Mobilné laboratórium

Číslo patentu: U 5823

Dátum: 04.08.2011

Autor: Grigar Jaroslav

Je ešte 3 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Technické riešenie sa týka mobilného laboratória najmä na identifikáciu zložiek kontaminácie zo vzoriek prostredia a na identifikáciu podozrivého materiálu, pričom mobilné laboratórium je schopné pracovať autonómne pomocou vlastných energetických zdrojov.Existujú viaceré zostavy laboratómych, meracích prístrojov, ktoré sa používajú na zisťovanie zamorenia prostredia a na zisťovanie zložiek odobratých podozrivých vzoriek materiálov. Kvantitatívna a kvalitatívna analýza neznámej chemickej, biologickej resp. radiačnej kontaminácie sa vykonáva na doručených vzorkách podozrivého materiálu alebo na vzorkách odobratých z prostredia pravdepodobného chemického, biologického resp. radiačného útoku a to zväčša na stupni predbežnej a potvrdzujúcej identifikácie, napríklad v súlade s AEP-IO. Štandardizované postupy zisťovania a overovania zložiek sú opísane V odbornej literatúre a sú tiež predmetom armádnych noriem. Laboratórne merania sa vykonávajú v stabilných laboratómych podmienkach alebo za pomoci prístrojov prenášaných v automobiloch.Sú známe systémy, ktoré zahrňujú automobil s nadstavbou uspôsobenou na nesenie potrebného laboratórneho vybavenia, pričom obsluha sa musí proti prípadným chemickým, biologickým alebo rádiologickým rizikám prostredia chránit osobnými ochrannými prostriedkami. Pevné spojenie skrine na laboratóme vybavenie s automobilovým podvozkom dopredu predurčuje možnosti a obmedzenia dopravy takéhoto mobilného laboratória. V stave globálnych bezpečnostných rizík je pritom ťažké vopred predpovedať, aký spôsob dopravy bude z taktického a logistického hľadiska najvýhodnejší. V prípade dopravy na dlhé vzdialenosti, napríklad lietadlom bude preprava celého laboratória vrátane automobilového podvozku nevýhodná.Je žiadané také riešenie, ktoré by poskytovalo obsluhe vysokú mieru bezpečnosti a pohodlia, zaručovalo by pritom mobilnost a autonómnosť laboratória v rôznorodom prostredí s rozmanitými druhmi rizík. Riešenie by malo byť vhodné na podporu operácií pozemných vojenských síl, zároveň by malo byt použiteľné pri hrozbách RCHB - terorizmu a plniť úlohy spojené s odstraňovaním následkov kontaminácie po haváriách priemyselných zariadení alebo po kontaminácii vzniknutej po prírodných katastrofách. Vo výhodnom usporiadaní by mal laboratórny systém podporovať tiež kontrolu účinnosti čistej dekontaminácie, kontrolu účinnosti dekontaminačných činidiel a mal by byť spôsobilý analyzovať a vyšetrovať vodu.Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje mobilné laboratórium najmä na identifikáciu zložiek kontaminácie a/alebo na identifikáciu podozrivého materiálu, kde mobilné laboratórium obsahuje meracie prístroje a/alebo meracie zariadenia podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že mobilné laboratórium s technologickou sekciou a laboratómou sekciou je umiestnené v rozmerovo štandardizovanom prepravnom kontajneri. Kontajner má zvonka na predpísaných miestach spojovacie a manipulačné prvky na manipuláciu a prepravu kontajnera. Oddelenie mobilného laboratória od pohonného podvozku poskytuje viacerě možnosti prepravy a tiež umožňuje skladovanie kontajnera bez väzby na nosič, napr. automobilový podvozok. Mobilné laboratórium podľa tohto technického riešenia je manipulovateľné štandardnými a široko rozšírenýrni technickými prostriedkami, napr. bočným nakladačom, špeciálnym závesným ramenom a manipulačnýrni zariadeniami v leteckých, námorných a pozemných prístavoch. Kontajner je možné prevážať loďou, lietadlom, železnicou, nákladnými vozidlami, pričom jeho preprava je nenápadná a nevyvoláva znepokojenie u okolitého obyvateľstva.Technologické sekcia obsahuje prvky na energetické a materiálové zásobovanie laboratómej sekcie a prvky na zabezpečenie funkčnosti a bezpečnosti laboratómej sekcie kontajnera.Aspoň laboratórna sekcia kontajnera je plynotesná, henneticky tesná a je vybavená aspoň jedným herrneticky uzatvárateľným priechodom. Laboratóma sekcia zahrňuje aj priestor na pobyt obsluhy meracích prístrojov a/alebo zariadení. Z hľadiska priestorových požiadaviek na prístroj ové vybavenie, na priestor pre obsluhu a prihliadajúc na potrebný rozsah technologickej sekcie a logistické podmienky ozbrojených síl bude výhodné, ak kontajner bude radu ISO lC. Mobilné laboratórium je vybavené vzduchotechnickým ñltroventilačným zariadením s rozvodmi, pričom aspoň jeden rozvod je určený na zabezpečenie dýchania obsluhy v laboratórnej sekcii. Týmto usporiadaním sa zabezpečí bezpečný pobyt obsluhy v laboratómej sekcií kontajnera.Vzduchotechnické ñltroventilačné zariadenie s rozvodmi je voliteľné pretlakové alebo podtlakové voči tlaku okolitému prostredia kontajnera. Podľa situácie je teda možné nastaviť tlak v kontajner-i v dvoch alternatívach podľa potreby pri nasadení. Pri znečistení okolitého prostredia, napríklad pri nasadení v zamorenom priestore, sa vzduchotechnickým filtroventilačným zariadením dosiahne vytvorenie pretlaku v kontajneri, l 0najmä v laboratómej sekcii, čím sa zamedzí vnikaniu znečisteného vzduchu z prostredia do kontajnera. Vyčistený, preñltrovaný vzduch vháňaný do vnútra kontajnera V tomto nastavení pri otváraní priechodov ako aj pri prípadnom narušení plynotesnosti sekcií spôsobuje prúdenie smerom von z kontajnera. Výhodou predloženého vynálezu je, že vzduchotechnické ñltroventilačné zariadenie je schopné zabezpečiť aj podtlakový režim vo vnútomých sekciách laboratória. Tento režim je vhodný v pripade spracovania podozrivých, nebezpečných vzoriek v mobilnom laboratóriu, ktoré je umiestnené v čistom okolitom prostredi. Podtlak vnútri kontajnera znemožňuje únik prípadných nebezpečných látok z vnútra kontajnera do okolia. Tento spôsob práce bude typický pri skúmani prinesených podozrivých vzoriek.Analytické prístroje majú vlastné riadiace a vyhodnocovacie prvky, ktorých výstupom je jednotlivý zistený údaj, resp. jednotlivá sada zistených údajov. Mobilné laboratórium obsahuje počítačový prvok so softvérom na spracovanie a uchovávanie meraných hodnôt a na riadenie obslužných funkcii technologickej sekcie,pričom počítačový prvok je prepojený s riadiacimi a vyhodnocovacírni prvkami jednotlivých meracích prístrojov a/alebo zariadení.Z hľadiska zjednodušeného prenosu nameraných výsledkov je výhodné, ak mobilné laboratórium zahrňuje komunikačný prvok spojený s počítačovým prvkom na zasielanie nameraných hodnôt a výsledkov do vzdialeného miesta, zväčša do miesta centrálneho štábu.Mobilné laboratórium má laboratórnu sekciu rozdelenú na aspoň dve časti. Vstupno-výstupná časť má plynotesne uzatvárateľné dvere na riadený vstup z vonkajšieho okolia do kontajnera a opačne aj na výstup z laboratória. Vo vstupno-výstupnej časti je umiestnené dekontarninačné zariadenie. To bude mať podobu najmä dekontaminačnej vane s ovládacími prvkami pre vykonanie prednostné dekontaminácie osôb a drobného materiálu určeného pre zabezpečenie činnosti laboratória. Riadenie dverí bráni neplánovanému otváraniu vstupu do mobilného laboratória. Vstup do priestoru dekontaminácie v obidvoch smeroch je riadený a zabezpečený blokovacím zariadením proti nežiaducej manipulácií a neríadenému vstupu. Zároveň dvere zabraňujú prechodu kontaminujúcich látok do laboratória a opačne. Na vstupno-výstupnú časť nadväzuje prostredníctvom riadeného priechodu analytické časť laboratória.Vo výhodnom usporiadaní a najmä pri chemickom type laboratória má laboratórna sekcia časť predbežnej analýzy a na ňu nadväzujúcu časť potvrdzujúcej analýzy. Časť predbežnej analýzy je vybavená prístrojmi a/alebo zariadeniami na prípravu vzoriek pre analýzy a časť potvrdzujúcej analýzy je vybavená prístrojmi a/alebo zariadeniami na stanovenie analýzy skúmaných vzoriek.Pri práci s mobilným laboratóriom je vhodné, ak materiál, napr. skúmané vzorky je možné dopraviť do laboratórnej sekcie aj mimo hlavného vchodu, ktorý je rozmerovo prispôsobený postave človeka. K tomu môže vo výhodnom usporiadaní slúžiť materiálový priepust na prenos materiálu cez vonkajšiu stenu kontajnera do laboratómej sekcie mimo vstupno-výstupnú časť. Materiálový priepust má V zástavbe kontajnera určité priestorové nároky, ktoré je vhodné riešiť tak, že v pracovnej polohe kanál materiálového priepustu vyčnieva z kontajnera. Zvonka je materiálový priepust demontovateľný a to aspoň v časti presahujúcej predpisaný pôdorys kontajnera tak, aby po demontáží okrajové rozmery a tvar kontajnera neporušovali príslušnú normu na prepravné kontajnery.Vzduchotechnické filtroventilačné zariadenie bude v bežnom vyhotovení umiestnené v technologickej sekcii, ktorá tiež obsahuje aj vodné hospodárstvo dekontaminácie, energetický rozvádzač, rozvody technických plynov. Vodné hospodárstvo slúži na oplachy osôb a predmetov v dekontaminačnej zóne. Energetický rozvádzač zabezpečuje rozvod a reguláciu elektrického napájania prístrojov a zariadení v kontajneri a to z pripojeného zdroja alebo z vlastného zdroja elektrického napätia. Rozvody technických plynov slúžia na zásobovanie prístrojov a zariadení požadovanými technickými plynmi.Na dosiahnutie energetickej nezávislosti je výhodné, ak technologická sekcia zahrňuje elektrogenerátor. Ten môže byt vyhotovený ako výnosný prvok Luniestnený pri preprave v priestore kontajnera a nachádzajúci sa V pracovnej polohe mimo priestoru kontajnera. Vynesenirn elektrogenerátora mimo kontajnera sa zabráni prenosu vibrácií a hluku, ktoré spôsobuje spaľovací motor poháňajúci elektrogenerátor. Okrem toho je výhodné, ak na preklenutie krátkodobého výpadku napájania je kontajner vybavený náhradnýrni zdrojmi energie s nabíjacími akumulátorrni a meničom elektrického napätia. Mobilné laboratórium môže byť energeticky napájané v dvoch základných altematívach, z pripojeného cudzieho zdroja 400 V 50 Hz/230 V 50 Hz alebo autonómne z vlastného elektrogenerátora.Na zabezpečenie stlačeného vzduchu pre laboratómu sekciu je vhodné, ak mobilné laboratórium má v technologickej sekcii umiestnený vzduchový kompresor, výhodne bezolejový, aby sa dosiahla vysoká Čistota stlačeného vzduchu bez olejových čiastočiek. Podobne ako elektrogenerátor môže byť vzduchový kompresor vyhotovený ako výnosný prvok, ktorý je v pracovnej podobe umiestnený mimo priestoru kontajnera. S technologickou sekciou bude elektrogenerátor ako aj kompresor spojený príslušnými vedeniami.Na vynesenie výnosných prvkov z priestoru technologickej sekcie kontajnera môže byť kontajner vybavený zdvihacím a výsuvným zariadením, čo uľahčuje obsluhe rozvinutie mobilného laboratória do pracovnej polohy.Prehľad obrázkov na výkresochTechnické riešenie je bližšie vysvetlené pomocou obrázkov l až 5. Na obrázku 1 je vonkajší priestorový pohľad na kontajner s mobilným laboratóriom, pričom vonkajšie obrysy kontajnera sú vyznačené bodkovanou líniou. Kontajner je položený na kolesovom dopravnom prostriedku, ktorý je vybavený manipulačným mechanizmom na nakladanie a vykladanie kontajnera. V rohoch kontajnera sú viditeľné pripevňovacie a manipulačné prvky.Na obrázku 2 je axonometrický pohľad zhora na kontajner v čiastočnom priehľade s rozdelením na jednotlivé sekcie a časti.Na obrázku 3 je zobrazený pohľad zvonka na technologickú sekciu po otvorení dverných krídiel, ktoré sú umiestnené na čelnej strane kontajnera.Na obrázku 4 je vyobrazený vnútomý pohľad na časť predbežnej analýzy s niektorými prístrojmi.Na obrázku 5 je vnútomý pohľad na časť potvrdzujúcej analýzy s niektorými prístrojmi, so zobrazovacími prvkami a so zabudovaným rozvodom počítačovej siete na zber a vyhodnocovanie infomíácií z meracích prístroj ov a zariadení.V tomto príklade je opísané mobilné laboratórium chemického druhu MICHL, ktoré je určené na identifikáciu zložiek kontaminácie chemickej povahy. Mobilné laboratórium je zabudované do zváraného kontajnera 4 radu ISO lC s príslušnými kotviacimi a spojovacími prvkami podľa normy. Mobilné laboratórium má dve základné sekcie - technologickú sekciu g a laboratórnu sekciu g.Technologická sekcia g obsahuje prvky na energetické a materiálové zásobovanie laboratórnej sekcie g a prvky na zabezpečenie funkčnosti a bezpečnosti laboratómej sekcie kontajnera A. Je vybavená zateplenými portálovýrni vstupnými dverami na čele kontajnera a ľavýrni a pravými bočnýrni dverami. Priestor technologickej sekcie g je v tomto príklade tepelne izolovaný špeciálnymi tepelnoizolačnými panelmi.Technologické sekcia g má vzduchotechnické ñltroventilačné zariadenie g schopné pracovať v pretlakovom ako aj podtlakovom režime s reguláciou predohrevu vzduchu. V tejto časti je tiež prívod ñltrovaného vzduchu do vzduchového bezolejového kompresora. Prívod vzduchu do ñltroventilačného zariadenia g je výhradne cez demontovateľný nasávací komín umiestnený na vrchnej časti kontajnera 4, čím sa zamedzí nasávaniu prachu a piesku z povrchu terénu.Technologická sekcia g má vodné hospodárstvo dekontaminačnej komory, vzduchový bezolejový kompresor, vzduchotechnické rozvody pre závislé zabezpečenie dýchania obsluhy v laboratórnej sekcii g, technické rozvody plynov zabezpečujúce činnost špeciálnych prístrojov a zariadeni pre analytickú časť laboratória, záložnú nezávislú elektroceutrálu vo výnosnom prevedení, technológiu plynomédíí, záložné zdroje energií 230 V/50 Hz, energetický usmerňovač 24 V DC, hlavný energetický rozvádzač 400 V 50 Hz/230 V 50 Hz/24 V DC a zdvíhacie a výsuvné zariadenie na manipuláciu s elektrocentrálou a vzduchovým kompresorom. Čelné portálove vstupné dvere umožňujú prístup zvonka k technológiám vzduchotechniky, vodného hospodárstva dekontaminačnej komory, vzduchovému bezolejovému kompresoru, výnosného záložného nezávislého elektrogenerátora a k záložným zdrojom energií 230 V 50 Hz. Na týchto dverách je umiestnené ženijné náradie, materiál k rádiostanici a materiál určený k manipulácií so vzduchovým kompresorom. Ľavé bočné dvere umožňujú prístup k technológiám vzduchotechniky vstupnej a výstupnej, vodného hospodárstva dekontaminačnej komory. Pravé bočné dvere umožňujú pristup k technológiám zdvihacieho a výsuvného zariadenia pre manipuláciu s elektrocentrálou a vzduchovým bezolejovým kompresorom, hlavnému energetickému rozvádzaču 400 V/230 V/24 V DC, energetickému usmerňovaču 24 V DC, tlakovým iľašiam plynomédií a zariadeniam plynomédií. Na týchto dverách je umiestnené drobné náradie mechanika, strojníka kontajnera.Vlastný skelet laboratómej sekcie g kontajnera A je vyrobený v hermetickom prevedení, plášť je tvorený zváraním z proñlovaných trapézových plechov po obvode kontajnera 4, strop je z proñlovaných plechov, podlaha z rovných plechov. Zvary sú hermetické, plynotesné a sú skúšané na tesnosť, nepriepustnosť metódou kapílárnych skúšok. Vlastný vstup do laboratórnej sekcie g kontajnera g je tvorený vstupnýxni a prechodovýrni dverami, ktoré sú V prevedení hermetickom a oddeľujú dekontaminačný priestor na vykonanie dekontaminácie osôb a materiálu mokrou cestou. Laboratórna sekcia g je tepelne izolovaná špeciálnymi tepelnoizolačnýrni panelrni.Laboratórna sekcia g je v tomto príklade rozčlenená na základné tri podčasti - vstupno-výstupnú časť g,časť 6 predbežnej analýzy a časť Z potvrdzujúcej analýzy. V prípade rádiologického laboratória môže byť laboratórne sekcia g rozdelená na vstupno-výstupnú časť g a na analytickú časť. Vstupno-výstupná časť g (dekontaminačná komora) je vybavená dekontaminačnou vaňou s ovládacimi prvkami na vykonanie prednostnédekontamináeie osôb a drobného materiálu určeného na zabezpečenie činností laboratória. Vstupné dvere do dekontarninačnej komory sa nachádzajú na pravej strane kontajnera, prechodové dvere oddeľujú dekontaminačnú komoru od laboratória predbežnej analýzy. Vstup do priestoru dekontaminačnej komory v obidvoch smeroch je riadený a zabezpečený blokovacím zariadením proti nežiaducej manipulácií a neriadenérnu vstupu. Zároveň zabraňujú prechodu kontaminujúcich látok do laboratória a opačne. Casť Q predbežnej analýzy sa nachádza za dekontarninačnou komorou, vstup do tohto priestoru z dekontaminačnej komory a opačne je riadený. V tomto priestore sú urniesmené prístroje a zariadenia určené na prípravu vzoriek na stanovenie predbežnej a čiastočne potvrdzujúcej analýzy.Časť Z potvrdzujúcej analýzy je umiestnená bezprostredne za časťou § predbežnej analýzy, tieto sú od seba oddelené čiastočne deliacou stenou, bez výrazných prvkov dverí alebo podobných predelov. V tomto priestore sú umiestnené prístroje a zariadenia určené na stanovenie potvrdzujúcej analýzy skúmaných vzoriek. Zároveň je tento priestor určený na vyhodnocovanie nameraných hodnôt analyzovaných vzoriek, ich spracovanie a transport pomocou riadiaceho a informačného systému so špeciálne vytvoreným a nainštalovaným softvérom.Laboratórna sekcia 3 je vybavená analytickými prístrojmi, ktorých výstupy sú prepojené s centrálnym počítačovým prvkom laboratória. Laboratórna sekcia à okrem toho v tomto príklade zahrňuje tiež samostatný priestor na bezpečné uskladnenie plynov, ktorý je prístupný z vonkajšej strany kontajnera A, samostatný priestor na vonkajšiu klimatizačnú jednotku, ktorý je prístupný z vonkajšej strany kontajnera i, samostatný priestor na umiestnenie technologickej podpory špeciálnych prístrojov, ktorý je tiež prístupný z vonkajšej strany kontajnera i a demontovateľný materiálový priepust na transport odobraných vzoriek rôznych druhov materiálu do laboratórnej sekcie 3 kontajnera 4 a z kontajnera 51 von, bez potreby transportu odobraných vzoriek cez dekontarninačnú komoru. V laboratómej sekcii à je ďalej umiestnená samostatná vnútorná klirnatizačná jednotka, riadiaca jednotka vzduchotechniky s reguláciou predohrevu vzduchu a sú tu tiež vzduchotechnické rozvody pre zabezpečenie rozvodu vzduchu v režimoch pretlakovej a podtlakovej regulácie vzduchu v laboratórnej sekcii 3 kontajnera A na sférické dýchanie obsluhy laboratória a vzduchotechnické rozvody na závislé zabezpečenie dýchania obsluhy laboratómej sekcie à kontajnera. V tomto príklade chemického mobilného laboratória má laboratórna sekcia g technické rozvody plynov zabezpečujúce činnosť špeciálnych prístrojov a zariadení laboratória, vodné hospodárstvo laboratórnej časti laboratória, zariadenia na uchovanie, chladenie a transport vzoriek a pomocných materiálov a laboratórny nábytok zhotovený výhradne z nerezového materiálu odolného voči dekontaminačným roztokom.Mobilne laboratórium má tiež riadiaci a merací počítač kontajnera i so zabudovaným (integrovaným) rozvodom počítačovej siete na zber a vyhodnocovanie informácií od zabudovaných špeciálnych prístrojov a zariadení v laboratómej sekcii g kontajnera. Jedná sa najmä o zber informácií, ich vyhodnocovanie, spracovanie a transport pomocou rádiostanice, LAN siete a telefonickou cestou.Prenos informácií fónicky a dátovo je zabezpečený komunikačným prvkom s rádiostanicou. Riadiaci a informačný systém mobilného laboratória podľa tohto príkladu je podporovaný špeciálne vytvoreným a nainštalovaným softvérom na riadenie informačného toku dát zistených, nameraných a vyhodnotených hodnôt zložiek kontaminácie chemickej, biologickej a radiačnej povahy.Podlaha laboratómej sekcie g v tomto príklade je zhotovené výhradne z nevodivého materiálu V antistatickom prevedení.Priemyselná využiteľnosť je zrejmá. Podľa tohto technického riešenia je možné vyrábať a používať mobilné laboratória s vysokou mierou variability použitia, pričom použitie kontajnera ako nosného prostriedku laboratória poskytuje možnosti využitia rôznych druhov dopravy.1. Mobilné laboratórium najmä na identifikáciu zložiek kontaminácie a/alcbo na identifikáciu podozrivého materiálu, kde mobilné laboratórium obsahuje meracie prístroje a/alebo meracie zariadenia, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že mobilné laboratórium s technologickou sekciou (2) a laboratómou sekciou (3) je umiestnené v rozmerovo štandardizovanom kontajner-i (4) s vonkajšími spojovacími prvkami na manipuláciu a prepravu, pričom laboratórna sekcia (3) je plynotesná s plynotesne uzatvárateľným priechodom, zahrňuje priestor na pobyt obsluhy meracích prístrojov a/alebo zariadení a mobilné laboratórium je vybavené vzduchotechnickým ñltroventilačným zariadením (l) s rozvodrni, pričom aspoň jeden rozvod je určený na zabezpečenie dýchania obsluhy v laboratórnej sekcii (3).2. Mobilné laboratórium podľa nároku l, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že kontajner (4) je radu ISO 1 C.

MPK / Značky

MPK: E04H 1/00, E04B 1/00, E04H 9/00

Značky: laboratórium, mobilné

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/11-u5823-mobilne-laboratorium.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Mobilné laboratórium</a>

Podobne patenty