Запорно-пусковое устройство

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к выпускному капанному устройству, устанавливаемому на системах пожаротушения с автономным разбрызгиванием текучего огнетушащего вещества, хранимого в емкости под давлением. Запорно-пусковое устройство содержит центральный полый шток, оснащенный конической головкой с клапаном коммуникации впускного и выпускного отверстий корпуса для герметизации текучего огнетушащего вещества в емкости хранения под давлением, на противном конце которого установлен подпружиненный поршень, взаимодействующий с толкателем механизма запуска. Новым является то, что клапан выполнен в виде осевого затвора в конической головке полого штока, противный конец которого имеет форму сепаратора под запорные шарики, опирающиеся на установленный в полости штока подпружиненный поршень и размещенные в радиальном пазу корпуса, оснащенном наклоненной кзади выходной дорожкой, эквидистантной конической перемычке поршня с его стержнем, образующим кольцевой зазор относительно корпуса под диаметр шариков и непосредственно взаимодействующим с толкателем механизма запуска, при этом в торце корпуса смонтирован демпфирующий упор. Предложенное техническое решение обеспечило расширение технологических возможностей запорно-пусковому устройству, его функциональных возможностей и повышение надежности работы более простой конструкции. 2 ил.

 

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

Уровень данной области техники характеризует запорно-пусковое устройство, описанное в изобретении по патенту RU №2213599, А62С 37/08, 2003 г., которое 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.

Особенностью этого устройства является выполнение поршня телескопическим, свободно установленная на уступе цилиндрической полости корпуса наружная втулка которого имеет в торце заходное поднутрение и продольный глухой паз, где размещен стопорный палец. При этом стопорный палец закреплен на центральном ступенчатом плунжере, снабженном осевым сквозным каналом с дросселирующим отверстием в упоре, аксиальном контактному уплотнителю, смонтированному внутри крышки запорной камеры.

Описанное устройство имеет повышенный срок безотказной надежной эксплуатации.

Однако к его недостаткам следует отнести технологическую сложность изготовления в серийном производстве и точной наладки взаимодействия прецизионных исполнительных узлов и механизмов, что ограничивает практическое серийное использование в противопожарных установках.

Более совершенным является выбранное в качестве наиболее близкого по числу совпадающих признаков запорно-пусковое устройство по патенту RU 2213600, А62С 37/06, 2003 г., которое содержит центральный полый шток, оснащенный конической головкой, клапаном коммуникации впускного и выпускного отверстий для герметизации текучего огнетушащего вещества в емкости хранения под давлением, на противном конце которого установлен подпружиненный поршень, взаимодействующий с толкателем механизма запуска.

Головка полого штока имеет коническую форму для предотвращения турбулезации текучего огнегасителя, которая может возникать при развороте высокоскоростного потока к выпускному отверстию при открывании клапана. При этом исключается вырывание уплотнительной манжеты клапана.

Клапан конической головки полого штока выполнен тарельчатой формы для примыкания к торцу впускного канала под действием высокого давления огнегасителя в емкости хранения.

Подпружиненный поршень смонтирован в рабочей камере, оснащенной обратным клапаном, перекрывающим полость центрального штока под мембраной, принудительно пробиваемой игольчатым толкателем механизма запуска.

При функционировании устройства, за счет разницы усилий на разные по площади торцы поршня, тарельчатый клапан автоматически открывается для выброса текучего огнегасителя через выпускное отверстие.

Рабочая камера оснащена затвором дренажного канала для демонтажа ее крышки без давления, который проводят после использования огнегасителя для повторного использования устройства по назначению.

Недостатком известного запорно-пускового устройства является низкая чувствительность порога срабатывания, что ограничивает область использования, а также неудовлетворительная его функциональная надежность из-за сложной системы автоматического путевого управления и промежуточных исполнительных элементов.

Кроме того, система запуска устройства включает дополнительный пиротехнический механизм с камерой давления для подачи игольчатого толкателя к мембране в канале коммуникации рабочей камеры противодавления с емкостью хранения огнегасителя.

Слабым местом системы запуска является игольчатый толкатель, который затруднительно точно выставить, а для повторного использования необходимо инспектировать на соосность, проходимость тонкого канала и функциональность острия. Этот узел крышки вынужденно меняется полностью или частично переукомплектовывается с дополнительной настройкой, что дорого и трудоемко.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение отмеченных недостатков для повышения функциональной надежности и расширения технологических возможностей устройства.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном запорно-пусковом устройстве, содержащем центральный шток, оснащенный конической головкой с клапаном коммуникации впускного и выпускного отверстий корпуса для герметизации текучего огнетушащего вещества в емкости хранения под давлением, на противном конце которого установлен подпружиненный поршень, взаимодействующий с толкателем механизма запуска, согласно изобретению, клапан выполнен в виде осевого затвора в конической головке полого штока, противный конец которого имеет форму сепаратора под запорные шарики, опирающиеся на установленный в полости штока подпружиненный поршень и размещенные в радиальном пазу корпуса, оснащенном наклоненной кзади выходной дорожкой, эквидистантной конической перемычке поршня с его стержнем, образующим кольцевой зазор относительно корпуса под диаметр шариков и непосредственно взаимодействующим с толкателем механизма запуска, при этом в торце корпуса смонтирован демпфирующий упор.

Отличительные признаки обеспечили расширение технологических возможностей запорно-пусковому устройству, его функциональных возможностей и повышение надежности работы более простой конструкции.

Выполнение клапана коммуникации впускного и выпускного отверстий на конической головке полого штока в форме осевого затвора позволило снизить нижний порог чувствительности, сравнительно с прототипом, с 19 до 2 атм, повысив функциональную надежность, так как исключена тонкая регулировка дополнительного гидродинамического механизма, что обеспечивает расширение области применения устройства по изобретению.

Кинематическая связь полого центрального штока с неподвижным корпусом посредством шарикового радиального затвора позволяет упростить автоматическую путевую систему управления открыванием выпускного отверстия устройства.

Совмещение полого штока с сепаратором шариков, в качестве опорных колец которых служат коаксиально установленные корпус и поршень, обеспечивает компактность устройству и надежность согласованного взаимодействия.

Радиальный паз корпуса под запорные шарики выполняет функции упора, фиксирующего положение исполнительных механизмов в режиме охранения.

Оснащение радиального паза корпуса наклоненной кзади выходной дорожкой, эквидистантной перемычке поршня с его стержнем, формирует туннельные каналы для принудительного синхронного перемещения шариков к центру для размыкания связи корпуса с поршнем, который получает в результате возможность продольного перемещения.

Стержень с корпусом образуют кольцевой зазор для свободного размещения шариков при их относительном продольном движении.

Сепаратор полого штока при его продольных перемещениях (рабочем и вспомогательном для установочной сборки) удерживает запорные шарики в строго ориентированном, распределенном по окружности положении.

Перемещение центрального штока в открытое положение впускного и выпускного отверстий устройства ограничено крышкой, на торце которой соосно закреплен демпфирующий упор из полиуретана или масло-, бензостойкой резины.

Непосредственная жесткая связь центрального полого штока поршня переменного профиля с толкателем механизма запуска упрощает конструкцию за счет исключения промежуточных узлов и элементов, и главное - обеспечивает однозначность их линейных точных перемещений для автоматического переключения исполнительных механизмов в соответствии с заданием.

Следовательно, каждый признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым эффектом суммы признаков.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по автоматике, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления запорно-пусковых устройств можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, которые имеют чисто иллюстративные цели и не ограничивают объема притязаний формулы. На чертеже изображены:

на фиг.1 - общий вид устройства в продольном разрезе, закрытое положение;

на фиг.2 - то же, в рабочем положении.

Полый корпус 1 устройства имеет продольное впускное отверстие 2, посредством которого устанавливается на емкости хранения текучего огнегасителя, и радиальное выпускное окно 3, в котором монтируется штуцер разбрызгивателя.

В полости корпуса 1, соосной впускному отверстию 2, установлен с возможностью продольного перемещения полый шток 4, оснащенный уплотнительной манжетой 5 в его конической головке 6. Коническая форма головки 6 предотвращает образование турбулентных возмущений в текучем огнегасителе при его переориентировании в радиальное выпускное отверстие 3.

Противный конец полого штока 4 выполнен в виде сепаратора для распределенных по окружности запорных шариков 7, которые установлены в сопрягаемых сквозных отверстиях 8 (гнездах).

Запорные шарики 7 помещены в кольцевом пазу 9 корпуса 1 и опираются на примыкающий изнутри к полому штоку 4 поршень 10, который посредством конической перемычки 11 монолитно связан со стержнем 12, примыкающим к толкателю 13 механизма запуска (условно не показан).

Кольцевой паз 9 корпуса 1 оснащен выходной дорожкой 14 (фиг.2), наклоненной кзади параллельно конической перемычке 11 поршня 10, формируя канал для выхода шариков 7, эквидистантный кольцевому зазору 15 между корпусом 1 и стержнем 12.

Внутри полого штока 4 помещена между конической головкой 6 и поршнем 10 цилиндрическая пружина 16, прижимающая последний к заглушке 17 открытого торца полого штока 4. При этом в положении охранения (фиг.1) шарики 7 расположены в кольцевом пазу 9 корпуса 1 и опираются на поршень 10.

Корпус 1 закрыт крышкой 18, по центру которой подвижно смонтирован толкатель 13 механизма запуска, а на торце закреплен демпфирующий упор 19.

Функционирует запорно-пусковое устройство следующим образом.

В режиме охранения (фиг.1) устройство находится в запорном положении и удерживает огнегаситель в емкости под давлением. При этом шток 4 посредством шариков 7 кинематически замкнут в корпусе 1, стержень 12 поршня 10, который опирается на заглушку 17, примыкает к толкателю 13 механизма запуска.

В случае возникновения пожара, когда необходимо в очаг возгорания подать из емкости хранения текучий огнегаситель, срабатывает механизм запуска, толкатель 13 которого подается вовнутрь устройства (фиг.2). При этом толкатель 13 перемещает стержень 12 с поршнем 10, сжимая пружину 16.

Поршень 10 смещается вперед по чертежу за сепаратор запорных шариков 7, которые перемещаются в противном направлении штоком 4, толкаемым усилием давления огнегасителя во впускном отверстии 2.

Шарики 7 принудительно выкатываются по выходному каналу, сформированному наклонной дорожкой 14 паза 9 и конической перемычкой 11, и поступают в кольцевой зазор 15 между стержнем 12 и корпусом 1, где перемещаются, увлекаемые сепаратором штока 4, перекатываясь по стержню 12, ограниченные гнездами 8.

Шток 4 давлением огнегасителя практически безударно, посредством демпфирующего упора 19, прижимается к крышке 18, при этом уплотнительная манжета 5 штока 4 выходит из зацепления с корпусом 1, располагаясь в выпускном отверстии 3 свободно, а коническая его головка 6 формирует коммуникационный канал между окнами 2 и 3, через который динамично выбрасывается огнегаситель.

После выдачи всего объема огнегасителя давление в емкости хранения и в запорно-пусковом устройстве устанавливается атмосферным. Для вторичного использования устройства (снятого с емкости и промытого) снимают крышку 18 с механизмом запуска, извлекают упор 19 и трубчатым приспособлением проталкивают шток 4 через заглушку 17 в сторону впускного отверстия 2. При этом поршень 10, расположенный внутри трубчатого приспособления, удерживается упругими силами разжимающейся пружины 16 на месте.

Шарики 7 принудительно, по перемычке 11 между стержнем 12 и поршнем 10, заталкиваются по наклонной дорожке 14 до упора в кольцевой паз 9 корпуса 1, фиксируя устойчивое взаимоположение структурных элементов устройства.

Затем на открытый торец стержня 1 устанавливают демпфирующий упор 19 и заворачивают крышку 18, после чего монтируют механизм запуска, толкатель 13 которого размещают соосно полому штоку 4, опирая на стержень 12 поршня 10.

Запорно-пусковое устройство готово для установки на емкости хранения текучего огнегасителя и таким образом может многократно использоваться.

Опытные экземпляры предложенного устройства, укомплектованные штатными механизмами запуска, были опробованы на реальных давлениях хранения различных текучих огнегасителей.

По итогам испытаний запорно-пусковое устройство по изобретению рекомендовано на госиспытания для сертификации и поставки на комплектацию установок пожаротушения.

Запорно-пусковое устройство, содержащее центральный полый шток, оснащенный конической головкой с клапаном коммуникации впускного и выпускного отверстий корпуса для герметизации текучего огнетушащего вещества в емкости хранения под давлением, на противном конце которого установлен подпружиненный поршень, взаимодействующий с толкателем механизма запуска, отличающееся тем, что клапан выполнен в виде осевого затвора в конической головке центрального полого штока, противный конец которого имеет форму сепаратора под запорные шарики, опирающиеся на установленный в полости штока подпружиненный поршень и размещенные в радиальном пазу корпуса, оснащенном наклоненной кзади выходной дорожкой, эквидистантной конической перемычке поршня с его стержнем, образующим кольцевой зазор относительно корпуса под диаметр шариков и непосредственно взаимодействующим с толкателем механизма запуска, при этом в торце корпуса смонтирован демпфирующий упор.