекрывается, загорается соответствующая положению переключателя 25 контрольная лампа 26 (фиг. 4, 5).

Транспортное средство готово к дальнейшей эксплуатации. Предполагаемое изобретение может найти широкое применение для защиты от пожара транспортных средств с наружным расположением топливных баков цилиндрической формы в случаях возгорания в (на) нем энергоносителя.

Использованные источники

1. п. 7.7. Приложения к Основным положениям по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанностям должностных лиц по обеспечению безопасности дорожного движения. Правила дорожного движения Российская Федерация. - М.: Атберг 98, 2018. - 64 с.

2. Пат. RU 2187349 С2 Российская Федерация, МПК7 А62С 3/07. Способ предотвращения взрыва энергоносителя в емкости / Р.Г. Пападопулу. - № 2000125660/12; заявл. 12. 10. 2000; опубл. 20.08.2002.

3. Пат. RU 2247668 С2 МПК⁷ B60R 19/20 Российская Федерация, Катапульта - аварийно-спасательное средство жизни людей, экипажа машины и самой машины при столкновении на дороге / Н.А. Захаров. - №2003104380/11, заявл. 13.02.2003, опубл. 20.08.2004.

4. Пат. RU 2564253 С2 Российская Федерация, МПК G08B 17/00. Способ защиты транспортного средства от возгорания и устройство для его осуществления / Ю.В. Саломохин, А.П. Трофимов, О.А. Матвеев. А.Ю., Дащенко. - №2013118595/08, 22.04.2013, опубл. 27.09.2015.

Изобретение относится к области предупреждения пожара (взрыва) объекта в случаях возгорания энергоносителя в топливном баке цилиндрической формы, располагаемом снаружи транспортного средства. Устройство предназначено для защиты движущегося транспортного средства от пожара в случае возгорания топлива в (на) цилиндрическом топливном баке, представляет собой балочный швеллерный держатель. Держатель закреплен на лонжероне рамы транспортного средства. На нижней подвижной серповидной части держателя размещен топливный бак. Подвижная часть снабжена вертикальной замковой стойкой с наконечником. Наконечник подпружинен и через отверстие в настиле выведен на бортовую платформу транспортного средства, где зафиксирован электромагнитным замком. Блок управления устройством находится в кабине и запитан от бортовой сети транспортного средства. Для отбрасывания горящего бака водитель в движении электромагнитным краном переключает систему питания на запасный топливный бак и включает электромагнитный замок. Наконечник замковой стойки расфиксируется, замковая пружина разжимается и выталкивает его из отверстия в настиле бортовой платформы. Топливный бак под действием силы тяжести поворачивает подвижную часть держателя вниз в вертикальной плоскости, скатывается по его криволинейным серповидным балкам как по направляющим. Возникшая горизонтальная составляющая силы тяжести отбрасывает бак в сторону на безопасное расстояние. Мягкие топливные трубки срываются с патрубков топливного бака. Отсечные клапаны предотвращают вытекание топлива. Технический результат: повышение безотказности защиты транспортного средства от возгорания путем быстрого отбрасывания воспламенившегося топливного бака на безопасное расстояние от транспортного средства с использованием силы тяжести, действующей на топливный бак. 6 ил.

Устройство для отбрасывания топливного бака, содержащее: держатель, включающий жестко прикрепляемые к лонжеронам рамы транспортного средства вертикальные стойки, к которым соосно сверху жестко прикрепляются горизонтальные балки, соосно снизу шарнирно прикрепляются серповидные балки швеллерного сечения с проложенной по всей их длине эластичной лентой, связанные поперечинами, к верхней из которых с помощью проушин и оси шарнирно прикрепляется замковая стойка, образующая опорные плечи с наконечником; механизм крепления держателя, включающий электромагнитный замок и опору, жестко прикрепляемые сверху к настилу бортовой платформы транспортного средства, цилиндрическую пружину, прикрепляемую верхней частью к низу настила бортовой платформы, а нижней частью опирающуюся на плечи замковой стойки, через внутреннюю полость которой и отверстие в настиле бортовой платформы пропускают наконечник, фиксируемый сердечником электромагнитного замка, пропускаемого через сквозные отверстия наконечника и опоры; дополнительные топливные элементы, включающие надеваемые на патрубки топливного бака винтообразные топливные трубки из мягкого упругого материала с отсечными шариковыми клапанами, запасный топливный бак и электромагнитный топливный кран; блок управления, включающий переключатель с контрольной лампой электромагнитного замка, переключатель с контрольными лампами электромагнитного топливного крана, подключаемые к бортовой сети транспортного средства.