Результат интеллектуальной деятельности: МНОГОРАЗОВЫЙ ПУСКОВОЙ КЛАПАН

Предлагаемое изобретение относится к противопожарному оборудованию и может быть использовано в различных противопожарных системах, а также в аварийных пневмогидравлических системах в различных областях техники.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является запорно-пусковое устройство установки пожаротушения по патенту RU №91527 U1, содержащее корпус, связанный впускным каналом с емкостью текучего огнетушащего вещества, находящегося под давлением, на боковой поверхности которого расположено выпускное окно, герметично перекрытое запорным поршнем с уплотнением, источник управляющего давления, механизм запуска, запорный поршень расположен во впускном канале корпуса, впускной канал корпуса выполнен цилиндрическим с возможностью движения в нем запорного поршня, уплотнение запорного поршня расположено на его боковой цилиндрической поверхности, механизм запуска выполнен в виде подпружиненного поршня со штоком, расположенным в отверстии, выполненном в стенке корпуса под прямым углом к оси впускного канала, при этом на цилиндрической поверхности запорного поршня выполнена проточка под конец штока для фиксации запорного поршня в запертом состоянии, а надпоршневая полость поршня сообщена с источником управляющего давления (пиропатроном) с возможностью при его срабатывании сдвига поршня и расфиксации штоком запорного поршня.

Кроме того, дополнительно, для стравливания воздуха из надпоршневой полости в запорном поршне выполнено дроссельное отверстие, соединенное с проточкой; для возможности открытия запорно-пускового устройства вручную механизм запуска содержит ручной расфиксатор; для удержания запорного поршня в крайнем верхнем положении запорный поршень содержит деформирующийся элемент из пластичного материала, расположенный на торце цилиндрической поверхности запорного поршня во впускном канале; для обеспечения длительного нахождения запорного устройства под давлением огнетушащего вещества без утечек огнетушащего вещества запорно-пусковое устройство содержит изолирующую прорывную мембрану, расположенную между запорным поршнем и емкостью текучего огнетушащего вещества, выполненную с возможностью разрушения при движении запорного поршня; для сброса давления из емкости с текучим огнетушащим веществом запорно-пусковое устройство содержит предохранительную прорывную мембрану, расположенную в нижней части корпуса, выполненную с возможностью разрушения при возникновении в емкости текучего огнетушащего вещества недопустимого давления.

Общими существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения, являются следующие: многоразовый пусковой клапан содержит корпус, связанный впускным каналом с емкостью текучего огнетушащего вещества, находящегося под давлением, на боковой поверхности которого расположено выпускное окно, герметично перекрытое запорным поршнем с уплотнением, источник управляющего давления, механизм запуска, запорный поршень расположен во впускном канале корпуса, впускной канал корпуса выполнен цилиндрическим с возможностью движения в нем запорного поршня, уплотнение запорного поршня расположено на его боковой цилиндрической поверхности, механизм запуска выполнен в виде подпружиненного поршня со штоком, расположенным в отверстии, выполненном в стенке корпуса под прямым углом к оси впускного канала, при этом на цилиндрической поверхности запорного поршня выполнена проточка под конец штока для фиксации запорного поршня в запертом состоянии, а надпоршневая полость поршня сообщена с источником управляющего давления (пиропатроном) с возможностью при его срабатывании сдвига поршня и расфиксации штоком запорного поршня.

Кроме того, дополнительно, для возможности открытия запорно-пускового устройства вручную механизм запуска содержит ручной расфиксатор; для удержания запорного поршня в крайнем верхнем положении запорный поршень содержит деформирующийся элемент из пластичного материала, расположенный на торце цилиндрической поверхности запорного поршня во впускном канале; для обеспечения длительного нахождения запорного устройства под давлением огнетушащего вещества без утечек огнетушащего вещества запорно-пусковое устройство содержит изолирующую прорывную мембрану, расположенную между запорным поршнем и емкостью текучего огнетушащего вещества, выполненную с возможностью разрушения при движении запорного поршня; для сброса давления из емкости с текучим огнетушащим веществом запорно-пусковое устройство содержит предохранительную прорывную мембрану, расположенную в нижней части корпуса, выполненную с возможностью разрушения при возникновении в емкости текучего огнетушащего вещества недопустимого давления.

Особенностью известного запорного устройства-прототипа является то, что для повторного применения устройства после его срабатывания от пиропатрона требуется полная переборка: замена уплотнений поршня и штока механизма запуска, промывка и чистка его внутренних полостей от нагара, замена деформирующегося элемента. Для подбора материала деформирующегося элемента требуется стендовая отработка устройства. Кроме этого, посадочные поверхности для запорного поршня и уплотнения запорного поршня расположены на разных деталях - одна группа уплотнений на самом запорном поршне и посадочная поверхность для запорного поршня на корпусе, другое уплотнение и посадочная поверхность для запорного поршня на гайке, навинченной на корпус устройства, что требует высокой точности изготовления корпуса и гайки для обеспечения соосности посадочных поверхностей под запорный поршень в гайке и корпусе устройства (что удорожает изготовление устройства). Малая длина посадочной поверхности под запорный поршень в гайке может привести к заклиниванию запорного поршня в корпусе устройства в промежуточном положении. При монтаже поршня механизма запуска возможно повреждение расположенного на нем уплотнения при его проходе через резьбовую часть корпуса механизма запуска.

Предлагаемым изобретением решается техническая задача многоразового применения клапана с минимальной заменой элементов конструкции, снижение стоимости клапана за счет снижения объема отработки и упрощения конструкции и технологии изготовления, повышения надежности, исключения возможности повреждения уплотнений при сборке устройства.

Для решения данной технической задачи многоразовый пусковой клапан (далее - клапан) содержит корпус, связанный впускным каналом с емкостью текучего огнетушащего вещества, находящегося под давлением, на боковой поверхности которого расположено выпускное окно, герметично перекрытое запорным поршнем с уплотнением, источник управляющего давления, механизм запуска, запорный поршень расположен во впускном канале корпуса, впускной канал корпуса выполнен цилиндрическим с возможностью движения в нем запорного поршня, уплотнение запорного поршня расположено на его боковой цилиндрической поверхности, механизм запуска выполнен в виде подпружиненного поршня со штоком, расположенным в отверстии, выполненном в стенке корпуса под прямым углом к оси впускного канала, при этом на цилиндрической поверхности запорного поршня выполнена проточка под конец штока для фиксации запорного поршня в запертом состоянии, а надпоршневая полость поршня сообщена с источником управляющего давления (пиропатроном) с возможностью при его срабатывании сдвига поршня и расфиксации штоком запорного поршня. Кроме того, для обеспечения длительного нахождения запорного устройства под давлением огнетушащего вещества без утечек огнетушащего вещества запорно-пусковое устройство содержит изолирующую прорывную мембрану, расположенную между запорным поршнем и емкостью текучего огнетушащего вещества, выполненную с возможностью разрушения при движении запорного поршня; для сброса давления из емкости с текучим огнетушащим веществом запорно-пусковое устройство содержит предохранительную прорывную мембрану, расположенную в нижней части корпуса, выполненную с возможностью разрушения при возникновении в емкости текучего огнетушащего вещества недопустимого давления.

Также клапан содержит фильтр, установленный на резьбе между торцом направляющей поверхности корпуса для штока и торцом подпружиненного поршня, два фиксатора - основной и дублирующий, расположенные в корпусе устройства, а в запорном поршне имеется проточка для штока основного фиксатора. Дроссельное отверстие, расположенное в корпусе клапана. Посадочные поверхности для запорного поршня расположены на корпусе клапана и имеют длину больше наружного диаметра запорного поршня. Внутренняя поверхность корпуса механизма запуска выполнена ступенчатой.

Отличительными признаками предлагаемого многоразового пускового клапана от известного запорно-пускового устройства установки пожаротушения являются следующие: механизм запуска клапана содержит фильтр, установленный на резьбе между торцом направляющей поверхности корпуса для штока и торцом подпружиненного поршня, два фиксатора - основной и дублирующий, расположенные в корпусе устройства, а в запорном поршне имеется проточка для штока основного фиксатора, дроссельное отверстие расположено в корпусе клапана, посадочные поверхности для запорного поршня расположены на корпусе клапана, внутренняя поверхность корпуса механизма запуска выполнена ступенчатой.

Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными из прототипа достигается следующий результат: обеспечивается многоразовое применение клапана с минимальной заменой элементов конструкции, снижение стоимости устройства за счет снижения объема отработки и упрощения технологии изготовления, повышение надежности, исключение возможности повреждения уплотнений при сборке клапана.

Предложенное техническое решение может найти применение в качестве пускового клапана в различных противопожарных системах, а также в аварийных пневмогидравлических системах.

Предложенное техническое решение поясняется фиг. 1-6.

На фиг. 1 изображен клапан в исходном состоянии (до срабатывания пиропатрона).

На фиг. 2 изображен разрез А-А фиг. 1 по предохранительной прорывной мембране.

На фиг. 3 изображен клапан в рабочем состоянии (после срабатывания пиропатрона).

На фиг. 4 изображен фильтр клапана.

На фиг. 5 изображена установка фильтра клапана в увеличенном масштабе.

На фиг. 6 изображена изолирующая прорывная мембрана, поджатая к корпусу клапана входным штуцером с кольцевой острой кромкой в увеличенном масштабе.

Изображенный на фиг. 1 клапан содержит корпус 1 с цилиндрическим впускным каналом 2 и выпускным окном 3, герметично перекрытым запорным поршнем 4, расположенным в цилиндрическом впускном канале 2. Запорный поршень 4 имеет уплотнение 5, расположенное на его боковой цилиндрической поверхности, перед уплотнением 5 со стороны емкости расположена изолирующая мембрана 6. Изолирующая мембрана 6 поджата к корпусу 1 входным штуцером 7 с кольцевой острой кромкой 8, врезающейся в мембрану 6 и обеспечивающей уплотнение стыка (фиг. 6). В корпусе клапана имеются демпфирующая полость 9 и дроссельное отверстие 10.

Механизм запуска выполнен в виде подпружиненного поршня 11 со штоком 12, расположенным в отверстии в стенке корпуса 1 под прямым углом к оси впускного канала 2, при этом на цилиндрической поверхности запорного поршня 4 выполнена проточка 13 под конец штока 12 для фиксации запорного поршня 4 в запертом состоянии, надпоршневая полость 14 сообщена с полостью пиропатрона 15, а шток 12 механизма запуска имеет расфиксатор ручной 16.

Также механизм запуска клапана содержит фильтр 17, установленный на резьбе между торцом направляющей поверхности корпуса 1 для штока 12 и торцом подпружиненного поршня 11. Изображенный на фиг. 4 фильтр 17 состоит из гайки 18, шайбы 19 и металлической сетки 20. Шайба 19 прижимает сетку 20 к гайке 18. Внутренняя поверхность корпуса механизма запуска выполнена ступенчатой - диаметр резьбы 21 больше диаметра посадочной поверхности 22 для подпружиненного поршня 11, диаметр резьбы 23 для фильтра 17 меньше диаметра посадочной поверхности 22 - фиг. 5.

На корпусе 1 клапана расположены два фиксатора 24 - основной и дублирующий, расположенные в корпусе устройства, а в запорном поршне 4 имеется проточка 25 для штока основного фиксатора 24, состоящего из штока 26, пружины 27 и гайки 28, дублирующий фиксатор, такой же, как и основной, развернут относительно основного фиксатора на 90° (на фиг. 1 не виден, показан его центр).

Посадочные поверхности для запорного поршня 4 расположены в верхней и нижней частях корпуса 1 клапана, обе группы уплотнений 29 и 5 расположены на запорном поршне. При этом длина посадочной поверхности для запорного поршня 4 в верхней части корпуса 1 имеет достаточную длину для исключения заклинивания запорного поршня (длина посадочной поверхности больше диаметра запорного поршня), посадочные поверхности для запорного поршня в верхней и нижней частях корпуса клапана выполняются с одного установа. В нижней части корпуса 1 имеется предохранительная прорывная мембрана 30 (фиг. 2).

На фиг. 3 изображен клапан в рабочем состоянии (после срабатывания пиропатрона 15) - шток 26 фиксатора 24 находится в проточке 25 запорного поршня 4.

Устройство работает следующим образом. Корпус 1 устройства соединяется впускным каналом 2 с емкостью с рабочей средой, например, с текучим огнетушащим веществом, находящимся под давлением. При срабатывании пиропатрона 15 поршень 11 со штоком 12 механизма запуска смещается, и шток 12 выходит из проточки 13, освобождая запорный поршень 4. Запорный поршень 4 смещается и под действием давления рабочей среды разрушается изолирующая мембрана 6 (ранее она опиралась на дно поршня 4). Запорный поршень 4 перемещается во впускном канале 2 в верхнее положение, при этом воздух из демпфирующей полости 9 стравливается через дроссельное отверстие 10, шток 26 под действием пружины 27 входит в проточку 25 и фиксирует запорный поршень 4 в крайнем верхнем положении, оставляя свободный проход рабочей среды через впускной канал 2 в выпускное окно 3. Шток дублирующего фиксатора входит в проточку 13 запорного поршня 4. Дублирующий фиксатор предназначен для фиксации запорного поршня 4 в крайнем верхнем положении в случае, если по каким-либо непредвиденным причинам не произошла фиксация запорного поршня 4 основным фиксатором 23.

Расфиксатор ручной 16 позволяет открыть запорно-пусковое устройство вручную, вытащив шток 12 механизма запуска из проточки 13.

Предохранительная прорывная мембрана 9, при повышении давления в емкости с текучим огнетушащим веществом выше допустимого, разрушается, давление из емкости с текучим огнетушащим веществом сбрасывается.