chương 1 Từ những nhận định được trình bày ở trên có thể đi đến một số kết luận sau: - Việt Nam có một nguồn tài nguyên rừng phong phú, diện tích lớn. Khí hậu chia thành hai mùa rõ rệt, mùa khô kéo dài 4-5 tháng. Từ đó nguy cơ cháy rừng là rất cao, hàng năm vẫn sẩy ra hàng trăm vụ cháy rừng gây thiệt hại hàng nghàn ha rừng. - Hiện nay việc chữa cháy rừng chủ yếu là bằng thủ công nên năng suất và hiệu quả dập lửa thấp.
Đối với những nơi có địa hình phức tạp, xa nguồn nước thì việc sử dụng các thiết bị chữa cháy dùng chất chữa cháy là nước thì không phù hợp: do cháy rừng ở xa và vào mùa khô nên nguồn nước rất hạn chế. - Việc nghiên cứu thiết kế chế tạo và đưa vào sử dụng hệ thống làm băng cách ly đám cháy để chữa cháy rừng là rất hiệu quả và phù hợp với điều kiện chữa cháy rừng nơi không có nguồn nước. - Các công trình nghiên cứu về hệ thống làm băng cách ly đám cháy để LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 17 khoanh vùng cô lập đám cháy còn hạn chế, mới chủ yếu tập trung vào khâu thiết kế, chế tạo, chưa có nghiên cứu đầy đủ và toàn diện về hệ thống này. - Để có cơ sở lý thuyết cho quá trình hoàn thiện hệ thống làm băng cách ly đám cháy của xe chữa cháy rừng đa năng cũng như làm tài liệu tham khảo cho việc hoàn thiện xe chữa cháy rừng đa năng thì việc thực hiện đề tài:“Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống làm băng cách ly đám cháy trên xe chữa cháy rừng đa năng”, mà luận văn lựa chọn là cần thiết.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 18 Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2. Đối tượng nghiên cứu Quá trình cắt cỏ rác, cắt đất để làm băng cách ly đám cháy được thực hiện bằng nhiều sơ đồ khác nhau, nhiều dạng khác nhau, như được trình bày ở phần phạm vi nghiên cứu. Trong luận văn này chỉ nghiên cứu hệ thống làm băng cách ly đám cháy đã được thiết kế chế tạo trên xe chữa cháy rừng đa năng. Do vậy đối tượng nghiên cứu của đề tài có cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các thông số kĩ thuật như sau: 2.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của xe chữa cháy rừng đa năng 2. Cấu tạo của xe chữa cháy rừng đa năng Hình 2. Mô hình xe chữa cháy rừng đa năng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 19 1- Hệ thống cắt cây; 2- Xi lanh nâng hạ hệ thống cắt cây; 3- Đĩa cưa cắt cây; 4-Khung để nâng hạ hệ thống cắt cây; 5- Giá đỡ lắp hệ thống chặt hạ cây; 6- Xe ô tô cơ sở; 7- Sàn xe; 8- Xi lanh nâng hạ hệ thống cắt đất; 9- Xi lanh nâng hạ hệ thống cắt cỏ rác; 10- Khung nâng hạ hệ thống cắt đất; 11- Buồng hút đất; 12- Hệ thống làm sạch cỏ rác; 13- Ống hút đất; 14- Ống nối để lắp ống phun đất; 15- Vòi phun nước; 16- Thùng chứa đất; 17- Hệ thống hút đất; 18- Thùng chứa nước; 19- Súng phun nước; 20- Thanh bảo hiểm cabin; 22- Nắp thùng nước; 23- Ống hút đất; 24- Hệ thống phun đất; 25- Bơm nước 2. Nguyên lý hoạt động của xe chữa cháy rừng đa năng Hệ thống chặt hạ cây, cắt cây bụi được lắp ở phía trước xe bằng khớp quay, nâng lên hạ xuống nhờ xi lanh thủy lực (2); đĩa cưa (3) quay được nhờ động cơ thủy lực, chuyển động tịnh tiến ra phía trước nhờ xi lanh thủy lực và hệ thống ổ trượt, khi cắt cây xi lanh đẩy đĩa cưa ăn vào gỗ.
Hệ thống làm sạch cỏ rác được lắp ở phía sau xe bằng khớp quay, chuyển động nâng lên hoặc hạ xuống của hệ thống được thực hiện nhờ xi lanh thủy lực (9); chuyển động quay của hệ thống cắt cỏ được thực hiện nhờ động cơ thủy lực. Hệ thống này hoạt động theo nguyên tắc cắt dạng búa. Hệ thống cắt đất được nâng lên hạ xuống nhờ xi lanh (8) và được lắp ở gầm xe; dao cắt đất của hệ thống hoạt động theo nguyên lý cắt đất ở dạng búa; buồng hút đất (11) nối với thùng chứa đất (16). Đất được dao cắt đất cắt tung lên buồng hút và được bơm hút lên theo đường ống đi vào thùng chứa (16) và rơi xuống ống thổi.
Bơm thổi (24) thổi đất đi ra ống (14), ống (14) lại được nối với ống phun nên đất được phun ra ống phun vào đám cháy. Bơm nước và thùng chứa nước được lắp trên sàn xe; bơm nước hút nước ở dưới ao hồ, sông suối vào trong thùng chứa nước. Khi chữa cháy thì bơm nước hút nước ở trong thùng chứa đẩy ra ống bơm nước và được phun ra từ súng phun. Khi đám cháy xảy ra, người lái xe nhanh chóng cho xe di chuyển đến nơi có vị trí cháy, sử dụng hệ thống cắt cây phía trước, hệ thống lám sạch cỏ rác ở phía sau để làm băng trắng cách ly, cô lập và khoanh vùng đám cháy, hoặc sử LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 20 dụng hệ thống cắt đất - hút đất và phun đất vào đám cháy để dập tắt đám cháy.
Ngoài ra, còn có thể sử dụng hệ thống phun nước trên xe để dập lửa. Khi sử dụng hệ thống cắt cây, hệ thống làm sạch cỏ rác hoặc hệ thống cắt đất, hút đất và phun đất thì người điều khiển hạ hệ thống đó xuống, khi không sử dụng thì điều khiển xi lanh thủy lực nâng hệ thống đó lên. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống làm băng cách ly đám cháy 2. Cấu tạo hệ thống 45 9 39 44 9 39 40 21 41 42 43 Hình 2.
Mô hình cấu tạo của hệ thống làm băng cách ly đám cháy 9- Xi lanh thủy lực nâng hạ hệ thống; 21- Dao cắt cỏ rác; 39- Khung đỡ hệ thống; 40- Động cơ thủy lực; 41- Puli; 42- Dây đai; 43- Bánh tỳ; 44- Tấm chắn; 45- Khớp quay. Nguyên lý hoạt động Hạ xi lanh thủy lực (9) xuống để cho bánh tỳ (43) sát đất, lúc này xi lanh thủy lực (9) ở trạng thái "bơi", ấn nút khởi động động cơ (40). Chuyển động quay được truyền từ động cơ thủy lực qua hệ thống puli dây đai làm cho hệ thống cắt cỏ rác quay. Hệ thống cắt cỏ rác làm việc theo nguyên lý cắt đất ở dạng búa.
Dao cắt (21) quay với tốc độ cao, dự trữ một động năng lớn nên LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 21 khi tiếp xúc với đất hoặc cỏ rác thì động năng biến thành công năng nhờ xung lực va chạm lớn. Xung lực va chạm này tạo ra lực cắt, phá vỡ kết cấu của đất và cắt đứt cỏ. Đồng thời với quá trình cắt, cỏ rác được hất tung lên nhờ luồng không khí và lực văng tạo ra từ dao cắt. Do vậy, cỏ rác sau khi cắt được hất tung lên và hòa trộn với đất cát.
Sau khi cắt tạo thành băng trắng sạch cỏ rác cách ly đám cháy. Ưu điểm của hệ thống làm băng cách ly đám cháy là: Khi gặp phải đá, gốc cây, rễ cây thì dao cắt tự trượt quanh trục lắp dao cắt, nên động cơ không xảy ra hiện tượng quá tải. Mặt khác, cỏ rác sau khi được cắt nhỏ vụn và trộn lẫn với đất tạo ra băng sạch cỏ rác và vật liệu cháy, từ đó quá trình cháy không thể cháy lan qua băng cách ly đám cháy này được. Đây là ưu điểm lớn nhất của phương pháp làm băng cách ly đám cháy ở dạng búa được áp dụng để tính toán thiết kế cho xe chữa cháy rừng đa năng này.
Với phương pháp làm băng cách ly đám cháy ở dạng búa cho phép có thể làm băng được tất cả các loại rừng, các loại thực bì ở trong các khu rừng. Thông số kỹ thuật của hệ thống làm sạch cỏ rác Thông số kỹ thuật của hệ thống làm băng cách ly đám cháy trên xe chữa cháy rừng đa năng được ghi ở bảng 2.1: Thông số kĩ thuật của hệ thống làm băng cách ly đám cháy TT Thông số kĩ thuật Đ.v tính Giá trị 1 Đường kính trống dao mm 400 2 Chiều dài dao cắt mm 125 3 Số lượng dao cắt con 40 4 Số lượng trống dao đĩa 20 5 Số vòng quay của trống dao vòng/phút 800 6 Bề rộng của dao cắt mm 50 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Những vấn đề cần phải nghiên cứu giải quyết của hệ thống làm băng cách ly đám cháy Đề tài đã lựa chọn hệ thống làm băng cách ly đám cháy ở dạng búa, cắt cỏ rác ở dạng này cho tiêu hao công hao công suất nhỏ. Khi gặp đá, rễ cây thì động cơ vẫn không bị quá tải, dao cắt không bị cong hoặc hỏng (do dao cắt tự trượt quanh trục lắp dao).
Cỏ rác sau khi được cắt nhỏ ra và trộn lẫn đất, do vậy hạn chế khả năng cháy của vật liệu, từ đó tạo ra băng cách ly đám cháy rất tốt. Vấn đề cần giải quyết ở bài toán này là: - Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt cỏ rác ở dạng búa. - Xác định các thông số của hệ thống cắt cỏ rác như đường kính đĩa thép, chiều dài dao cắt và vận tốc cắt, các thông số góc của dao cắt cỏ rác để năng suất cắt là lớn nhất, tiêu hao công suất là nhỏ nhất, chất lượng làm băng cách ly đám cháy tốt nhất. Tóm lại: Tất cả các vấn đề cần phải nghiên cứu giải quyết đã nêu ở trên được tôi nghiên cứu giải quyết ở các chương tiếp theo của luận văn.
Đối tượng hoạt động của hệ thống làm băng cách ly đám cháy Hệ thống làm băng cách ly đám cháy trên xe chữa cháy rừng đa năng hoạt động ở những nơi có điều kiện địa hình độ dốc < 15 độ chủ yếu ở khu vực Tây Nguyên và Đông Nam Bộ. Thực bì và vật liệu cháy mà hệ thống này có thể làm băng cách ly đám cháy đó là: các loại cỏ khô, lá cây, cành cây, cây bụi, thảm mục và thảm tươi, đất có lẫn đá mồi côi, đất cứng sỏi đá. Do đặc điểm là ở nhiều khu vực khác nhau thì thực bì cũng khác nhau, do vậy đề tài không có điều kiện nghiên cứu hết các loại thực bì và vật liệu cháy được mà chỉ nghiên cứu một loại thực bì đặc trưng ở khu vục Tây Nguyên nơi thường xuyên sẩy ra cháy rừng đó là Công Ty lâm nghiệp Đắc Tô tỉnh Kon Tum.