RU2785398C1

RU2785398C1 - Robotic fire extinguishing installation of modular type of repeated-short-term action

Info

Publication number: RU2785398C1
Application number: RU2022104736A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Горбань; Сергей Георгиевич Немчинов; Аристарх Альбертович Туровский
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Инженерный Центр Пожарной Робототехники "Эфэр"
Filing date: 2022-02-22
Publication date: 2022-12-07

Abstract

FIELD: fire extinguishing installations.

SUBSTANCE: invention relates to robotic fire extinguishing installations. Declared is a robotic fire extinguishing installation of a modular type of intermittent action, which includes two or more fire robots connected to a fire-fighting water supply system, containing a fire monitor with drives for vertical and horizontal guidance, nozzles with a drive for changing the jet spray angle, a butterfly valve with a drive, a pressure sensor and a local control panel connected to the switching unit at the input, and at its output with the control device. A fire detection device is installed on the barrel, connected to a digital signal processing device in the IR range, connected to a video monitoring device and to a fire extinguishing process control unit, which is connected to a control device connected through a receiving and control device with addressable fire detectors. Also, the installation contains pumps with check valves connected at the inlet to the water supply network, and at the outlet to the fire-fighting water supply, hydraulic accumulators with a pressure switch connected to the fire-fighting water supply, a block for calculating water for fire extinguishing, connected at the inlet to a digital signal processing device in the IR range , and at the outlet with a control unit for the fire extinguishing process, and a control unit connected at the inlet to pressure switches and pumps, and at the outlet with a control device. At the same time, cylinders with compressed air are additionally introduced into the installation, connected through a shutoff electrovalve to the air compartment of the hydraulic accumulator, which is connected to the atmosphere through the outlet electrovalve, while the shutoff and outlet electrovalves are connected to the control unit.

EFFECT: ensuring the supply of a fire extinguishing agent at a stabilized pressure when using the capacity of the accumulator in full.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам пожаротушения, а именно к роботизированным установкам пожаротушения.The invention relates to fire extinguishing devices, namely to robotic fire extinguishing installations.

Известны роботизированные установки пожаротушения, например, устройство по патенту РФ № 2424837. Недостатком известных устройств является применение капиталоемких насосных станций и источников противопожарного водоснабжения с требуемыми параметрами по расходу и напору, а это, в свою очередь, требует дополнительных водных ресурсов и электрических мощностей и увеличения стоимости капитального строительства, что значительно повышает затраты.Known robotic fire extinguishing installations, for example, the device according to the patent of the Russian Federation No. 2424837. The disadvantage of the known devices is the use of capital-intensive pumping stations and sources of fire water supply with the required flow and pressure parameters, and this, in turn, requires additional water resources and electrical power and increase the cost of capital construction, which significantly increases costs.

Наиболее близким по технической сути является “Роботизированная установка пожаротушения модульного типа повторно-кратковременного действия», патент РФ № 2751690, содержащая два и более пожарных робота, подключенных к противопожарному водопроводу, включающих 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 на входе, а на его выходе с устройством управления, установленное на стволе устройство обнаружения загорания, соединенное с устройством цифровой обработки сигнала в ИК-диапазоне, соединенным с видеоконтрольным устройством и с блоком управления процессом пожаротушения, который соединен с устройством управления, соединенным через приемно-контрольное устройство с адресными пожарными извещателями, насосы с обратными клапанами, подключенные на входе к водопроводной сети, а на выходе к противопожарному водопроводу, гидроаккумуляторы с реле давления, соединенные с противопожарным водопроводом, блок расчета воды на пожаротушение, соединенный на входе c устройством цифровой обработки сигнала в ИК-диапазоне, а на выходе с блоком управления процессом пожаротушения, и блок управления, соединенный на входе с реле давления и насосами, а на выходе с устройством управления.The closest in technical essence is “Robotic fire extinguishing installation of a modular type of intermittent action”, patent of the Russian Federation No. changing the jet spray angle, a butterfly valve with a drive, a pressure sensor and a local control panel connected to the switching unit at the input, and at its output with a control device, a fire detection device installed on the barrel, connected to a digital signal processing device in the IR range, connected to the video control device and to the fire extinguishing process control unit, which is connected to the control device, connected through the receiving and control device with addressable fire detectors, pumps with check valves connected at the inlet to the water supply network, and at the outlet to the fire water supply water supply line, hydraulic accumulators with a pressure switch connected to a fire-fighting water supply system, a fire-fighting water calculation unit connected at the inlet to a digital signal processing device in the IR range, and at the outlet with a fire extinguishing process control unit, and a control unit connected at the inlet to a pressure switch and pumps, and at the outlet with a control device.

Недостатком данного устройства является быстрое изменение рабочего давления в гидроаккумуляторах при работе пожарных роботов с полным расходом, что, ввиду инерционности системы корректировки баллистических траекторий струй от давления в сети, приводит к погрешности наведения струи на очаг возгорания, также только частичное использование емкости гидроаккумулятора значительно влияет на весогабаритные показатели устройства, увеличивающие затраты на строительные и монтажные работы.The disadvantage of this device is the rapid change in the working pressure in the hydraulic accumulators when fire robots operate at full flow, which, due to the inertia of the system for adjusting the ballistic trajectories of the jets from the pressure in the network, leads to an error in directing the jet to the fire source, and only partial use of the hydraulic accumulator capacity significantly affects weight and size indicators of the device, which increase the cost of construction and installation work.

В основу изобретения поставлена задача создания роботизированной установки пожаротушения модульного типа (РУП-МТ) повторно-кратковременного действия, в которой подача огнетушащего вещества осуществляется при стабилизированном давлении при использовании емкости гидроаккуммулятора в полном объеме.The invention is based on the task of creating a modular type robotic fire extinguishing installation (RUP-MT) of intermittent action, in which the fire extinguishing agent is supplied at a stabilized pressure when the hydraulic accumulator capacity is used in full.

Эта цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены баллоны со сжатым воздухом, подключенные через перекрывной электроклапан к воздушному отсеку гидроаккумулятора, который через выпускной электроклапан связан с атмосферой, при этом перекрывной и выпускной электроклапаны соединены с блоком управления.This goal is achieved by the fact that compressed air cylinders are additionally introduced into the device, connected through a shut-off electrovalve to the air compartment of the hydraulic accumulator, which is connected to the atmosphere through the outlet electrovalve, while the shut-off and outlet electrovalves are connected to the control unit.

Предложенное техническое решение позволит стабилизировать давление на выходе гидроемкости и использовать емкость гидроаккуммулятора в полном объеме.The proposed technical solution will make it possible to stabilize the pressure at the outlet of the hydroaccumulator and use the accumulator capacity in full.

Автору не известны устройства с отличительными признаками в соответствии с заявляемыми техническими решениями.The author is not aware of devices with distinctive features in accordance with the claimed technical solutions.

Изобретение отвечает требованиям новизны и положительного эффекта, а также критерию “существенные отличия”.The invention meets the requirements of novelty and positive effect, as well as the criterion of "significant differences".

На фиг.1 представлена функциональная схема РУП-МТ.Figure 1 shows a functional diagram of RUP-MT.

Устройство содержит, см. фиг.1, пожарные роботы (ПР) 1, объединенные в РУП, установленные на противопожарном водопроводе 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 пульт управления 7, установленный на вводе дисковый затвор с приводом 8 и установленный на выходе ствола перед насадком датчик давления 9, соединенные с блоком коммутации 10, установленное на стволе устройство обнаружения загорания и теленаблюдения 11. В РУП входит устройство управления 12 с дисплеем, соединенное с блоком коммутации 10 по каналу связи 13, например RS-485, через сетевой контроллер 14, с приемно-контрольным устройством 15 с адресными пожарными извещателями 16, и устройство цифровой обработки сигнала в ИК-диапазоне 17, соединенное на входе двухканальной телевизионной связью 18 (видеоканал и ИК-канал) с устройством обнаружения загорания и теленаблюдения 11, а на выходе - с видеоконтрольным устройством 19, с блоком расчета воды на пожаротушение 21 и с блоком управления процессом пожаротушения 20, который на входе также соединен с блоком расчета воды на пожаротушение 21, а на выходе - с устройством управления 12. Насосы 22 с обратными клапанами 23 подключены на входе к водопроводной сети 24, а на выходе к противопожарному водопроводу 2. Гидроаккумуляторы 25 с реле давления 26 соединены с противопожарным водопроводом 2, а блок управления 27 соединен с реле давления 26, насосами 22 и с устройством управления 12. Баллоны со сжатым воздухом 28 подключены через перекрывной электроклапан 29 к воздушному отсеку гидроаккумулятора 25 , который через выпускной электроклапан 30 связан с атмосферой, при этом перекрывной и выпускной электроклапаны 29, 30 соединены с блоком управления 27.The device contains, see figure 1, fire robots (PR) 1, combined in RUE, installed on the fire water pipeline 2. PR 1 includes a fire monitor 3 with vertical and horizontal guidance drives 4.5, nozzles with a drive for changing the spray angle jets 6, a portable control panel 7, a butterfly valve with a drive 8 installed at the inlet and a pressure sensor 9 installed at the barrel outlet in front of the nozzle, connected to a switching unit 10, a fire detection and television surveillance device 11 installed on the barrel. a display connected to the switching unit 10 via a communication channel 13, for example RS-485, through a network controller 14, with a control panel 15 with addressable fire detectors 16, and a digital signal processing device in the IR range 17 connected at the input of a two-channel television communication 18 (video channel and IR channel) with a fire detection and television surveillance device 11, and at the output - with a video control device 19, with a block for calculating water for fire extinguishing 21 and with a control unit for the fire extinguishing process 20, which is also connected at the inlet to a block for calculating water for fire extinguishing 21, and at the outlet - with a control device 12. Pumps 22 with check valves 23 are connected at the inlet to water supply network 24, and at the outlet to the fire water supply 2. Hydraulic accumulators 25 with a pressure switch 26 are connected to the fire water supply 2, and the control unit 27 is connected to the pressure switch 26, pumps 22 and the control device 12. Cylinders with compressed air 28 are connected through an overflow solenoid valve 29 to the air compartment of the accumulator 25, which is connected to the atmosphere through the outlet solenoid valve 30, while the shut-off and outlet solenoid valves 29, 30 are connected to the control unit 27.

Устройство работает следующим образом. В дежурном режиме защищаемый объект находится под постоянным контролем адресных извещателей 16. Гидроаккумуляторы 25 полностью заполнены и находятся под давлением, контролируемым реле давления 26. При возникновении очага загорания адресные извещатели 16 срабатывают и приемно-контрольное устройство 15 выдает адресный сигнал «Тревога» на устройство управления 12, которое затем выдает управляющие сигналы по каналу связи 13 на соответствующие блоки коммутации 10 ПР 1, защищающие данную зону. Приводами вертикального и горизонтального наведения 4 и 5 стволы 3 наводятся на сектор защищаемой зоны. От устройства обнаружения загорания и теленаблюдения 11 видео- и ИК-сигналы поступают по двухканальной телевизионной связи 18 на устройство обработки видеосигнала 17. После программной обработки поступившей информации устройство 17 производит идентификацию загорания, определяет его координаты и размеры в пространстве. Информация передается на блок управления процессом пожаротушения 20, который определяет программу пожаротушения и передает ее в устройство управления 12. Устройство 12 формирует управляющие сигналы по каналу связи 13 о координатах загорания на соответствующие блоки коммутации 10 ПР 1. Приводами вертикального и горизонтального наведения 4,5 стволы 3 наводятся на очаг загорания, после чего устройство управления 12 подает команду «запуск» и посылает технологические команды на блок управления 27, на открытие дисковых затворов 8, на отработку программ пожаротушения. Пожаротушение производится строчными струями по защищаемой площади. Наведение стволов на очаг загорания контролируется по баллистическим данным струи в зависимости от угла наклона и давления с применением датчика давления 9. При изменении давления от установленного номинального значения на выходе гидроаккумулятора 25 реле давления 26 подает сигнал в блок управления 27, который формирует управляющий сигнал, на перекрывной электроклапан 29, который подключает баллоны со сжатым воздухом 28 к воздушному отсеку гидроаккумулятора 25 и стабилизирует давление в сети. Блок управления процессом пожаротушения 20 также запускает блок расчета воды на пожаротушение 21. Объем воды на тушение V определяется из расчета

, где

- расход ПР,

- время тушения, при этом может использоваться вся емкость гидроаккумулятора 25. По завершению времени тушения

подается команда в блок 20 и далее в устройство 12 на прекращение пожаротушения, на запуск насосов 22, на закрытие перекрывного электроклапана 29, на открытие выпускного электроклапана 30 и на включение РУП в дежурный режим. Насосы 22 подают воду в гидроаккумуляторы 25 до восполнения использованного объема воды V, при этом время заполнения

, где

- производительность насоса, после чего подается команда от блока расчета воды на пожаротушение 21 через блоки 20, 12 в блок управления 27 о заполнении бака. При достижении установленного уровня давления, при котором реле давления 26 срабатывают, блок управления 27 отключает насосы 22, заполнившие гидроаккумуляторы 25 для тушения. При повторном обнаружении загорания устройство 17 определяет его координаты и передает информацию на блок управления процессом пожаротушения 20, который определяет программу пожаротушения и передает ее в устройство управления 12. Устройство 12 формирует управляющие сигналы РУП на пожаротушение повторного очага загорания, которое производится в описанном выше порядке. Также запускается блок расчета воды 21, и через расчетное время подается команда в устройство 12 на прекращение пожаротушения и далее на включение РУП в режим поиска загорания. В таком повторно-кратковременном режиме РУП-МТ работает все время, отведенное для подачи ОТВ, в соответствии с нормативным временем продолжительности подачи

по СП 5.13130.2009. Оператор по информации от видеоконтрольного устройства 19 может внести коррективы в программу пожаротушения, задав с пульта управления другие координаты и параметры очага загорания, изменив угол факела струи.The device works as follows. In standby mode, the protected object is under constant control of the addressable detectors 16. The hydraulic accumulators 25 are completely filled and are under pressure controlled by the pressure switch 26. When a fire occurs, the addressable detectors 16 are triggered and the receiving and control device 15 issues an address signal "Alarm" to the control device 12, which then issues control signals via the communication channel 13 to the respective switching units 10 PR 1 protecting the given zone. Drives vertical and horizontal guidance 4 and 5 trunks 3 are aimed at the sector of the protected area. From the device for detecting fire and television surveillance 11, video and IR signals are sent via a two-channel television connection 18 to a video signal processing device 17. After software processing of the information received, the device 17 identifies the fire, determines its coordinates and dimensions in space. The information is transmitted to the fire extinguishing process control unit 20, which determines the fire extinguishing program and transmits it to the control device 12. The device 12 generates control signals over the communication channel 13 about the coordinates of fire to the corresponding switching units 10 PR 1. Vertical and horizontal guidance drives 4.5 trunks 3 are aimed at the source of fire, after which the control device 12 gives the command "start" and sends technological commands to the control unit 27, to open the butterfly valves 8, to work out the fire extinguishing programs. Fire extinguishing is carried out by horizontal jets over the protected area. The aiming of the barrels at the source of fire is controlled according to the ballistic data of the jet depending on the angle of inclination and pressure using a pressure sensor 9. When the pressure changes from the set nominal value at the outlet of the accumulator 25, the pressure switch 26 sends a signal to the control unit 27, which generates a control signal, to shut-off solenoid valve 29, which connects cylinders with compressed air 28 to the air compartment of the accumulator 25 and stabilizes the pressure in the network. The fire extinguishing process control unit 20 also starts the fire extinguishing water calculation unit 21. The volume of water for extinguishing V is determined from the calculation

, where

- consumption of PR,

- extinguishing time, while the entire capacity of the accumulator 25 can be used. At the end of the extinguishing time

a command is given to block 20 and then to device 12 to stop fire extinguishing, to start pumps 22, to close shut-off solenoid valve 29, to open outlet solenoid valve 30, and to turn on the RUE in standby mode. The pumps 22 supply water to the hydraulic accumulators 25 until the used volume of water V is replenished, while the filling time

, where

- pump performance, after which a command is sent from the water calculation unit for fire extinguishing 21 through

blocks

20, 12 to the control unit 27 to fill the tank. When the set pressure level is reached, at which the pressure switches 26 are triggered, the control unit 27 turns off the pumps 22, which filled the hydraulic accumulators 25 for extinguishing. When a fire is detected again, the device 17 determines its coordinates and transmits information to the fire extinguishing process control unit 20, which determines the fire extinguishing program and transmits it to the control device 12. The device 12 generates control signals for the fire extinguishing of a repeated fire, which is carried out in the order described above. Also, the water calculation block 21 is launched, and after the estimated time, a command is sent to the device 12 to stop the fire extinguishing and then to turn on the RUE in the fire search mode. In this intermittent mode, RUP-MT operates all the time allotted for the supply of OTV, in accordance with the standard time for the duration of the supply

according to SP 5.13130.2009. The operator, according to information from the video control device 19, can make adjustments to the fire extinguishing program by setting other coordinates and parameters of the fire source from the control panel, changing the angle of the jet torch.

Предложенная роботизированная установка пожаротушения является эффективным автоматическим средством борьбы с пожарами, позволяющим направить весь расход огнетушащего вещества непосредственно на очаг загорания, обнаруженный в ранней стадии, а также локализовать пожар в течение установленного времени.The proposed robotic fire extinguishing system is an effective automatic means of fighting fires, which makes it possible to direct the entire flow of the fire extinguishing agent directly to the source of fire detected at an early stage, and also to localize the fire within the set time.

В отличие от известных, предложенное техническое решение позволяет осуществлять подачу воды из гидроаккумулятора при стабильном давлении с использованием полной емкости гидроаккумулятора.Unlike the known ones, the proposed technical solution allows the supply of water from the accumulator at a stable pressure using the full capacity of the accumulator.

Эти отличительные особенности устройства позволяют повысить точность адресной подачи воды при стабильном давлении повысив эффективность тушения пожаров, значительно снизить весогабаритные показатели, уменьшив капитальные затраты на строительно-монтажные работы.These distinctive features of the device make it possible to increase the accuracy of targeted water supply at a stable pressure, increase the efficiency of fire extinguishing, significantly reduce weight and size indicators, and reduce capital costs for construction and installation work.

Claims

A robotic fire extinguishing installation of a modular type of intermittent action, including two or more fire robots connected to a fire-fighting water supply system, including a fire monitor with drives for vertical and horizontal guidance, nozzles with a drive for changing the jet spray angle, a butterfly valve with a drive, a sensor pressure and a local control panel connected to the switching unit at the input, and at its output with a control device, a fire detection device installed on the barrel, connected to a digital signal processing device in the IR range, connected to a video monitoring device and a control unit for the fire extinguishing process, which is connected to a control device connected through a control panel with addressable fire detectors, pumps with check valves connected at the inlet to the water supply network, and at the outlet to the fire water supply, hydraulic accumulators with a pressure switch connected to a fire-fighting water supply, a block for calculating water for fire extinguishing, connected at the inlet to a digital signal processing device in the IR range, and at the outlet with a control unit for the fire extinguishing process, and a control unit connected at the inlet to pressure switches and pumps, and at the outlet to a control device , characterized in that compressed air cylinders are additionally introduced into the device, connected through a shut-off solenoid valve to the air compartment of the hydraulic accumulator, which is connected to the atmosphere through the outlet solenoid valve, while the shut-off and outlet solenoid valves are connected to the control unit.