Запорно-пусковое устройство

 

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к выходному устройству, устанавливаемому на системах пожаротушения с автономным разбрызгивателем текучего огнегасителя, хранимого в емкости под давлением. Запорно-пусковое устройство содержит связанный впускным каналом с емкостью текучего огнегасителя, находящегося под давлением, корпус, на боковой поверхности которого расположено выпускное к разбрызгивателю окно, герметично перекрытое поршнем, нагруженным текучим рабочим телом запорной камеры, сообщающейся через сливной канал с хрупкой мембраной механизма запуска. Новым является то, что поршень выполнен телескопическим, свободно установленная на уступе цилиндрической полости корпуса наружная втулка которого имеет в торце заходное поднутрение и продольный глухой паз, где размещен стопорный палец, закрепленный на центральном ступенчатом плунжере, снабженном осевым сквозным каналом с дросселирующим отверстием в упоре, аксиальном контактному уплотнителю, смонтированному внутри крышки запорной камеры. Предложенное техническое решение обеспечило повышение функциональной надежности автономного запорно-пускового устройства, обеспечивающего оперативную автоматическую подачу разбрызгиваемого текучего огнегасителя из емкости хранения под давлением к очагу возгорания при возникновении пожара. 2 ил.

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к выходному устройству, устанавливаемому на системах пожаротушения с автономным разбрызгивателем текучего огнегасителя, хранимого в емкости под давлением.

Уровень техники данной области характеризует запорное устройство для дистанционного открытия концевой части противопожарного трубопровода по патенту RU 2131281 С1, А 62 С 37/08, 1999 г., которое содержит цилиндрический корпус с выпускными окнами, коммутирующимися в работе с сопловым разбрызгивателем, герметично перекрытыми поршнем, и замковый уплотнитель в виде мембраны сливного канала над текучим рабочим телом (жидким ингибитором горения) в запорной камере.

Мембрана удерживает поршень от смещения относительно корпуса при хранении, а газогенератор открывает выпускные окна для подачи огнегасителя к очагу пожара.

Недостатком описанного высокоэффективного устройства является сложность конструкции дистанционного управления газогенератором аэрозоля, вспомогательного огнегасительного средства, образующегося при сгорании его пиротехнического состава, который выполняет функции механизма запуска, разрушая мембрану, перекрывающую запорную камеру с текучим рабочим телом, заполняющим объем между поршнем и мембраной, для его слива под действием перемещаемого давлением огнегасителя поршня.

Пульт дистанционного управления, установленный на безопасном расстоянии, связан с воспламенителем газогенератора дополнительным электропроводом, который для надежности функционирования необходимо бронировать, что дополнительно усложняет конструкцию.

Отмеченные недостатки устранены в выбранном в качестве наиболее близкого аналога простом устройстве по патенту RU 2031675, А 62 С, 37/00, 1995 г., которое содержит связанный с емкостью (трубопроводом) текучего огнегасителя, находящегося под давлением, посредством впускного канала корпус, на боковой поверхности которого расположено выпускное к разбрызгивателю окно, герметично перекрытое поршнем, нагруженным текучим рабочим телом запорной камеры, сообщающейся через сливной канал с хрупкой мембраной механизма запуска.

Однако недостатками известного устройства являются следующие. Ограниченная область использования, так как не представляется возможным его применение для систем пожаротушения с автономными емкостями огнегасителя без специальных механизмов, создающих импульс избыточного давления в выпускном канале.

Другим недостатком является использование дополнительного текучего рабочего тела, которое в запорную камеру необходимо предварительно помещать и удерживать, принудительно нагружая поршень, до подключения противопожарного трубопровода, что усложняет его подготовку и обслуживание.

Кроме того, импульсом давления во впускном канале для запуска устройства в работу и избыточным давлением подачи текучего огнегасителя с поршня срывается эластичная кольцевая манжета, которая потоком уносится к сопловому разбрызгивателю, где перекрывает его проходное сечение, снижая или вовсе прекращая выброс ингибиторов горения в очаг пожара.

При служебном хранении из-за возможных утечек мерного рабочего тела изолированной запорной камеры нарушается герметичность перекрытия выпускных окон, что неконтролируемо выводит устройство из мобильной защиты пожароопасного объема.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности запорно-пускового устройства при упрощении его конструкции и наладки.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном запорно-пусковом устройстве, содержащем связанный впускным каналом с емкостью текучего огнегасителя, находящегося под давлением, корпус, на боковой поверхности которого расположено выпускное к разбрызгивателю окно, герметично перекрытое поршнем, нагруженным текучим рабочим телом запорной камеры, сообщающейся через сливной канал с хрупкой мембраной механизма запуска, согласно изобретению поршень выполнен телескопическим, свободно установленная на уступе цилиндрической полости корпуса наружная втулка которого имеет заходное поднутрение и продольный глухой паз, где размещен стопорный палец, закрепленный на центральном ступенчатом плунжере, снабженном осевым сквозным каналом с дросселирующим отверстием в упоре, аксиальном контактному уплотнителю, смонтированному в торце запорной камеры.

Отличительные признаки обеспечили повышение функциональной надежности автономного устройства при увеличении срока безотказной эксплуатации.

Выполнение поршня телескопическим обеспечивает перекрытие неподвижной его втулкой выпускного окна до силового и геометрического замыкания уплотнительной манжеты в заходном поднутрении торца втулки при относительном продольном перемещении центрального плунжера, вытесняющего рабочее текучее тело из сообщающейся с атмосферой запорной камеры, причем стопорный палец свободно перемещается в продольном пазу втулки.

Телескопический поршень служит дополнительной ступенью введения устройства, которая повышает точность и надежность последовательного действия его структурных функциональных элементов.

Силовое замыкание резиновой кольцевой манжеты в поднутрении торца втулки упругими силами ее материала и трением через время замедления обеспечивает поршню конструктивную монолитность для перемещения центральным плунжером наружной втулки и открывания выпускного окна, через которое огнегаситель подается к разбрызгивателю.

Геометрическое замыкание кольцевой манжеты между плунжером и втулкой поршня предотвращает возможность ее механического срыва, исключая тем самым несанкционированный выброс манжеты через выпускное окно к сопловому разбрызгивателю.

Оснащение плунжера осевым сквозным каналом обеспечивает автоматические заполнение текучим огнегасителем запорной камеры, где он выполняет дополнительную функцию - рабочего тела заданного объема для удержания поршня в положении герметичного перекрытия втулкой выпускного окна за счет разницы площадей торцев ступенчатого плунжера; так как при этом создается гидродинамический прижим поршня к уступу корпуса.

Стопорный палец удерживает втулку за глухой продольный паз от реакционного реверсивного перемещения при ударе упора плунжера в контактный уплотнитель крышки запорной камеры.

Упор имеет заметно меньшее поперечное сечение, чем площадь торца плунжера, что обеспечивает значительное повышение усилия прижима и, следовательно, предотвращает потери огнегасителя через сливной канал.

Дроссель осевого канала плунжера со стороны запорной камеры служит для создания местного гидравлического сопротивления при перекрытии текучего огнегасителя из емкости через впускной канал.

Эластичный уплотнитель запорной камеры является демпфером для поглощения энергии движения поршня после разрушения хрупкой мембраны механизмом запуска и компенсатором возникающих при этом вредных для изолирования рабочего объема устройства колебаний.

Непосредственная связь хрупкой мембраны сливного канала запорной камеры с автономным механизмом запуска повышает функциональную надежность и оперативность точного срабатывания запорного устройства для дистанционного открывания концевой части противопожарного трубопровода или емкости с текучим огнегасителем, находящимся под давлением.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть нового сверхэффекта как эффекта суммы, а не суммы эффектов.

Сущность настоящего изобретения поясняется чертежом, который имеет лишь иллюстративное назначение, не ограничивая правового объема формулы, где изображены: на фиг.1 - продольный разрез устройства; на фиг.2 - то же, в рабочем положении.

Предложенное устройство содержит корпус 1 с выпускным окном 2 на боковой поверхности к сопловому разбрызгивателю текучего огнегасителя (условно не показан). Цилиндрическая полость корпуса 1 имеет уступ 3, образованный запорной камерой 4 большего диаметра и впускным каналом 5, коммутирующимся с автономной емкостью, в частности, посредством герметичного резьбового соединения корпуса 1 с ее горловиной.

Внутри корпуса 1 размещен телескопический поршень, состоящий из установленных с возможностью относительных продольных перемещений наружной втулки 6 и центрального ступенчатого плунжера 7, который посредством резиновых кольцевых манжет 8 и 9 уплотняется соответственно в запорной камере 4 и во впускном канале 5.

Наружная втулка 6 установлена на меньшем диаметре ступенчатого плунжера 7 и опирается на уступ 3 центральной полости корпуса 1, герметично перекрывая его выпускное окно 2. В нижнем торце (по чертежу) втулки 6 выполнено заходное поднутрение 10, а сбоку имеется глухой продольный паз 11, где расположен закрепленный на плунжере 7 стопорный палец 12.

В центральном плунжере 7 выполнен сквозной осевой канал 13 с дросселирующим отверстием 14 в упоре 15, выступающем над большим торцем плунжера 7, расположенным в запорной камере 4.

Корпус 1 закрыт крышкой 16, внутри которой смонтирован аксиально упору 15 плунжера 7 контактный эластичный уплотнитель 17. В крышке 16 имеется сливной канал 18 коммутации запорной камеры 4 с перекрытым хрупкой мембраной 19 посадочным отверстием 20 механизма запуска - автоматического любой конструкции или ручного.

В корпусе 1 смонтирован заправочный штуцер 21, сообщающийся через впускной канал 5 с емкостью хранения текучего огнегасителя под давлением, который через канал 13 плунжера 7 с дросселирующим отверстием 14 в упоре 15 выполняет запорную камеру 4 и выполняет функции ее текучего рабочего тела. При этом за счет разницы площадей торцев ступенчатый плунжер 7 находится в крайнем нижнем положении, опираясь на втулку 6, которая стоит на уступе 3 корпуса 1, перекрывая выпускное окно 2. Герметичность изолирования выпускного окна 2 от впускного канала 5 и запорной камеры 4 с огнегасителем под давлением обеспечивается манжетами 9 и 8 соответственно.

В исходном положении (фиг.1) сливной канал 18 перекрыт мембраной 19, в посадочном отверстии 20 установлен автоматический механизм запуска, крышка 16 навинчена на корпус 1 и беззазорно перекрывает открытый торец запорной камеры 4, а корпус 1 ввернут в наполненную текучим огнегасителем емкость хранения.

Затем через штуцер 21 создается давление в емкости огнегасителя, впускном канале 5 и запорной камере 4, при этом текучий огнегаситель через канал 13 плунжера 7, дросселирующее отверстие 14 упора 15 поступает в камеру 4 и за счет разницы площадей торцов ступенчатого плунжера 7, то есть превышения вследствие этого нагрузки со стороны камеры 4, прижимает его к стоящей на уступе 3 втулке 6, которая перекрывает выпускное окно 2.

Запорно-пусковое устройство готово к автономной работе.

В случае возникновения очага возгорания в охраняемом пожароопасном объеме, где установлено устройство по изобретению, срабатывает от превышения заданного уровня температуры спусковой предохранитель механизма запуска, полая игла которого разрушает мембрану 19, сообщая запорную камеру 4 с атмосферой. При этом находящийся под давлением текучий огнегаситель - рабочее тело из камеры 4 выбрасывается наружу через канал 18.

В это же время избыточным давлением огнегасителя в канале 5 плунжер 7 перемещается вверх, а его стопорный палец 12 - вдоль паза 11 неподвижной втулки 6, находящейся на ступени 3.

Далее резиновая кольцевая манжета 9 выходит из взаимодействия с поверхностью канала 5 корпуса 1, упруго расширяясь, заполняет заходное торцевое поднутрение 10 втулки 6, заклинивая ее. Этим осуществляется силовое и геометрическое замыкание структурных элементов поршня: плунжера 7 и втулки 6, которые движутся далее вместе, открывая выпускное окно 2, куда устремляется из емкости текучий огнегаситель к разбрызгивателю, подающему в мелкодисперсном виде ингибиторы горения в очаг возгорания, где происходит подавление пожара за счет прерывания цепи окислительных экзотермических реакций.

В крайнем верхнем положении поршня 7-6 (фиг.2) упор 15 с усилием вдавливается в эластичный контактный уплотнитель 17 торца крышки 16, который упруго демпфирует энергию переколебаний подвижных масс элементов поршня, а свободно установленная втулка 6 удерживается при этом от реверсного реакционного движения вниз к выпускному окну 2 глухим пазом 11 на стопорном пальце 12 плунжера 7 и наглухо перекрывает дросселирующее отверстие 14 осевого канала 13 сообщения с текучим огнегасителем в канале 5, предотвращая его нерациональную потерю через канал 18. Дроссель 14 осевого канала 13 плунжера 7 со стороны запорной камеры 4 при резком перемещении поршня вверх после разрушения хрупкой мембраны 19, оказывая демпфирующее гидродинамическое сопротивление, уменьшает поступление текучего огнегасителя в запорную камеру 4 до контактного уплотнения упора 15 плунжера 7 поршня эластичным уплотнителем 17. Давление огнегасителя во впускном канале 5 дополнительно прижимает плунжер 7 и, следовательно, упор 15 к уплотнителю 17.

Таким образом автоматически осуществляются запуск в работу и последовательные действия исполнительных механизмов предложенного устройства надежно и рационально.

Сопоставительный анализ предложенного устройства с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалистов противопожарной техники и автоматики, показал, что оно не известно, а с учетом возможности его промышленного серийного производства можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Формула изобретения

Запорно-пусковое устройство, содержащее связанный впускным каналом с емкостью текучего огнегасителя, находящегося под давлением, корпус, на боковой поверхности которого расположено выпускное к разбрызгивателю окно, герметично перекрытое поршнем, нагруженным текучим рабочим телом запорной камеры, сообщающейся через сливной канал с хрупкой мембраной механизма запуска, отличающееся тем, что поршень состоит из установленных с возможностью относительных продольных перемещений наружной втулки и центрального ступенчатого плунжера, при этом наружная втулка поршня свободно установлена на уступе цилиндрической полости корпуса и имеет в торце заходное поднутрение и продольный глухой паз, где размещен стопорный палец, закрепленный на центральном ступенчатом плунжере, снабженном осевым сквозным каналом с дросселирующим отверстием в упоре, аксиальном контактному уплотнителю, смонтированному внутри крышки запорной камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2