Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Охолоджуючий пристрій теплозахисного костюму, що являє собою комбінезон, виконаний із оболонкою з вогнетривкого тепловідбивного матеріалу, що містить систему трубок з хладоагентом, приєднаних до гнучкого шланга, підключеного за допомогою швидкорознімного з'єднання до вставки, встановленої між рукавною лінією і пожежним стволом, при цьому як холодоагент використовується вода або пінотворний склад для пожежогасіння з температурою 10…25 °C, який відрізняється тим, що костюм оснащений підключеними до трубок з охолоджувачем розприскувачами, радіально розташованими не нижче шиї рятувальника, при цьому на рівні плечей рятувальника горизонтальні проекції осей факелів розприскувачів спрямовані одне від одного під кутом  не більше:

,

де:  - кут розсіювання струменів окремим розприскувачем;

 - ширина плечей рятувальника;

 - радіус окружності установки розприскувачів.

Текст

Реферат: Охолоджуючий пристрій теплозахисного костюму являє собою комбінезон, виконаний із оболонкою з вогнетривкого тепловідбивного матеріалу, містить систему трубок з холодоагентом, приєднаних до гнучкого шланга, підключеного за допомогою швидкорознімного з'єднання до вставки, встановленої між рукавною лінією і пожежним стволом, при цьому як холодоагент використовується вода або пінотворний склад для пожежогасіння з температурою 10…25 °C. Також костюм оснащений підключеними до трубок з охолоджувачем розприскувачами, радіально розташованими не нижче шиї рятувальника, при цьому на рівні плечей рятувальника горизонтальні проекції осей факелів розприскувачів спрямовані одне від одного під кутом, що залежить від кута розсіювання струменів окремим розприскувачем, ширини плечей рятувальника та радіуса окружності установки розприскувачів. UA 115193 U (12) UA 115193 U UA 115193 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі захисного спорядження рятувальників і може бути використана для захисту від дії інтенсивного теплового випромінювання при наявності іскор, головешок, бризок палаючих рідин та високих температур повітря в ході гасіння пожеж і ліквідації аварійних ситуацій. Може бути використана в гарячих цехах при виконанні технологічних операцій в умовах дії інтенсивного теплового випромінювання та високих температур повітря. Відомий теплозахисний костюм [патент № 1793582, кл. А62В 17/00, надрук. 10.11.1996], що містить комбінезон, виконаний із зовнішньою оболонкою з вогнетривкого тепловідбивного матеріалу, внутрішньою оболонкою з гігієнічного повітропроникного матеріалу і проміжною теплоізолюючою оболонкою, яка встановлена з проміжком з боку зовнішньої оболонки і утворена декількома шарами термостійкого нетканого матеріалу, між якими знаходяться наповнені повітрям прокладки у вигляді плоских шайб з еластичного пористого матеріалу. При дії теплового випромінювання в умовах високих температур зовнішня відзеркалювальна поверхня забезпечує часткове зниження зовнішнього прямого теплового навантаження на костюм, подальше зниження температури в підкостюмному просторі здійснюється за рахунок низької теплопровідності шарів захисного одягу. Аналог при дії інтенсивних теплових променевих потоків недостатньо запобігає нагріву зовнішнього шару оболонки костюму до температури, близької до термодеструкції матеріалу, з якого виготовлена оболонка, що призводить до скорочення строку служби костюму. А при нагріві оболонки вище температури термодеструкції матеріалу вона може бути зруйнована та костюм виходить з ладу. Особливо небезпечною є дія іскор, головешок або крапель палаючого пального які попадають на верхню оболонку костюму. Крім цього наявність двох оболонок визначає значну масу костюму та жорсткість шаруватої системи, це визначає додаткове навантаження та обмеження руху рятувальника. Крім цього внаслідок нагріву та теплопроникливості зовнішнього шару костюму аналог не дозволяє при тривалій дії високих температур реалізувати захисні функції костюма, а саме довготривалість забезпечення комфортної для людського організму температури у підкостюмному просторі, оскільки використовувані наповнені повітрям прокладки у вигляді плоских шайб з еластичного пористого матеріалу виконують тільки теплоізолюючі функції, мають вельми обмежений ресурс поглинання теплоти, і не відводять зайве тепло з підкостюмного простору. Найбільш близьким аналогом є теплозахисний костюм [деклараційний патент на корисну модель № 109668 "Теплозахисний костюм", А62В 17/00, A41D 13/02, за заявкою u201603119 від 25.03.2016, опубл. 25.08.2016, Бюл. № 16], що містить комбінезон, виконаний із зовнішньою оболонкою з вогнетривкого тепловідбивного матеріалу, внутрішньою оболонкою з гігієнічного повітропроникного матеріалу і проміжною оболонкою, в ньому розташована система відведення тепла, яка виконана у вигляді трубок з холодоагентом, приєднаних до гнучкого шланга, підключеного за допомогою швидкорознімного з'єднання до вставки, встановленої між рукавною лінією і пожежним стволом, причому як холодоагент використовується вода або пінотворний склад для пожежогасіння з температурою 10…25 °C. Найбільш близький аналог недостатньо запобігає нагріву зовнішнього шару оболонки костюму тому, що охолоджуючий потік спрямовано з середини костюму від трубок з холодоагентом до тіла рятувальника та поверхневого шару зовнішньої оболонки. При дії інтенсивних зовнішніх теплових променевих потоків такий напрямок не ефективно охолоджує зовнішній шар оболонки костюму, що призводить до інтенсивних теплових деформацій поверхневого шару оболонки, втрати його міцності та скорочення строку служби костюму. Особливо небезпечною є дія іскор, головешок або крапель палаючого пального, які потрапляють на зовнішню оболонку костюму. При нагріві оболонки вище температури термодеструкції матеріалу, з якого вона виготовлена, вона може бути зруйнована та костюм виходить з ладу. При порушенні цілісності оболонки костюм не може виконувати теплозахисні функції, працювати в ньому неможливо. Крім цього, наявність трубок з холодоагентом визначає значну масу костюму, це визначає додаткове навантаження на рятувальника. У основу корисної моделі поставлена задача запобігання інтенсивному, такому що близький або перевищує температуру термодеструкції матеріалу, з якого виготовлена оболонка, нагріву зовнішнього шару костюму при дії інтенсивних зовнішніх теплових променевих потоків, а також зниження маси костюму. Це досягається за рахунок того, що трубки з холодоагентом розташовані у області голови та шиї рятувальника, до трубок з охолоджувачем додатково підключено теплозахисний пристрій у вигляді радіально розташованих розприскувачів, при 1 UA 115193 U цьому на рівні шиї рятувальника горизонтальні проекції осей факелів розприскувачів спрямовані одне від одного під кутом не більше   180  5 10 15 де:  - кут розсіювання струменів окремим розприскувачем; R - ширина плечей рятувальника; r - радіус окружності установки розприскувачів; Поставлена задача вирішується за рахунок того, що теплозахисний костюм, що виконаний із зовнішньою та внутрішньою оболонками та оснащений системою відведення тепла у вигляді трубок з холодоагентом, приєднаних за допомогою гнучкого шлангу та швидкорознімного з'єднання до розміщеної між рукавною лінією і пожежним стволом вставки, та в якому як холодоагент використовується вода або пінотворний склад для пожежогасіння з температурою 10…25 °C, згідно з корисною моделлю, додатково оснащений теплозахисним пристроєм у вигляді радіально розташованих розприскувачів, що складається з підключених до трубок з охолоджувачем радіально розташованих не нижче шиї рятувальника розприскувачів, при цьому на рівні плечей рятувальника горизонтальні проекції осей факелів розприскувачів спрямовані одна від одної під кутом не більше:   180  20 25 30 35 40 50 55  r  arcsin[ sin(180   / 2)] , 2 R де:  - кут розсіювання струменів окремим розприскувачем; R - ширина плечей рятувальника; r - радіус окружності установки розприскувачів. Вказані ознаки складають суть корисної моделі, тому що вони є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату - збереження цілісності зовнішнього шару костюма рятувальника при тривалій дії високих температур з одночасним зменшенням маси костюму. При роботі розприскувачів утворюється важкопроникний для інфрачервоних променів бар'єр у вигляді водяного прошарку на поверхні костюму і хмари крапель води. Вся промениста енергія спрямовується на нагрів і випаровування води. Наявність зрошення запобігає нагріву зовнішньої оболонки костюму вище від температури кипіння води, тобто 100 С. Перетворена енергія променів у вигляді нагрітої води та пари постійно видаляється з поверхні оболонки у зовнішній простір, не даючи підвищуватись температурі у середині костюму за рахунок зовнішнього нагріву. Це дозволяє зменшити товщину теплоізолюючих шарів костюму та кількість трубок з холодоагентом. В свою чергу це дозволяє зменшити вагу і жорсткість шаруватої системи, знизити навантаження та обмеження рухів рятувальника. При наявності іскор або крапель палаючого пального водяний бар'єр забезпечує їх гасіння та охолодження, зберігаючи в цілісності зовнішню оболонку костюму. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом, який досягається, пояснюється наступним. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показаний рятувальник в теплозахисному костюмі, що оснащений теплозахисним пристроєм, на фіг. 2 - горизонтальні проекції осей факелів розприскувачів на рівні плечей рятувальника. Теплозахисний пристрій має вигляд радіально розташованих не нижче шиї рятувальника розприскувачів 1, які підключені до трубок 2 з охолоджувачем, при цьому на рівні плечей рятувальника горизонтальні проекції осей факелів розприскувачів спрямовані одне від одного під кутом не більше:   180  45  r  arcsin[ sin(180   / 2)] , 2 R  r  arcsin[ sin(180   / 2)] 2 R де:  - кут розсіювання струменів окремим розприскувачем, град.; R - ширина плечей рятувальника м.; r - радіус окружності установки розприскувачів, м. Трубки з охолоджувачем 2 підключені до вставки 3, яка встановлена на пожежному рукаві 4 перед пожежним стволом 5. Струмені води з розприскувачів спрямовані на зовнішню поверхню протитеплового костюму 6 і при роботі утворюють на ній текучий шар води, а також створюють навколо рятувальника захисну хмару крапель 7. Розташування розприскувачів під кутом  (не більш) дозволяє створити на рівні плечей рятувальника і нижче суцільний захисний бар'єр з водяного шару та хмари крапель, що забезпечує охолодження протитеплового костюму з усіх боків. Теплозахисний пристрій експлуатується таким чином. Рятівник одягає теплозахисний костюм 6 безпосередньо перед проведенням рятувальних робіт. Перед заходом в зону підвищеного теплового випромінювання і температури повітря він підключає гнучкий шланг за 2 UA 115193 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 допомогою швидкорознімного з'єднання до вставки 3, віддає команду на подання води в рукавну лінію 4 і з виходом на бойову позицію відкриває кран-регулятор, заповнює трубки 2 водою з рукавної лінії 4. Потім, залежно від виконуваних робіт, подає воду за допомогою пожежного ствола 5 на гасіння пожежі, захист технологічного устаткування або виконує його відключення. Холодоагент надходить у простір всередині костюму 7 по трубкам 2, забезпечуючи охолодження організму рятувальника. Після проходження по трубкам 2 холодоагент надходить до розприскувачів 1. Холодоагент, а частіше всього це вода, тече по оболонці 6 костюма у вигляді плівкоподібного шару. Крім цього частина холодоагенту рухається над поверхнею 6 у вигляді хмари водяних крапель 7. Потік зовнішнього тепла нейтралізується захисним бар'єром, який являє собою сукупність плівкоподібного водяного шару на зовнішній оболонці костюму 6 та хмари водяних крапель 7. Частина води, що надходить з розприскувачів 1 до бар'єру, після нагрівання стікає на землю, забираючи тепло, інша частина випаровується та виноситься повітряними потоками. Таким чином, наявність захисного бар'єру не дає можливості зовнішньої оболонці 6 нагріватись до температури вищої, ніж температура кипіння холодоагенту (води), тобто не вище 100 С, що значно нижче від температури термодеструкції існуючих матеріалів для виготовлення оболонок протитеплових костюмів. Бар'єр захищає оболонку костюму від іскор, головешок та крапель палаючих рідких речовин, охолоджуючи їх та утворюючи навколо їх флегматизоване водяною парою середовище, що не підтримує горіння. Враховуючи те, що температура холодоагенту складає 10…25 °C, бар'єр захищає тіло нижче рівня шиї, при цьому він поглинає значну частину внутрішньої теплоти, що генерує організм рятувальника. Інтенсивно охолоджувати за допомогою трубок 2 з холодоносієм слід не захищені бар'єром голову та руки рятувальника. Отже, приймаючи це до уваги, можна зменшити кількість трубок 2 з холодоагентом в області тулуба та ніг і суттєво зменшити вагу протитеплового костюму. Були проведені полігонні випробування макетного зразка теплозахисного костюма з охолоджуючим пристроєм, який заявляється. Теплове випромінювання від факела горіння 2 висотою 3 м і шириною 1,5 м становило 18 кВт/м , що забезпечує температуру близько 400 °C на поверхні оболонки костюму. Відстань від високотемпературного джерела до випробувача дорівнювала 4,5 м. Час впливу теплового навантаження обмежувалося 30 хв. Витрату води на 3 вході в систему охолодження варіювали у межах 0,1….0,3 м /год. Температура води становила 10, 15, 20, 25 °C. Як критерій захисної здатності пристрою була вибрана температура поверхні оболонки костюма. Температура термодеструкції матеріалу, з якого виконано оболонку, складає 370 C. Якщо температура поверхні оболонка досягає цієї відмітки, настає руйнування тканини. Температуру поверхні костюму вимірювали безконтактним способом - пірометром відразу після тимчасового припинення подавання води розприскувачами, цілісність зовнішньої оболонки визначалася візуально. Крім цього фіксували температуру підкостюмного простору. Якщо ця температура не перевищує 50 °C, то костюм виконує свої функції. Температуру підкостюмного простору вимірювали за допомогою електротермометра медичного ТПЕМ-1 (з датчиками). Результати експерименту зведені в таблицю. Результати експерименту показали, що цілісність зовнішньої оболонки протитеплового костюму при таких параметрах надійно забезпечувалась. Ефект охолодження підкостюмного простору зберігається при подаванні з розприскувачів воді температурою 25 °C витратою не 3 3 менш 0,22 м /год., а при температурі води 10 °C - не менш 0,1 м /год. Використання запропонованого охолоджуючого пристрою теплозахисного костюму забезпечує збереження цілісності зовнішнього шару костюма рятувальника при тривалій дії високих температур з одночасним забезпеченням у підкостюмному просторі комфортних умов роботи рятувальника. 3 UA 115193 U Таблиця Залежність температури підкостюмного простору від відстані між трубками і температури холодоагенту № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 15 Температура холодоагенту, °C 10 10 10 10 15 15 15 15 20 20 20 20 25 25 25 25 Температура оболонки, °C 63 57 51 42 61 58 56 55 70 66 64 60 76 72 62 54 Температура у підкостюмному просторі, °C 50 38 30 23 30 54 51 44 38 46 42 35 57 49 46 38 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Витрата води, 3 м /год. 0,1 0,2 0,25 0,3 0,1 0,2 0,25 0,3 0,1 0,2 0,25 0,3 0,1 0,2 0,25 0,3 Охолоджуючий пристрій теплозахисного костюму, що являє собою комбінезон, виконаний із оболонкою з вогнетривкого тепловідбивного матеріалу, що містить систему трубок з хладоагентом, приєднаних до гнучкого шланга, підключеного за допомогою швидкорознімного з'єднання до вставки, встановленої між рукавною лінією і пожежним стволом, при цьому як холодоагент використовується вода або пінотворний склад для пожежогасіння з температурою 10…25 °C, який відрізняється тим, що костюм оснащений підключеними до трубок з охолоджувачем розприскувачами, радіально розташованими не нижче шиї рятувальника, при цьому на рівні плечей рятувальника горизонтальні проекції осей факелів розприскувачів спрямовані одне від одного під кутом  не більше:   180   r  arcsin[ sin(180   / 2)] , 2 R де:  - кут розсіювання струменів окремим розприскувачем; R - ширина плечей рятувальника; r - радіус окружності установки розприскувачів. 4 UA 115193 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: A41D 13/002, A62B 17/00

Мітки: костюму, охолоджуючий, теплозахисного, пристрій

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/7-115193-okholodzhuyuchijj-pristrijj-teplozakhisnogo-kostyumu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Охолоджуючий пристрій теплозахисного костюму</a>

Подібні патенти