Пожарный мини-робот с шаровым каналом с подвижным вводом, ориентируемым по вектору потока струи Российский патент 2023 года по МПК A62C37/09 

Изобретение относится к устройствам пожаротушения, а именно к роботизированным установкам пожаротушения и пожарным лафетным стволам.

Известны устройства наведения струи, в которых перемещение ствола в вертикальной плоскости осуществляется с использованием шарового поворотного канала, см. например, патент № 2412733 «Пожарный монитор с шаровым шарниром» и патент № 2661324 «Лафетный ствол с поворотным шаровым каналом». Недостатком известных устройств является ограниченный угол перемещения.

Наиболее близким по технической сути является устройство по патенту № 2699849 «Пожарный мини-робот в потолочном исполнении», включающий в себя пожарный ствол, установленный на стойке с фланцем, снабженный приводами горизонтального и вертикального наведения, шаровой поворотный канал с насадком, соединенный вращательным движением в вертикальной плоскости через герметичное кольцевое уплотнение и полуоси с корпусом ствола, привод изменения угла распыливания, блок управления.

Недостатком данного устройств является высокое гидравлическое сопротивление, вызванное значительным перекрытием потока поверхностью шара в крайних положениях.

В основу изобретения поставлена задача создания устройства с увеличенным проходным сечением шарового канала, с уменьшенными гидравлическими потерями и турбулентностью.

Эта цель достигается тем, что в устройство между корпусом и шаровым поворотным каналом с увеличенным проходным сечением через герметичные уплотнения дополнительно встроен подвижный ввод в виде сферического кольца шириной не менее половины угла поворота шарового поворотного канала, установленного на полуосях, c ограничительным упором на конце.

Предложенное техническое решение, выполненное по оригинальной конструкции с подвижным вводом в шаровой канал, ориентируемым по вектору потока струи, позволяет значительно увеличить площадь проходного сечения, уменьшить гидравлическое сопротивление в зоне основного потока и значительно снизить турбулентность потока, что увеличивает также его технические возможности по дальности и расширяет область применения устройства.

Автору не известны устройства с отличительными признаками в соответствии с заявляемыми техническими решениями.

Изобретение отвечает требованиям новизны и положительного эффекта, а также критерию “существенные отличия”.

На фиг.1 представлен общий вид пожарного мини-робота с подвижным вводом, ориентируемым по вектору потока струи, на фиг. 2 общий вид позиций пожарного мини-робота при различных углах поворота.

Устройство включает в себя, см. фиг.1, ствол 1, установленный на стойке с фланцем 2, снабженный приводами горизонтального и вертикального наведения 3, 4, шаровой поворотный канал 6 с насадком 7, привод изменения угла распыливания 8. Между корпусом ствола 5 и шаровым поворотным каналом 6 с увеличенным проходным сечением через герметичные кольцевые уплотнения 9, 10 установлен подвижный ввод 11 для ориентирования по вектору потока струи, выполненный в виде сферического кольца, установленного на полуосях 12 корпуса 5, c утолщением на конце в сторону насадка 7 для ограничения перемещения, шириной по сферическому углу не менее половины угла поворота шарового поворотного канала 6. Все вместе элементы устройства 5, 6, 11, 12 образуют механизм наведения потока с формированием поточного канала с минимальным гидравлическим сопротивлением и примерно одинаковой площадью проходного сечения. Если принять угол поворота шарового канала 6, например, 90°, при одинаковом проходном сечении на входе и выходе механизма наведения со сферическими углами примерно по 90°, то взаимосвязанные сферические поверхности шарового канала 6 и подвижного ввода 11 должны быть равными и составлять не менее половины угла поворота шарового канала или 45°. Такое расчетное соотношение является наиболее оптимальным и определяющим геометрические размеры шарового канала и сопрягаемых с ним элементов. В этом случае, приняв цилиндрическое проходное сечение шарового канала за d, получим диаметр сферической поверхности подвижного ввода 11: D =1,4 d. При всех положениях шарового канала его проходное сечение будет практически неизменным. Управление устройством осуществляется блоком управления (не показано).

Устройство работает следующим образом. Пожарный мини-робот подключается к сети противопожарного водоснабжения через стойку с фланцем 2. Наведение ствола 1 производится по команде от блока управления в горизонтальной плоскости приводом 3, а в вертикальной плоскости приводом 4, который перемещает шаровой поворотный канал 6, установленный на полуосях 12. При подаче воды поток устремляется в шаровой поворотный канал 6. Подвижный ввод 11, имеющий свободу перемещения на полуосях 12, под действием шарового канала 6 ориентирует вектор потока струи, обеспечивая минимальное гидравлическое сопротивление при неизменном проходном сечении. Сформированная насадком 7 струя при заданном приводом 8 угле распыливания шаровым поворотным каналом 6 направляется на очаг возгорания. При наведении по команде с пульта управления ствола 1, например, вверх, см. фиг.2 поз. а), происходит смещение шарового поворотного канала 6 относительно подвижного ввода 11 и его задвижение в оболочку подвижного ввода 11, при этом снизу происходит раздвижение шарового поворотного канала 6 и подвижного ввода 11. При дальнейшем наведении ствола 1 вверх и достижении стенкой канала 6 торца подвижного ввода 11 происходит уже совместное перемещение канала 6 и подвижного ввода 11 в крайнее верхнее положение, в котором они полностью задвинуты, а в нижней части полностью раздвинуты. В задвинутом положении ограничительный кольцевой упор на конце подвижного ввода 11 ограничивает его перемещение относительно корпуса 5. Перемещение поворотного канала 6 с подвижным вводом 11 в крайнее нижнее положение производится аналогично. В этих крайних позициях, также как и по центру, обеспечивается полное проходное сечение для потока жидкости.

Предложенный пожарный мини-робот, благодаря оригинальной конструкции и наличию только одного поворотного узла, изгибающего поток только под угол наведения ствола, позволяет свободно управлять большими потоками огнетушащего вещества в расширенном диапазоне и является эффективным средством борьбы с пожарами.

В отличие от известных устройств, предложенный пожарный мини-робот позволяет значительно увеличить площадь проходного сечения, имеет значительно более низкие потери напора и низкую турбулентность и, соответственно, повышенную дальность полета струи, что существенно повышает его показатели по функциональному назначению.

Изобретение относится к области пожаротушения, а именно к роботизированным установкам пожаротушения и пожарным лафетным стволам. Пожарный мини-робот с подвижным вводом, ориентируемым по вектору потока струи, содержит пожарный ствол, установленный на стойке с фланцем, снабженный приводами горизонтального и вертикального наведения. Шаровой поворотный канал с насадком соединен вращательным движением в вертикальной плоскости через герметичное кольцевое уплотнение и полуоси с корпусом ствола. Пожарный мини-робот содержит привод изменения угла распыливания и блок управления. В устройство между корпусом и шаровым поворотным каналом с увеличенным проходным сечением через герметичные уплотнения дополнительно встроен подвижный ввод в виде сферического кольца шириной не менее половины угла поворота шарового поворотного канала, установленного на полуосях, c ограничительным упором на конце. Достигается технический результат – повышение эффективности пожаротушения, за счет увеличения площади проходного сечения, снижения гидравлических потерь и турбулентности и, соответственно, увеличения дальности полета струи. 2 ил.

Пожарный мини-робот с подвижным вводом, ориентируемым по вектору потока струи, включающий в себя пожарный ствол, установленный на стойке с фланцем, снабженный приводами горизонтального и вертикального наведения, шаровой поворотный канал с насадком, соединенный вращательным движением в вертикальной плоскости через герметичное кольцевое уплотнение и полуоси с корпусом ствола, привод изменения угла распыливания, блок управления, отличающийся тем, что в устройство между корпусом и шаровым поворотным каналом с увеличенным проходным сечением через герметичные уплотнения дополнительно встроен подвижный ввод в виде сферического кольца шириной не менее половины угла поворота шарового поворотного канала, установленного на полуосях, c ограничительным упором на конце.