Результат интеллектуальной деятельности: Способ и машина для тушения лесного наземного пожара

Изобретение относится к машинам для тушения низовых лесных пожаров почвогрунтом и прокладки противопожарных минерализованных полос.

Известен грунтомет тракторный ГТ-3 (Машины и механизмы лесного и лесопаркового хозяйства. Справочник., М., 2009, с. 289), содержащий раму, навесное устройство, режущий нож, фрезу-метатель, направляющий кожух, опорные катки и привод.

Однако этот грунтомет подает недостаточный объем почвогрунта в зону кромки огня, разбрасывает его на большой площади тонким слоем, не исключающим дальнейшее продвижение огня, а также имеет низкую производительность, вследствие малой скорости поступательного движения (до 2 км/ч) и ограниченной подачи на лопатку фрезы-метателя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является пожарный грунтомет-полосопрокладыватель (патент РФ №2496540; МПК А62С 27/00; опубл. 27.10.2013), содержащий раму, навесное устройство, механизм образования вала из разрыхленного почвогрунта, выполненный в виде двух сферических дисков, фрезу-метатель с размещенными на ней лопатками и привод. Принят за прототип.

Однако такое исполнение грунтомета-полосопрокладывателя, несмотря на то, что в его конструкцию введены сферические диски для рыхления и образования вала почвогрунта, позволяющие исключить из рабочего процесса лопатки резание, оставив захват рыхлого почвогрунта и отбрасывание его в боковую сторону относительно направления движения агрегата, не дает существенного результата в повышении производительности, поскольку фреза-метатель установлена горизонтально в плоскости, продольной оси симметрии грунтомета-полосопрокладывателя, и лопатки размещены радиально в один ряд по окружности на торцевой стороне. К тому же противопожарная эффективность укладываемого слоя почвогрунта недостаточна из-за его интенсивного разброса и малой толщины.

Предлагаемое изобретение решает задачи повышения производительности и эффективности противопожарной грунтометательной машины за счет выемки почвогрунта, подъема его над поверхностью земли и последующего разделения на несколько слоев, перемещения каждого из них в воздушном пространстве за счет придания им ускорения и укладки их на поверхность земли, в том числе на кромку огня, полосой, ширина и толщина которой позволяют обеспечить остановку огня и его гашение.

Это достигается тем, что в противопожарной грунтометательной машине, содержащий раму, механизм навески, рабочий орган для подготовки почвогрунта к перемещению в сторону кромки огня, ротор-метатель с размещенными на нем лопатками и привод, согласно изобретению, в процессе работы почвогрунт подрезается в виде пласта, поднимается выше поверхности земли, затем лопатками ротора-метателя разделяется на отдельные слои, которые перемещаются по разным траекториям с разной скоростью в зону движущейся кромки огня, накрывая его слоем почвогрунта толщиной и шириной полосы, достаточными для тушения наземного лесного пожара при сохранении высокой скорости движения. Рабочий орган для подготовки почвогрунта к перемещению в сторону кромки огня выполнен в виде U-образной скобы и наклонного лотка-подъемника, а ротор-метатель - в виде двух усеченных конусов на вертикальной оси вращения, соединенных между собой основаниями меньшего диаметра, с возможностью отклонения оси от вертикали в поперечной плоскости, на верхнем из которых размещены лопатки в несколько радиально расположенных ярусов, регулируемые по углу их установки к плоскости вращения.

На фиг. 1 представлен общий вид противопожарной грунтометательной машины (вид сбоку); на фиг. 2 - технологическая схема работы U-образной скобы и лотка-подъемника; на фиг. 3 - технологическая схема работы ротора-метателя.

Противопожарная грунтометательная машина содержит раму 1, механизм навески 2, опорные колеса 3, рабочий орган для подготовки почвогрунта к перемещению в сторону кромки огня, состоящий из U-образной скобы 4 и наклонного лотка-подъемника 5, предназначенных для отделения пласта почвогрунта от общего массива, его рыхления и подъема над поверхностью земли, ротор-метатель 6 с размещенными на нем лопатками 7, поворотную балку 8 для соединения ротора-метателя 6 с рамой 1, устройство 9 для поворота балки 8 с ротором-метателем 6 с помощью выносного гидроцилиндра 10, гидромотор 11 привода ротора-метателя.

Ротор-метатель 6 выполнен в виде двух усеченных конусов на вертикальной оси вращения, соединенных между собой основаниями меньшего диаметра, с возможностью отклонения оси от вертикали в поперечной плоскости. Нижний конус служит для предотвращения осыпания почвы с лотка-подъемника 5 на дно траншеи за его задним обрезом. На верхнем конусе размещены лопатки 7 в несколько радиально расположенных ярусов по вертикали под углом к плоскости вращения, величина которого регулируется поворотом каждой из них в местах крепления.

Противопожарная грунтометательная машина работает следующим образом. При включении гидромотора 11 и начале поступательного движения вдоль кромки огня U-образная скоба 4 заглубляется в почвогрунт на установленную с помощью опорных колес 3 глубину; происходит выемка пласта почвогрунта размером а×b (а - глубина, см; b - ширина, см), перемещение его вверх по наклонному лотку-подъемнику 5, сопровождающееся начальным рыхлением, при сходе с которого поступает под воздействием лопаток 7 одновременно в пределах всей своей толщины, которые за счет своей кинетической энергии сообщают частицам почвогрунта ускорения, в результате чего они перемещаются по параболическим траекториям и укладываются полосой на кромку огня и перед ней в поперечном сечении шириной 1,2-1,5 м и толщиной 0,06-0,07 м, заглушая тем самым огонь и останавливая продвижение пожара. Для создания такой противопожарной полосы достаточен пласт, вырезаемый U-образной скобой, размером (25-30)×35 см.

Дальность отбрасывания почвогрунта регулируется путем изменения частоты вращения ротора-метателя 6, углов установки лопаток 7 к плоскости вращения и отклонения ротора-метателя 6 в поперечной плоскости от вертикали. В отличие от прототипа и других подобных конструкций, в которых почвогрунт фрезами-метателями подается снизу вверх, в предлагаемой конструкции почвогрунт перемещается ротором-метателем сверху вниз, в результате чего предотвращается веерообразное движение частиц в воздушном пространстве, не требуются кожухи-направители, сокращается расстояние полета и обеспечивается их компактная укладка в виде четко обозначенной полосы. Производительность предлагаемой противопожарной грунтометательной машины возрастает за счет введения в рабочий процесс в кратное число раз большего количества лопаток и изъятия из этого процесса операции фрезерования, определяющего скорость поступательного движения как подачу на один шаг лопаток в секунду.

Таким образом, конструкция предлагаемой противопожарной грунтометательной машины повышает эффективность тушения наземных лесных пожаров за счет увеличения толщины и более компактной укладки почвогрунта в виде полосы шириной, накрывающей кромку огня и поверхность перед кромкой, а также увеличивает производительность за счет введения в действие большего количества лопаток, метающих грунт, и, как следствие, повышения рабочей скорости поступательного движения агрегата.