Устройство для автоматического включения установки тушения пожаров

 

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к устройствам для автоматического включения пожаротушащих установок, и другим отраслям народного хозяйства. Заявляемое устройство содержит корпус, механизм пуска, состоящий из штока, подвижно установленного во втулке, приводной двуплечий рычаг, закрепленный на конце штока шарниром, и фиксатор, закрепленный на двуплечем рычаге шарниром и связанный площадкой с поверхностью узла электрического пуска, и ручной привод. Сущность изобретения заключается в том, что узел электрического пуска установлен перпендикулярно наружной поверхности корпуса и содержит гильзу с продольным пазом и ограничитель в верхней полости и размещенные в нижней полости пиропатрон и установленный на пиропатроне поршень. Ручной привод установлен на гильзе с возможностью поворота на 90^o и состоит из втулки, на торцевой части которой выполнены кольцевая канавка, направляющий паз, а в вырезе концевой части полукруглой формы гильза через планку закреплена на корпусе. На конце штока гайкой и шайбой закреплен клапан. Приводной двуплечий рычаг выведен из корпуса, закреплен шарниром на конце штока, имеет неравные плечи, меньшее длиной L₁, большее длиной L₂ и три установочных паза. Меньшим плечом рычаг через прижимной винт связан с корпусом, а большим с фиксатором. Фиксатор установлен при помощи шарнира в пазу приводного рычага с зазором а между упорной поверхностью и внутренней стенкой паза, выполнен с выступом в средней части, контактирующим с наружной поверхностью кольцевой канавки ручного привода и опорной площадкой на конце, размещен в продольном пазу гильзы с возможностью взаимодействия с поршнем узла электрического пуска. При этом ось шарнира фиксатора смещена к оси штока относительно средней точки "K" контакта выступа фиксатора с кольцевой канавкой на расстоянии l = (0,02 - 0,05)L₂, где L₂ - длина большего плеча приводного рычага. Это позволит упростить конструкцию, исключить заклинивание звеньев и тем самым повысить надежность работы устройства. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к устройствам для автоматического включения пожаротушащих установок, и другим отраслям народного хозяйства.

Известно устройство для автоматического включения установки тушения пожаров - клапанный механизм, содержащий смонтированный в корпусе с крышкой клапан с пружиной и механизм пуска (запорное устройство), имеющий охватывающую запирающий элемент муфту, установленную с возможностью поступательного перемещения относительно корпуса, и пиропатрон. Механизм пуска выполнен в виде шарикового замка, а муфта подпружинена относительно переходной втулки, в которой с одной стороны размещены шарики, а с другой клапан с пружиной. В крышке корпуса установлены шток с контргайкой, опирающийся на запирающий элемент - шарики, пиропатрон и шток ручного пуска, опирающийся торцем на муфту (см. авт.св. СССР N 825114, кл.A 62 C 37/06, 1981).

Недостатком этого устройства является конструктивное выполнение механизма пуска в виде шарикового замка с подпружиненной муфтой, на контактных поверхностях которых при большой осевой нагрузке на шток возникнут напряжения, которые вызовут образование канавок, препятствующих осевому перемещению муфты относительно шарикового замка при срабатывании пиропатрона, что приведет к снижению надежности работы устройства.

Размещение механизма внутри корпуса приведет к воздействию на сопрягаемые его поверхности огнетушащего состава - воды со стороны входа в устройство и пороховых газов со стороны пиропатрона, что вызовет заклинивание по этим поверхностям и снизит надежность работы устройства.

Отсутствие контроля прижатия уплотнительного элемента клапана и воздействие на него крутящего момента, который возникнет при повороте штока для установки механизма пуска в исходное положение, приведет к его разрушению и снизит надежность устройства. Конструкция ручного привода и отсутствие его связи с механизмом пуска позволит осуществить только включение устройства.

Кроме этого техобслуживание механизма пуска невозможно без его разборки. Детали шарикового замка механизма пуска должны быть изготовлены из дорогостоящего материала.

Эти недостатки частично устранены в устройстве для автоматического включения установки тушения пожаров, которое является прототипом и содержит корпус, установленный в нем механизм пуска, содержащий подпружиненный шток, подвижно размещенный во втулке, жестко установленной в гнезде корпуса, подпружиненный рычаг с зацепом, шарнирно закрепленные в корпусе электромагнит с подпружиненным якорем и рукоятки ручного привода для установки механизма пуска в исходное положение, готовое к применению. Механизм пуска имеет шарнирно установленный в корпусе и несущий ролик приводной коленчатый рычаг, связанный одним плечом через шарнирную тягу с подпружиненным штоком, а другим посредством ролика с зацепом подпружиненного рычага, взаимодействующего с шарнирно установленным в корпусе подпружиненным фиксатором, выполненным в виде трехплечего рычага, два плеча которого кинематически связаны с подпружиненным рычагом, а третье плечо, имеющее скос и примыкающую к нему опорную площадку - с боковой поверхностью якоря электромагнита. Один конец оси коленчатого рычага выведен за корпус и соединен с рукояткой ручного привода, а подпружиненный рычаг снабжен вторым плечом, кинематически связанным с коленчатым рычагом (см. авт.св. СССР N 1731242, кл. A 62 C 37/00, 1992).

Недостатком устройства является многозвенная структура механизма пуска, включающая шарнирную тягу, коленчатый рычаг с роликом, подпружиненный рычаг с штифтом, подпружиненный фиксатор и подпружиненный якорь электромагнита, что усложнит его конструкцию и за счет несрабатывания одного из звеньев при заклинивании снизит надежность работы устройства.

Взаимодействие опорной площадки третьего плеча подпружиненного фиксатора с боковой поверхностью подпружиненного якоря электромагнита при больших нагрузках приведет к увеличению коэффициента трения в месте боковой поверхности якоря с электромагнитом и заклиниванию якоря, что также снизит надежность работы устройства.

Неопределенность осевой нагрузки на якорь электромагнита вызовет трудность при определении длины третьего плеча подпружиненного фиксатора и длины хвостовика подпружиненного рычага, неточность определения которых снизит надежность работы устройства.

Ограничение функций ручного привода только на установку механизма пуска в исходное положение, готовое к применению из-за отсутствия его связи с фиксатором, не позволяет использовать привод на перемещение якоря электромагнита при несрабатывании последнего, что также снизит надежность работы устройства.

Применение дорогостоящего электромагнита увеличит стоимость устройства.

Заявляемое техническое решение направлено на повышение эксплуатационной надежности устройства для автоматического включения установки тушения пожаров и упрощение его конструкции.

Технический результат от использования изобретения заключается в предотвращении заклинивания в звеньях механизма пуска и в расширении функциональной возможности ручного привода, а также уменьшении количества звеньев пускового устройства и исключении пружин.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для автоматического включения установки тушения пожаров, содержащем корпус, механизм пуска, содержащий шток, подвижно размещенный во втулке, жестко установленной в гнездо корпуса, приводной двуплечий рычаг, связанный шарнирно со штоком и с фиксатором, взаимодействующим опорной площадкой с поверхностью узла электрического пуска, и ручной привод, узел электрического пуска установлен перпендикулярно наружной поверхности корпуса и выполнен в виде гильзы с продольным пазом в верхней полости и размещенным в нижней ее полости пиропатроном с установленным на нем подпружиненным поршнем, а ручной привод установлен на гильзе с возможностью поворота на 90^o и выполнен в виде втулки с кольцевой канавкой с направляющим пазом на торцевой выступающей части и концевой частью полукруглой формы, в вырезе которой гильза узла электрического пуска жестко связана с корпусом через промежуточный элемент, при этом на штоке жестко закреплен клапан, а приводной двуплечий рычаг выведен из корпуса, имеет неравные плечи с установочными пазами, шарнирно закреплен на конце штока перпендикулярно его оси и меньшим плечом через прижимной винт связан с корпусом, а большим с фиксатором, который установлен с зазором a между его упорной поверхностью и внутренней стенкой паза рычага с возможностью ограничения поворота относительно оси шарнира, выполнен с выступом, контактирующим с наружной поверхностью кольцевой канавки ручного привода, и размещен опорной площадкой в продольном пазу гильзы с возможностью взаимодействия с поршнем узла электрического пуска, причем ось шарнира фиксатора смещена к оси штока относительно средней точки "K" контакта выступа фиксатора с канавкой на расстоянии l = (0,02-0,05)·L₂, где L₂ - длина большего плеча приводного рычага. Меньшее плечо рычага в нижней части снабжено регулировочным винтом, установленным с возможностью взаимодействия с корпусом устройства.

Установка узла электрического пуска перпендикулярно наружной поверхности корпуса и его выполнение в виде гильзы с продольным пазом в верхней полости и размещенным в нижней ее полости пиропатроном с электропроводом от источника питания и установленным на пиропатроне подпружиненным поршнем позволило разместить фиксатор опорной площадкой в продольном пазу гильзы для взаимодействия с поршнем в осевом направлении, снизить коэффициент трения по боковой поверхности поршня и исключить его заклинивание. Наличие пиропатрона позволит получить значительные тяговые усилия на поршне.

Расположение ручного привода на гильзе с возможностью поворота на 90^o и выполнение его в виде втулки с кольцевой канавкой с направляющим пазом на торцевой выступающей части и полукруглой формы на кольцевой части позволило обеспечить связь его с механизмом пуска через выступ фиксатора, контактирующий с наружной поверхностью кольцевой канавки втулки ручного привода, и при отказе срабатывания пиропатрона обеспечить ручное открытие устройства. Таким образом ручным приводом производится как включение устройства, так и его отключение - установка в исходное положение.

Выполнение механизма пуска в виде двуплечего рычага с тремя установочными пазами и его шарнирная связь со штоком и фиксатором позволило сократить число звеньев, упростить тем самым конструкцию и устранить заклинивание при срабатывании пиропатрона.

Расположение двуплечего рычага с фиксатором, узла электрического пуска и ручного привода вне корпуса позволило упростить техническое обслуживание устройства и исключить воздействие на них огнетушащего состава и газов пиропатрона.

Для исключения самопроизвольного выхода выступа фиксатора с кольцевой канавки ось шарнира фиксатора смещена к оси штока относительно средней точки "K" контакта выступа фиксатора с канавкой на расстоянии от l = (0,02-0,05)·L₂, где L₂ - расстояние от оси штока до оси шарнира фиксатора - длина большего плеча приводного рычага, что приведет к созданию крутящего момента на фиксаторе. Для обеспечения контроля усилия прижатия, уплотнения клапана в нижней части меньшего плеча рычага установлен регулировочный винт с гайкой.

Расположение фиксатора на большем плече рычага с зазором a между его упорной поверхностью и внутренней стенкой паза рычага позволит создать дополнительное усилие на приводном рычаге, которое через шарнир будет действовать на шток, обеспечивая открытие клапана в случае несрабатывания последнего при отложении солей, окислов между ним и корпусом.

Разность плеч рычага позволит распределить осевое усилие на штоке между прижимным винтом и шарниром фиксатора обратно пропорционально этим плечам.

На фиг. 1 представлено устройство в положении, готовом к применению; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.3; на фиг.5 - вид Г на фиг.3.

Устройство содержит корпус 1 (фиг.1, 3) с входным отверстием 2 и выходным отверстием 3. Механизм пуска, состоящий из штока 4, подвижно установленного с уплотнением 5 во втулке 6, закрепленной болтами 7 в гнезде 8, соединенного болтами 9 через уплотнение 10 с корпусом 1, приводного двуплечего рычага 11, выполненного с тремя установочными пазами 12, 13, 14, расположенного вне корпуса 1 и закрепленного на конце штока 4, входящего в его паз 13 при помощи шарнира 15 перпендикулярно оси штока, фиксатора 16, установленного при помощи шарнира 17 в пазу 14 приводного рычага с зазором a между его упорной поверхностью 18 и внутренней стенкой 19 указанного паза и снабженного выступом 20 в средней части и опорной площадкой 21 на конце, а также узла электрического пуска.

На конце штока 4 (фиг.1) со стороны входного отверстия 2 корпуса 1 при помощи гайки 22 и шайбы 23 закреплен клапан 24 с уплотнениями 25, 26 и амортизатором 27.

Приводной рычаг 11 (фиг.1) выполнен с двумя неравными плечами, меньшим плечом длиной L₁ и большим плечом длиной L₂, где L₁ - меньше в 1,2-1,5 раза, чем L₂. Меньшее плечо рычага 11 (фиг.1, 3) в нижней части выполнено со скосом 28, связано с корпусом 1 через прижимной винт 29 с рукояткой 30, размещенной в пазу 12 приводного рычага 11, и для контроля усилия прижатия уплотнения 25 клапана 24 снабжено регулировочным винтом 31 (фиг.4) с гайкой 32, установленным с возможностью упирания в гнездо 8 корпуса 1.

Узел электрического пуска механизма установлен перпендикулярно наружной поверхности корпуса 1 и содержит гильзу 33 (фиг.1) с продольным пазом 34 и ограничитель 35 в верхней полости и размещенные в нижней ее полости пиропатрон 36, электропривод 37, уплотнение 38 и установленные на пиропатроне поршень 39 с пружинной шайбой 40.

Ручной привод, установленный на гильзе 33 с возможностью поворота на 90^o и состоящий из втулки 41 (фиг.1) с рукояткой 42, на торцевой выступающей части которой выполнена кольцевая канавка 43 (фиг.1, 2, 5), направляющий паз 44 со скосом 45, а в вырезе концевой части 46 полукруглой формы (фиг.2, 3) гильза 33 через планку 47 болтами 48 закреплена на корпусе 1. Для фиксации втулки 41 в осевом направлении установлен винт 49. В пазу 14 (фиг.1, 3) большего плеча рычага 11 ось шарнира 17 фиксатора для исключения самопроизвольного выхода выступа 20 с кольцевой канавки 43 смещена к оси штока 4 относительно средней точки "К" контакта выступа 20 фиксатора с кольцевой канавкой 43 на расстоянии l = (0,02-0,05)·L₂, где L₂ - длина большего плеча приводного рычага.

Для фиксации механизма пуска в положении, готовом к применению, выступ 20 фиксатора 16 контактирует с наружной поверхностью кольцевой канавки 43 ручного привода, а опорная площадка 21 с поверхностью поршня 39 узла электрического пуска при размещении опорной площадки в пазу 34 гильзы 33.

Устройство работает от электрических сигналов датчиков или посредством дистанционного управления с пульта диспетчера. Электрический сигнал поступает в электронный блок устройства (не показан), который с помощью реле подключает пиропатрон 36 (фиг.1) проводом 37 к источнику питания. При срабатывании пиропатрона 36 пороховые газы перемещают поршень 39 в гильзе 33 вверх, который, взаимодействуя с опорной площадкой 21 фиксатора, поворачивает его вокруг шарнира 17 против часовой стрелки до выхода выступа 20 с кольцевой канавкой 43 втулки 41 ручного привода и одновременно клапан 24 вместе со штоком 4 под действием давления огнетушащего состава переместится вдоль оси влево до упора амортизатором 27 в гнездо 8 корпуса 1, поворачивая рычаг 11 с фиксатором 16 вокруг шарнира 15 в положение, указанное на фиг.1 пунктирными линиями.

Для открытия клапана ручным приводом втулку 41 (фиг.1, 5) рукоятки 42 поворачивают на 90^o вокруг гильзы 33 в положение "открыто" до упора концевой части 46 полукруглой формы в планку 47, при этом происходит совмещение паза 44 с выступом 20 фиксатора 16, что обеспечит свободный выход выступа из кольцевой канавки 43. Воздействием давления огнетушащего состава на клапан 24 производят перемещение приводного рычага 11 с фиксатором 16 влево для принятия наклонного положения.

Для установки устройства в исходное положение демонтируют с узла электрического пуска ограничитель 35 (фиг.1, 5), поршень 39, пружинную шайбу 40, пиропатрон 36 для очистки и смазывания сопрягаемых поверхностей и замены пиропатрона, после чего производят монтаж узла в обратном порядке и затем при положении "открыто" рукоятки 42 ручного привода, нажатием руки на приводной рычаг 11 перемещают шток 4 с клапаном 24 вправо, при этом выступ 20 фиксатора 16 вводят в направляющий паз 44 втулки 41 и благодаря его скосу 45 при повороте рукоятки 42 в положение "закрыто" фиксируют в кольцевой канавке 43, а опорной площадкой 21 фиксатора 16 осуществляют прижатие поршня 39 через пружинную шайбу 40 к пиропатрону 36 с электропроводом 37. Шток 4 с клапаном 24 при этом переместится вправо до упора уплотнением 25 клапана к корпусу 1 со стороны входного отверстия 2. Контроль прижатия уплотнения 25 осуществляют регулировочным винтом 31 (фиг.4) с гайкой 32 на предприятии изготовителя устройства. Таким образом фиксируется устройство в положении, готовом к применению.

Положительный эффект состоит в том, что в конструкции применен механизм пуска с меньшим числом звеньев, узел электрического пуска которого рассчитан как на малые, так и большие усилия, прост в обслуживании, позволяя производить монтаж и демонтаж узла без демонтажа корпуса, а ручной привод благодаря своей конструкции имеет связь с фиксатором и работает как на включение, так и на установку устройства в исходное положение. По предлагаемому техническому решению выполнен рабочий проект черт. 0988.135.00.000, изготовлен опытный образец и проведены испытания (см. акт испытаний).

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического включения установки тушения пожаров, содержащее корпус, механизм пуска, содержащий шток, подвижно размещенный во втулке, жестко установленной в гнездо корпуса, приводной двуплечий рычаг, связанный шарнирно со штоком и с фиксатором, взаимодействующим опорной площадкой с поверхностью узла электрического пуска, и ручной привод, отличающееся тем, что узел электрического пуска установлен перпендикулярно наружной поверхности корпуса и выполнен в виде гильзы с продольным пазом в верхней полости и размещенными в нижней ее полости пиропатроном с установленным на нем подпружиненным поршнем, а ручной привод установлен на гильзе с возможностью поворота на 90^o и выполнен в виде втулки с кольцевой канавкой с направляющим пазом на торцевой выступающей части и концевой частью полукруглой формы, в вырезе которой гильза узла электрического пуска жестко связана с корпусом через промежуточный элемент, при этом на штоке закреплен клапан, а приводной двуплечий рычаг выведен из корпуса, имеет неравные плечи с установочными пазами, шарнирно закреплен на конце штока перпендикулярно его оси и меньшим плечом через прижимной винт связан с корпусом, а большим - с фиксатором, который установлен с зазором а между его упорной поверхностью и внутренней стенкой паза рычага с возможностью ограничения поворота относительно оси шарнира, выполнен с выступом, контактирующим с наружной поверхностью кольцевой канавки ручного привода, и размещен опорной площадкой в продольном пазу гильзы с возможностью взаимодействия с поршнем узла электрического пуска, причем ось шарнира фиксатора смещена к оси штока относительно средней точки К контакта выступа фиксатора с канавкой на расстоянии l = (0,02 - 0,05) · L₂, где L₂ - длина большего плеча приводного рычага.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что меньшее плечо рычага в нижней части снабжено регулировочным винтом, установленным с возможностью взаимодействия с корпусом устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5