МНОГОРАЗОВЫЙ ПУСКОВОЙ КЛАПАН

Предлагаемая полезная модель относится к противопожарному оборудованию и может быть использована 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.
Предлагаемой полезной моделью 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 применения 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 рисунками фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6.
На фиг. 1 изображен клапан в исходном состоянии (до срабатывания пиропатрона).
На фиг. 2 изображен разрез Α-A 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 имеется 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.