RU2745641C1

RU2745641C1 - Роботизированная установка пожаротушения с системой коррекции струи

Info

Publication number: RU2745641C1
Application number: RU2020116122A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Горбань; Михаил Юрьевич Горбань; Дмитрий Анатольевич Штирц; Сергей Георгиевич Немчинов
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Инженерный Центр Пожарной Робототехники "Эфэр"
Priority date: 2020-04-29
Filing date: 2020-04-29
Publication date: 2021-03-29

Abstract

Роботизированная установка пожаротушения с системой коррекции струи относится к роботизированным установкам пожаротушения. Установка пожаротушения содержит пожарные роботы, включающие в себя лафетный ствол с приводами вертикального и горизонтального наведения, насадок с приводом изменения угла распыливания струи, дисковый затвор с приводом, датчик давления и местный пульт управления, соединенные с блоком коммутации, оптическое устройство с телекамерой и ИК-датчиком, соединенное с устройством идентификации и определения координат очага загорания, которое соединено с устройством управления, соединенное с видеомонитором, с блоком коммутации и, через приемно-контрольное устройство, с адресными пожарными извещателями. Согласно изобретению, в устройство введен блок коррекции струи с программой определения местоположения струи в ИК-диапазоне относительно очага загорания, соединенный с устройством идентификации и определения координат очага загорания и устройством управления. Технический результат - создание устройства с коррекцией наведения струи по реальным показателям воздействия струи на очаг пожара в ИК-диапазоне независимо от освещенности объекта, а также упрощение устройства и расширение области его применения. 2 ил.

Description

Изобретение относится к устройствам пожаротушения, а именно к роботизированным установкам пожаротушения.

Известны роботизированные установки пожаротушения, например, устройство по патенту №2319530. Недостатком известных устройств является сравнительно небольшая точность наведения струи, вызванная применением только расчетных данных по заданию баллистических параметров наведения струи.

Наиболее близким по технической сути является «Роботизированный пожарный комплекс с системой технического зрения», патент №2433847, содержащий пожарные роботы, включающие в себя лафетный ствол с приводами вертикального и горизонтального наведения, насадок с приводом изменения угла распыливания струи, дисковый затвор с приводом, датчик давления и местный пульт управления, соединенные с блоком коммутации, оптическое устройство с телекамерой и ИК-датчиком, соединенное с устройством идентификации и определения координат очага загорания, которое соединено с устройством управления, соединенное с видеомонитором, с блоком коммутации и, через приемно-контрольное устройство, с адресными пожарными извещателями,

Недостатками данного устройства является сложность идентификации струи в видимом диапазоне в условиях задымленности, меняющейся освещенности, в особенности на открытых объектах, невозможность идентификации в ночное время без организации подсветки, что затрудняет его использование и ограничивает область применения.

В основу изобретения поставлена задача создания устройства с коррекцией наведения струи по реальным показателям воздействия струи на очаг пожара в ИК-диапазоне независимо от освещенности объекта, а также упрощение устройства и расширение области его применения.

Эта цель достигается тем, что в устройство введен блок коррекции струи с программой определения местоположения струи в ИК-диапазоне относительно очага загорания, соединенный с устройством идентификации и определения координат очага загорания и устройством управления.

Предложенное техническое решение позволяет значительно упростить устройство, использовать его независимо от освещенности объекта, расширить область его применения и повысить эффективность.

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 представлена функциональная схема роботизированной установки пожаротушения (РУП) с системой коррекции струи, на фиг. 2 - план-схема РУП.

Устройство, см. фиг. 1, содержит пожарные роботы (ПР) 1, входящие в состав РУП, установленной на противопожарном трубопроводе 2. ПР 1 включает в себя лафетный ствол 3 с приводами вертикального и горизонтального наведения 4, 5, насадок с приводом изменения угла распыливания струи 6, переносной местный пульт управления 7, установленный на вводе дисковый затвор с приводом 8 и датчик давления 9, соединенные с блоком коммутации 10. На ПР 1 установлены оптические устройства 11 с телекамерой и ИК-датчиком, соединенные по ИК-каналу 12 со входом устройства идентификации и определения координат очага загорания 13 и по видеоканалу 14 с устройством управления 15. Устройство идентификации и определения координат очага загорания 13 соединено на выходе с устройством управления 15 и блоком коррекции струи 16 с программой определения местоположения струи в ИК-диапазоне относительно очага загорания, который также соединен с устройством управления 15, с видеомонитором 17. Устройство управления 15 соединено с блоками коммутации 10 по каналу связи 18, например, RS-485, через сетевой контроллер 19. Пожарные роботы ПР 1, соединенные с устройством управления 15 через сетевой контроллер 19 каналами связи 18, входят в состав РУП. Устройство управления 16 через приемно-контрольное устройство 20 соединено с адресными пожарными извещателями 21.

Устройство работает следующим образом.

В дежурном режиме, см. фиг. 1, защищаемый объект находится под постоянным контролем адресных извещателей 21. При возникновении очага загорания в одной из контролируемых зон срабатывают адресные извещатели 21, и приемно-контрольное устройство 20 выдает адресный сигнал «Тревога» в устройство управления 15, которое активизирует ПР 1, расположенный в зоне «Тревоги». Информация от оптического устройства 11 на ПР №1, №2, №3, см. фиг. 2, в ИК-диапазоне по каналу 12 поступает в устройство 13, где по заданной программе по результатам цифровой обработки телесигналов в ИК-диапазоне под разными углами от нескольких ПР №1, №2, №3 производится идентификация очага загорания и определяются координаты его энергетического центра и площади в 3-мерной системе координат. По получении информации об очаге загорания устройство управления 15 выдает управляющие сигналы по каналу связи 18 через сетевой контроллер 19 на соответствующий блок коммутации 10 выбранного - ПР №2, см. фиг. 2, защищающего данную зону. Приводами вертикального и горизонтального наведения 4, 5 ствол 3 наводится на очаг загорания по расчетному углу возвышения по программе, заложенной в устройстве управления 15, с учетом баллистики струи и принятого угла распыливания в зависимости от расстояния и давления на датчике давления 9. Устройство управления 15 подает команды на раскрытие заданного угла распыливания и подачу воды, при этом включается привод насадка, открывается дисковый затвор 8 и ПР №2 направляет струю воды с заданным углом распыливания в зону очага загорания. Струя находится под наблюдением соседних ПР №1 и №3. Чувствительность ИК-датчика, в соответствии с действующими нормами, позволяет обнаружить очаг загорания площадью 0,1 м². Контактная площадь струи на поверхности составляет 8-10 м²(при небольших расстояниях увеличивается угол распыливания). Поэтому при попадании струя полностью перекрывает очаг загорания. Блок коррекции струи 16 по программе определения местоположения струи в ИК-диапазоне относительно очага загорания анализирует поступление данных о наличии очага загорания от ПР №1 и №3. Если фактическая траектория струи совпадает с расчетной, то очаг загорания будет полностью перекрыт, а оптические устройства 11 на ПР №1 и №3 не обнаруживают наличие огня, и блок коррекции струи 16 подтверждает попадание в цель. Если, например, при ветровой нагрузке происходит отклонение струи, и оптическое устройство 11 на ПР №1 видит очаг, а на ПР №3 не видит, то блок коррекции струи 16 подает сигнал в устройство управления 15, которое подает команду на движение ствола 3 ПР №2 в сторону ПР №1. Если видят оба оптических устройства 11 на ПР №1 и №3, это означает «недолет» или «перелет» струи относительно очага, следуют команды на ПР №2 «вверх» и «вниз», до появления вышеописанных комбинаций по идентификации очага загорания. В варианте, когда очаг загорания развивается, и площадь очага превышает контактную площадь струи на поверхности, что определяется устройством 13, то блоком коррекции струи 16 ведется наличие в идентифицируемом очаге зон частичного перекрытия струей по ее характерным признакам, например, по температурным границам и изменению этих температурных границ при движении струи, что является признаком нахождения струи в зоне огня. В данном случае ведется поиск очага загорания не контактным пятном струи, а методом сканирования строчными струями по площади (строками «влево» и «вправо» шагами между строками «вверх» или «вниз»). При появлении признаков частичного перекрытия и определения координат воздействия струй в этой зоне, блок коррекции струи 16 подтверждает попадание в цель. После корректировки струй относительно энергетического центра очага загорания устройство управления 15 по информации о площади очага загорания от устройства идентификации и определения координат очага загорания 13 формирует программу пожаротушения, например, строчными струями с пошаговым перемещением строк и с повторением циклов, и производит пожаротушение по заданной программе. Устройство идентификации и определения координат очага загорания 13 с блоком коррекции струи 16 осуществляют непрерывный контроль за реальным конкретным воздействием струи на очаг горения и при изменении геометрических размеров очага пожара корректирует программу тушения, а при отсутствии горения прекращает тушение. При возникновении очага загорания информация о состоянии пожарной обстановки от телекамеры оптического устройства 11 поступает на пункт круглосуточного дежурства на видеомонитор 17. При необходимости оператор может взять управление на себя, перейдя в режим дистанционного управления.

Предложенная роботизированная установка пожаротушения с системой коррекции струи, с программой определения местоположения струи в ИК-диапазоне относительно очага загорания является эффективным автоматическим и дистанционно управляемым средством борьбы с пожарами, позволяющим направить мощный поток огнетушащего вещества непосредственно на очаг загорания, обнаруженный в ранней стадии, а также высвободить человека из опасных для жизни аварийных зон.

В отличие от известных предложенная роботизированная установка пожаротушения с системой коррекции струи позволяет осуществлять автоматический контроль за реальным направлением струи и ее конкретным воздействием на очаг горения, что существенно повышает точность наведения струи на очаг загорания и эффективность тушения.

Эти отличительные особенности устройства позволяют его использовать для реализации безлюдных технологий в тяжелых и опасных для жизни людей условиях, для защиты наружных установок, значительно повысить эффективность тушения пожаров, уменьшить количество используемого огнетушащего вещества, а также ущерб от пожара.

Claims

Роботизированная установка пожаротушения с системой коррекции струи, содержащая пожарные роботы, включающие в себя лафетный ствол с приводами вертикального и горизонтального наведения, насадок с приводом изменения угла распыливания струи, дисковый затвор с приводом, датчик давления и местный пульт управления, соединенные с блоком коммутации, оптическое устройство с телекамерой и ИК-датчиком, соединенное с устройством идентификации и определения координат очага загорания, которое соединено с устройством управления, соединенное с видеомонитором, с блоком коммутации и, через приемно-контрольное устройство, с адресными пожарными извещателями, отличающаяся тем, что в устройство введен блок коррекции струи с программой определения местоположения струи в ИК-диапазоне относительно очага загорания, соединенный с устройством идентификации и определения координат очага загорания и устройством управления.