Устройство высокоскоростной подачи рабочего тела

 

Изобретение относится к средствам пожаротушения на объектах военной техники и может найти применение при подавлении возгораний в замкнутых объемах, например подвижных объектов, к которым можно отнести пусковые установки, корабли, самолеты, подводные лодки, а также в боеприпасах с радиоэлектронной аппаратурой различного назначения, в том числе в боеприпасах реактивных систем залпового огня. Сущность изобретения заключается в том, что в корпусе устройства высокоскоростной подачи рабочего тела установлена силовая диафрагма с центральным каналом, расположенная между камерой высокого давления и рабочей камерой, а рабочая камера снабжена патрубками, на свободных концах которых расположены сопла и косые ножи, вблизи поршня на патрубках выполнена перфорация, а в заднем дне - отверстия-направляющие с прорывными мембранами, причем острые кромки ножей расположены в отверстиях-направляющих вблизи прорывных мембран, что обеспечит высокую скорость подачи рабочего тела. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к средствам пожаротушения на объектах военной техники и может найти применение при подавлении возгораний в замкнутых объемах, например, подвижных объектов (пусковых установок, кораблей, самолетов, подводных лодок), в боеприпасах с радиоэлектронной аппаратурой различного назначения (аппаратурой систем безопасности, аппаратурой задействования боевых цепей и т.п.), в том числе в боеприпасах реактивных систем залпового огня.

При разработке устройств предотвращения пожаров в объектах с плотной компоновкой внутреннего объема крайне важным является фактор обеспечения минимального времени ввода огнетушащего состава (рабочего тела) в зоны объекта, где началось возгорание. Наряду с этим также важным является фактор объемности и дальности передачи рабочего тела для обеспечения требуемых параметров в зоне очага возгорания.

Известно устройство подачи рабочего тела для объемного тушения пожара (см. а.с. 1741821 СССР, кл. А 62 С 5/00), содержащее камеру сгорания, в которой размещен твердотопливный заряд и воспламенитель. Передний торец камеры сгорания закрыт съемной крышкой, в которой смонтирован запал. Задний торец камеры сгорания связан с соплом, соединенным с насадкой, выполненной в виде диффузора. Камера сгорания связана с механизмом перемещения, выполненным в виде свободно вращающихся колес, которые перемещаются по направляющей.

Такая конструкция устройства позволяет обеспечивать тушение пожара в крупноразмерных объектах и помещениях, например в тоннелях, но не может быть использована при тушении пожара в малоразмерных объемах из-за своего конструктивного исполнения и не обеспечивает быстрого ввода рабочего тела в объекты замкнутого объема сложной конфигурации, что отрицательно сказывается на подавлении очага возгорания.

Таким образом, задачей данного технического решения являлось равномерное распределение огнетушащего продукта при продольном перемещении устройства без обеспечения быстрого ввода рабочего тела в объекты замкнутого объема сложной конфигурации.

Общими признаками с предлагаемым авторами устройством высокоскоростной подачи рабочего тела является наличие камеры сгорания рабочего тела, сопла и исполнительного механизма.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является устройство для подачи рабочего тела (огнегасящих составов) на очаг возгорания (см. огнетушитель по а.с. 1637813 СССР, кл. А 62 С 3/22), принятый авторами за прототип.

Известное устройство для подачи рабочего тела содержит цилиндрический корпус с доньями, газогенератор, включающий систему запуска, расположенную в верхней части корпуса, камеру высокого давления с газогенерирующим зарядом, размещенную по оси огнетушителя по всей его длине и имеющую внизу отверстия для выхода газов, рабочую камеру и рабочее тело. Для задействования устройства оно снабжено запорно-пусковой головкой и выпускным клапаном.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что оно не обеспечивает высокоскоростного ввода огнетушащего вещества в труднодоступные зоны объектов с высокой плотностью компоновки внутреннего объема, что является крайне важным при ликвидации очагов возгорания во взрывоопасных объектах.

Задачей данного технического решения являлось повышение надежности работы устройства без обеспечения высокоскоростного ввода рабочего тела в труднодоступные зоны объектов с высокой плотностью компоновки внутреннего объема.

Общими признаками с предлагаемым авторами устройством высокоскоростной подачи рабочего тела являются наличие цилиндрического корпуса с доньями, камеры высокого давления, рабочей камеры, рабочего тела, системы запуска и газогенератора.

В отличие от прототипа в предлагаемом авторами устройстве высокоскоростной подачи рабочего тела между камерой высокого давления и рабочей камерой смонтирована силовая диафрагма с центральным каналом, а рабочая камера снабжена поршнем, поршень жестко скреплен с патрубками, на свободных концах которых расположены сопла и косые ножи, вблизи поршня на патрубках выполнена перфорация, а в заднем дне - отверстия-направляющие с прорывными мембранами, причем острые кромки ножей расположены в отверстиях-направляющих вблизи прорывных мембран.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявленного технического решения и достигаемым техническим результатом.

Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты во всех случаях, достаточны.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение высокоскоростного ввода рабочего тела в труднодоступные зоны замкнутых объектов с высокой плотностью компоновки внутреннего объема.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве подачи рабочего тела, содержащем цилиндрический корпус с доньями, камеру высокого давления, рабочую камеру, рабочее тело, систему запуска и газогенератор, особенность заключается в том, что между камерой высокого давления и рабочей камерой смонтирована силовая диафрагма с центральным каналом, а рабочая камера снабжена поршнем, поршень жестко скреплен с патрубками, на свободных концах которых расположены сопла и косые ножи, вблизи поршня на патрубках выполнена перфорация, а в заднем дне - отверстия-направляющие с прорывными мембранами, причем острые кромки ножей расположены в отверстиях-направляющих вблизи прорывных мембран.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между узлами и деталями заявляемого устройства высокоскоростной подачи рабочего тела позволяют, в частности, за счет: - снабжения рабочей камеры поршнем и жесткого скрепления его с патрубками обеспечить вытеснение рабочего тела из рабочей камеры с требуемыми параметрами в условиях воздействия высоких газодинамических нагрузок, возникающих при срабатывании порохового заряда газогенератора; - расположения на свободных концах патрубков сопел и косых ножей обеспечить требуемые параметры вскрытия прорывных мембран и высокоскоростную подачу рабочего тела с требуемыми характеристиками его диспергирования; - выполнения на патрубках вблизи поршня перфорации обеспечить перетекание рабочего тела из полости рабочей камеры через патрубки в рабочую зону, с одновременной турбулизацией потока внутри патрубка, что повышает степень дробления рабочего тела при его выходе за срез сопла; - выполнения на заднем дне отверстий-направляющих с прорывными мембранами и расположение острых кромок ножей в отверстиях-направляющих вблизи прорывных мембран исключить перекос и заклинивание поршня и патрубков при его продольном перемещении в процессе работы устройства, а также от воздействия механических нагрузок при служебном обращении; - монтажа силовой диафрагмы с центральным каналом между камерой высокого давления и рабочей камерой позволяет обеспечить равномерную подачу газа высокого давления в рабочую камеру и требуемые параметры движения поршня.

Устройство высокоскоростной подачи рабочего тела в частных случаях исполнения снабжено прорывной мембраной на центральном канале силовой диафрагмы, что позволяет повысить надежность работы устройства (исключить миграцию рабочего тела в камеру высокого давления при длительных сроках хранения), а размещение в камере высокого давления подвижного кольцевого ножа обеспечить требуемые параметры вскрытия.

Прорывные мембраны устройства высокоскоростной подачи рабочего тела в частных случаях исполнения выполнены в виде ослабленных сечений, что позволяет повысить надежность функционирования устройства и снизить величину давления вскрытия мембран.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство высокоскоростной подачи рабочего тела, содержащее цилиндрический корпус с доньями, камеру высокого давления, рабочую камеру, рабочее тело, систему запуска и газогенератор, в отличие от прототипа, согласно изобретению, между камерой высокого давления и рабочей камерой смонтирована силовая диафрагма с центральным каналом, а рабочая камера снабжена поршнем, поршень жестко скреплен с патрубками, на свободных концах которых расположены сопла и косые ножи, вблизи поршня на патрубках выполнена перфорация, а в заднем дне - отверстия-направляющие с прорывными мембранами, причем острые кромки ножей расположены в отверстиях-направляющих вблизи прорывных мембран.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства высокоскоростной подачи рабочего тела; на фиг.2 - сечение Д-Д рабочей камеры; на фиг.3 - вид устройства после выхода патрубков в рабочую зону.

Предлагаемое устройство высокоскоростной подачи рабочего тела содержит цилиндрический корпус 1 с доньями (переднее 2 и заднее 3), камеру высокого давления А, рабочую камеру Б, рабочее тело 4, систему запуска 5 и газогенератор 6, между камерой высокого давления А и рабочей камерой Б смонтирована силовая диафрагма 7 с центральным каналом 8, закрытым прорывной мембраной В, а рабочая камера Б снабжена поршнем 9, поршень 9 жестко скреплен с патрубками 10, на свободных концах которых расположены сопла 11 и косые ножи 12, вблизи поршня 9 на патрубках 10 выполнена перфорация 13, а в заднем дне 3 - отверстия-направляющие 14 с прорывными мембранами Г, причем острые кромки ножей 12 расположены в отверстиях-направляющих 14 вблизи прорывных мембран Г.

Устройство высокоскоростной подачи рабочего тела работает следующим образом.

При срабатывании системы запуска 5 происходит задействование газогенератора 6. По достижении определенного давления в камере А пороховые газы поступают через центральный канал 8 в силовой диафрагме 7 в рабочую камеру Б и воздействует на поршень 9 с патрубками 10, при этом ножи 12, размещенные в отверстиях-направляющих 14 заднего дна 3, вскрывают прорывные мембраны Г и происходит выдвижение патрубков 10 в рабочую зону, одновременно рабочее тело 4 через перфорационные отверстия 13 и патрубки 10 поступает на сопла 11, обеспечивающие подачу рабочего тела в рабочую зону.

В конструкции повышенной надежности (в частных случаях ее исполнения) в камере высокого давления размещают подвижный кольцевой нож 15, а центральный канал 8 силовой диафрагмы 7 снабжают прорывной мембраной В, которая разрушается кольцевым ножом 15 после срабатывания газогенератора 6. Дальнейшее функционирование устройства осуществляется, как описано выше.

Выполнение устройства подачи рабочего тела в соответствии с изобретением позволяет обеспечить высокоскоростной ввод рабочего тела в труднодоступные зоны замкнутых объектов с высокой плотностью компоновки внутреннего объема за короткие промежутки времени и тем самым предотвратить срабатывание взрывоопасных объектов в результате замыканий как пиротехнических, так и электрических цепей под воздействием высоких температур и повысить надежность подавления очагов возгорания во взрывоопасных объектах и тем самым безопасность вооружений и военной техники. Таким образом, изобретение может быть использовано при подавлении возгорании в замкнутых объемах подвижных объектов, например (пусковых установок, кораблей, самолетов, подводных лодок), в боеприпасах с радиоэлектронной аппаратурой различного назначения (аппаратурой систем безопасности, аппаратурой задействования боевых цепей и т.п.).

Указанный положительный эффект подтвержден лабораторно-стендовыми и натурными испытаниями опытных образцов, выполненных в соответствии с изобретением.

В настоящее время разработана конструкторская документация и намечено серийное производство.

Формула изобретения

1. Устройство высокоскоростной подачи рабочего тела, содержащее цилиндрический корпус с доньями, камеру высокого давления, рабочую камеру, рабочее тело, систему запуска и газогенератор, отличающееся тем, что между камерой высокого давления и рабочей камерой смонтирована силовая диафрагма с центральным каналом, а рабочая камера снабжена поршнем, поршень жестко скреплен с патрубками, на свободных концах которых расположены сопла и косые ножи, вблизи поршня на патрубках выполнена перфорация, а в заднем дне отверстия-направляющие с прорывными мембранами, причем острые кромки ножей расположены в отверстиях-направляющих вблизи прорывных мембран.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что центральный канал силовой диафрагмы снабжен прорывной мембраной, а в камере высокого давления размещен подвижный кольцевой нож.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что прорывные мембраны выполнены в виде ослабленных сечений.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3