Диссертация (1172930), страница 17
Текст из файла (страница 17)
На пожаре эти значения могут быть в десятки раз больше, идаже специальная защитная одежда не может в полной мере гарантироватьполную защиту участников тушения пожара.Воздействиеопасныхфакторовнастроительныеконструкциииоборудование создает дополнительные опасности или, как их называют,вторичные проявления опасных факторов пожара, выражающиеся в обрушениистроительных конструкций, взрывах и сопутствующих им опасностей, пораженииэлектрическим током и др.Следовательно, основным предназначением мобильной робототехникипожаротушения является эффективное тушение пожаров в условиях, опасных длячеловека.Применениемобильнойробототехникипритушениипожаровподразумевает то, что она способна выполнять свои функции при воздействии125опасных факторов пожара.
В связи с этим, для формирования требований кконструкции разрабатываемого робототехнического средства пожаротушениянеобходимо рассмотреть влияние каждого опасного фактора пожара наконструкцию РТС и предусмотреть защиту от них [136].При работе РТС у очага основным поражающим фактором являетсятепловой поток и высокая температура. В литературе [18] отражены значениятеплового потока и температуры газовой среды для зоны чрезвычайно опасноговоздействия, которые составляют: тепловой поток – свыше 12,5 кВт/м2,температура газовой среды – свыше 200℃.
Значения теплового потока итемпературы указаны для зоны, в которой наиболее целесообразно применятьмобильную робототехнику, а не производить тушение, задействовав личныйсостав пожарно-спасательных подразделений.Длязащитыкорпусаробототехническогосредствапожаротушениянеобходимо произвести его обработку защитным составом, все кабельныесоединения и провода должны быть защищены металлической оплеткой, а вконструкции РТС должна быть предусмотрена система собственного орошения,которая защитит его от перегрева и снизит воздействие теплового потока.При тушении пожаров на объектах энергетики могут возникать условия,когда горящие помещения, имеющие даже большие объемы, заполняютсяплотным дымом, в результате чего снижается видимость, а наличие кислородавоздуха в помещении существенно уменьшается.Образование плотногозадымления и быстрый рост температуры зачастую могут возникать в результатегорения оболочки электрокабелей или иных видов резинотехнических изделий.Работа звеньев газодымозащитной службы в рассматриваемых условияхосложняется тем, что время следования до очага и время выхода существенноувеличиваются, сокращая при этом время работы у очага.
Это условиенеобходимо учитывать, говоря о целесообразности применения робототехники.Исходя из этого, время непрерывной работы робототехнического средствапожаротушения должно быть не менее 4 часов, исходя из анализа оперативнотактических действий личного состава при тушении пожаров.126Ввиду пониженного содержания кислорода в воздухе применение вконструкции РТС двигателя внутреннего сгорания можно исключить и выступатьза использование электромеханического привода. Подбираемые электромоторыдолжны обеспечивать свободное перемещение РТС в условиях объекта, а такжесоздавать тяговые усилия не менее 1000 Н, что было определено ранее.Для проведения разведки и пожаротушения в условиях задымления РТСдолжно быть оснащено системой технического зрения, представляющей собойнабор телекамер и средств освещения, а также тепловизор, для поиска очаговгорения, скрытого горения и определения степени прогрева строительныхконструкций и оборудования.Информация со всех систем должна передаваться в режиме реальноговремени на пульт оператора.Применение мобильной робототехники в условиях объекта предъявляет кконструкции робототехнических средств дополнительные требования, связанныес габаритными размерами и массой.
Большинство помещений объектовэнергетики оборудованы дверными проемами общего пользования. Наличиетехнологического оборудования даже в машинном зале не позволяет делатьконструкцию громоздкой, следовательно, габаритные размеры разрабатываемогоРТС должны позволять ему свободно перемещаться по объекту.Массовые характеристики должны обеспечить доставку РТС на высотныеотметки станции личным составом пожарно-спасательных подразделений.Анализ существующих образцов мобильной робототехники пожаротушенияи выполняемых ими задач позволил установить, что для РТС, разрабатываемогодля объектов энергетики, наиболее оптимальным является гусеничное шасси,позволяющее распределить всю массу РТС равномерно по гусеницам иобеспечивающее свободное перемещение даже в условиях небольших завалов.Анализ нормативной и научно-технической литературы [18, 58, 61, 65, 66,],атакжепроведенныетехническиетребованиявработекисследованияконструкциипозволилисформироватьробототехническогосредства,разрабатываемого для объектов энергетики, которые отражены в таблице 4.1.127Таблица 4.1 – Технические требования к конструкции РТСНаименование параметраЦели применения:Среда примененияСтепеньфункциональности:Значение параметра1.
Проведение разведки пожара, сбор данных и мониторингобстановки;2. Тушение пожаров, проведение аварийно-спасательных работназемныеМногофункциональные (универсальные)1. Лафетный дистанционно-управляемый ствол с расходомОснащение средствамиогнетушащих веществ от 15 до 20 л/с;тушения и проведения АСР 2.
Ствол установки пожаротушения с гидроабразивной резкой;3. Роботизированная рука-манипулятор.1. Вода, водный раствор пенообразователя;Применяемые2. Тонкораспыленная вода (170 мкм);огнетушащие составы3. Смесь воды и абразива для резки.Вид линий связи1. Радио;2. Проводная;Тип приводаЭлектромеханическийТип движителя ходовогомодуля или базовойГусеничныемашиныЛегкий первыйТипы, классы и параметрыМасса св. 100 до 300 кг вкл.типов наземных РТСПодкласс от 101 до 150 кг вкл.Габаритные размерыНе более мм: 1500x900x1900Время непрерывнойНе менее 4 ч.работы РТСЗначение тяговых усилий Не менее 1000 Н (100 кгс)РТС должно сохранять работоспособностьпри следующих значениях параметров внешних факторов1.
Избыточное давление в взрывной ударной волны в моментудара не менее 29,4 кПа (0,3 кг·см -2);2. Удар о преграду (соударение) при толчке, падении – не менее98,0 кПа (1 кг·см-2);Механические3. Температура окружающей среды – от 223 К до 323 К (от минусРадиационныеТермические35 ℃ до 40 ℃);4. Токи утечки силой не менее 1 мкАИнтенсивность гамма излучения мощностью не менее 10 Зв/чв течение 4 ч. (установлено заказчиком)1. Поверхностная плотность теплового потокане менее 14,5 кВт·м2. Температура газовой среды пожара - не менее 200 ℃;3.
Плотность задымления - не менее 1,5·10-3 кг/м3128Проведенные исследования позволили также установить, что наиболеерациональным решением будет разделение выполняемых функций между двумяробототехническими средствами, так как технически довольно сложно совместитьв одной конструкции несколько средств пожаротушения и разработать под этиусловия тактику применения.Тактика применения установок пожаротушения с гидроабразивной резкойпредполагает мобильность ствола установки, необходимую для осуществленияподачи огнетушащих веществ с различных направлений и режима резки. В связи сэтим в конструкции РТС была предусмотрена роботизированная рука–манипулятор, которая позволит маневрировать стволом установки при тушении ирезке, а также осуществлять проведение аварийно-спасательных работ за счетсхвата и способности вращения руки в 5 плоскостях.Проведенные исследования легли в основу разработки проекта созданияробототехнического комплекса, предназначенного для тушения пожаров наобъектах энергетики, состоящего из двух робототехнических средств.
Схожимдля обоих образцов робототехнических средств будет являться транспортная база,на которой будут размещены средства тушения пожаров и проведения аварийноспасательных работ.Робототехническое средство №1 (рисунок 4.1), входящее в составробототехническогокомплекса,будетпредставлятьсобойдистанционно-управляемую платформу с электромеханическим приводом и гусеничным шасси,на которой размещены дистанционно-управляемый лафетный ствол, систематехнического зрения, тепловизор и набор необходимого оборудования.129Рисунок 4.1 – Модель робототехнического средства №1Робототехническое средство №1 будет предназначено для разведки на местепожара, мониторинга обстановки и выполнения действий по пожаротушению.
Засчет установленного дистанционно-управляемого лафетного ствола РТС-1 будетобладать возможностью подачи огнетушащих веществ в виде воды и водногораствора пенообразователя с расходом от 15 до 20 л/с, имея дальность подачи поводе не менее 50 м.Габаритные размеры и массовые характеристики РТС будут обеспечиватьего свободное перемещение в условиях горящего объекта, при этом возможностьнепрерывной работы будет составлять не менее 4 часов.УправлениеРТС-1будетосуществлятьсяприпомощипультадистанционного управления, на который в режиме реального времени будетпередаваться информация с системы технического зрения и тепловизора.Робототехническое средство №2 (рисунок 4.2), входящее в составробототехническогокомплекса,будетпредставлятьсобойдистанционно-130управляемую платформу с электромеханическим приводом и гусеничным шасси,на которой будет размещаться роботизированная рука-манипулятор со схватом,имеющаяпятьстепенейсвободы,стволустановкипожаротушениясгидроабразивной резкой, предназначенный для тушения пожаров и резкиконструкций, система технического зрения, тепловизор и набор необходимогооборудования.Рисунок 4.2 – Модель робототехнического средства №2Основным преимуществом робототехнического средства №2 являетсявозможность тушения пожаров электрооборудования под напряжением как вобъеме помещения, так и поверхностно.
Дальность подачи огнетушащих веществбудет составлять до 15 м, при расходе не более 60 л/мин. Возможностигидроабразивной резки позволят осуществлять подачу огнетушащих веществ вобъем горящего помещения, производя локально-объемное пожаротушение, приэтом проведение работ возможно в условиях взрывоопасных концентраций.Малый расход огнетушащего вещества позволит решить проблему с излишним131проливом огнетушащих веществ, особенно в условиях объекта энергетики, гдедаже в момент тушения часть электрооборудования может функционировать.Габаритные размеры и массовые характеристики даже при наличиироботизированногоманипулятораобеспечатсвободноеперемещениеробототехнического средства в условиях горящего объекта.Роботизированная рука-манипулятор позволит эффективно работать состволом установки пожаротушения, как этого требует тактика примененияустановок [90].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
