ЗАПОРНО-ПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГНЕТУШИТЕЛЕЙ

Полезная модель относится к противопожарной технике и может найти применение при разработке и производстве запорно-пусковых устройств, используемых в огнетушителях.
Известен огнетушитель (патент США N 4019584, МПК А62С 13/00, опубл. 26.04.1977), включающий резервуар огнетушителя с закрепленным на нем при помощи цилиндрической резьбы запорно-пусковым устройством, которое включает цилиндрический корпус с закрепленными на нем рукоятками, при этом корпус имеет два радиальных отверстия, расположенных в плоскостях, перпендикулярных оси вращения корпуса, а поджимная пружина запорного элемента расположена внутри корпуса на оси вращения последнего.
Недостатками такой конструкции запорно-пускового устройства являются: увеличенная металлоемкость корпуса, которая обусловлена расположением радиальных отверстий корпуса в разных параллельных друг другу плоскостях и расположением пружины с элементами ее крепления внутри корпуса.
Известно также запорно-пусковое устройство для огнетушителей (см. патент РФ №2176924, МПК А62С 13/76, опубл. 20.12.2001). Это устройство содержит головку, скрепленную с баллоном огнетушителя конической или цилиндрической резьбой. Головка выполнена соответственно со входным и выходным каналами, с расположенным в ней соосно входному каналу запорным клапаном и с отверстием под предохранительный клапан или манометр. Запорный клапан в устройстве выполнен со штоком, скрепленным с запирающим элементом и подпружиненным пружиной, которая расположена на конце штока, противоположном запирающему элементу клапана, с внешней стороны головки и выполнена с элементами для ее крепления. Устройство содержит рукоятку для транспортировки и рычаг управления, снабженные средством для их крепления, которое образовано цилиндрическим выступом, выполненным заодно целое с головкой, и кольцевой проточкой в выступе, а также с ограничительными срезами, что позволяет ограничить вращение рукоятки и рычага.
Однако такое расположение пружины запорного клапана с внешней стороны устройства снижает надежность работы и ведет к дополнительным затратам времени и средств на чистку и подготовку огнетушителя к эксплуатации. Кроме того, это ведет к изменению стандартных габаритов и формы устройства и требует изготовления для огнетушителей специальных приспособлений для перевозки и хранения. Дополнительно к этому, средство для крепления рукоятки образовано цилиндрическим выступом с проточкой, который выполнен на головке и заодно целое с ней, что сложно для изготовления, не технологично и ведет к снижению надежности работы устройства, к повышенной стоимости его изготовления и к повышенным затратам на обслуживание.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому при использовании полезной модели техническому результату является запорно-пусковое устройство для огнетушителей, содержащее головку, с входным и выходным каналами подачи огнетушащего средства, корпус с резьбовым соединением для скрепления с баллоном, запорный клапан, расположенный соосно входному каналу подачи огнетушащего средства и выполненный в виде штока, скрепленного с подпружиненным запирающим элементом и седла, взаимодействующего с запирающим элементом штока, рукоятку для транспортировки, поворотный рычаг управления штоком и манометр (см. патент РФ №2327496, МПК А62С 13/00, опубл. 27.06.2008). Материалом для головки служит фасонный прокат из сплава алюминия, который обработан сначала прессованием и затем методом волочения, а для втулки - латунь. Применяемая при изготовлении головки многостадийная обработка материала приводит к увеличению трудоемкости ее изготовления, что снижает эффективность применения запорной пневматической аппаратуры.
Литье алюминиевого сплава обладает недостатком, отливки имеют пористую структуру, что является недопустимым для запорной пневматической аппаратуры (проблема травления), данный недостаток проявляется меньше при литье сплавов на основе меди (бронзы, латуни) однако эти сплавы очень дорогостоящие, что ограничивает их применение в условиях массового производства при обостренной конкуренции. Другим недостатком литья цельных отливок является наличие трудоемкой последующей обработки. ЗПУ имеет сложную несимметричную форму со скрещивающимися отверстиями с высокими требованиями к чистоте поверхности и наличием резьбы. Для обработки таких поверхностей отверстий требуются дорогостоящие обрабатывающие центра, которые обладают низкой производительностью
Задача, положенная в основу настоящей полезной модели, заключается в создании запорно-пускового устройства для огнетушителей, свободного от указанных выше недостатков и обеспечивающего получение технического результата, состоящего в снижении трудоемкости изготовления за счет упрощения конструкции и применения прогрессивных технологий формообразования.
Указанный технический результат достигается тем, что в запорно-пусковом устройстве для огнетушителей, содержащем головку, с входным и выходным каналами подачи огнетушащего средства, корпус с резьбовым соединением для скрепления с баллоном, запорный клапан, расположенный соосно входному каналу подачи огнетушащего средства и выполненный в виде штока, скрепленного с подпружиненным запирающим элементом и седла, взаимодействующего с запирающим элементом штока, рукоятку для транспортировки, поворотный рычаг управления штоком и манометр, головка изготовлена в литьевой форме и жестко соединена с корпусами запорно-пускового устройства и манометра путем их совместной заливки расплавом металла или пластмассы, при этом корпуса соединены между собой изолированным от головки каналом.
Кроме того, что головка выполнена из алюминиевого сплава или теплостойкого термопласта.
Кроме того, корпус запорно-пускового устройства изготовлен штамповкой из тонколистовой стали и выполнен в виде резьбовой втулки с опорным фланцем, выходной канал которого имеет форму клапанного седла и снабжен отогнутыми краями.
Кроме того, корпус манометра имеет ступенчатую цилиндрическую форму и изготовлен штамповкой из тонколистовой стали.
Изготовление головки с корпусами запорно-пускового устройства и манометра в литьевой форме путем их совместной заливки расплавом металла или пластмассы обеспечивает снижение трудоемкости изготовления запорно-пускового устройства. Конструкционные особенности корпусов запорно-пускового устройства и манометра обеспечивают жесткость соединения запорно-пускового устройства и его эксплуатационную надежность, а применяемые материалы: тонколистовая сталь, в свою очередь, дают возможность изготавливать их с применением прогрессивных технологий формообразования, например холодной штамповки. При этом поверхности, на которые воздействует давление изготовлены из тонколистовой стали и являются абсолютно герметичными, алюминиевое литье лишь соединяет две детали и базирует их друг относительно друга, поэтому нет необходимости добиваться герметичной отливки. Другое преимуществом является то, что сложные поверхности требующие высоких параметров шероховатости, а также силовая резьба также расположены на закладных деталях, эти детали малогабаритны и имеют простую симметричную форму, что позволяет изготавливать их недорогими крупносерийными методами.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по противопожарной технике, показал, что она не известна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления запорно-пускового устройства, можно сделать вывод о ее соответствии критериям патентоспособности.
Предпочтительные варианты исполнения полезной модели описываются далее на основе представленных чертежей, где:
- на фиг.1 изображен общий вид запорно-пускового устройства, разрез;
- на фиг.2 то же, вид сбоку.
Запорно-пусковое устройство содержит головку 1 с входным и выходным каналами подачи огнетушащего средства, корпус 2 с резьбовым соединением для скрепления с баллоном (на чертежах не показан), запорный клапан, расположенный соосно входному каналу подачи огнетушащего средства и выполненный в виде штока 3, скрепленного с подпружиненным пружиной 4 запирающим элементом 5, рукоятку 6 для транспортировки, поворотный рычаг 7 управления штоком 3 и манометр 8. Головка 1 изготовлена в литьевой форме и жестко соединена с корпусом 2 запорно-пускового устройства и корпусом манометра 8 путем их совместной заливки расплавом металла или пластмассы, например, алюминиевого сплава или теплостойкого термопласта. Корпус 2 запорно-пускового устройства и корпус манометра 8 соединены между собой изолированным от головки каналом 9.
Корпус 2 запорно-пускового устройства выполнен в виде резьбовой втулки с опорным фланцем 10, выходной канал которого имеет форму клапанного седла и снабжен отогнутыми краями, и изготовлен штамповкой из тонколистовой стали (сталь 08Ю, толщина 1,5 мм) с последующим формованием профиля канавки под уплотнительное кольцо 11 и присоединительной резьбы на профиленакатных станках.
Корпус манометра 8 имеет ступенчатую цилиндрическую форму и изготовлен штамповкой из тонколистовой стали (сталь 08Ю, толщина 1,0 мм) с последующим формованием профиля закрепительной канавки 12 на профиленакатных станках.
Запорный клапан состоит из 5-х деталей: штока 3, шайбы 13, запирающего элемента 5, кольца 14 и колпачка 15. Шток изготавливается из проволоки на профиленакатном либо на холодновысадном станке. Шайба 13 и колпачок 15 изготавливают штамповкой из тонколистовой стали, а запирающий элемент 5 и кольцо 14 вулканизацией из резиновой смеси.
Рукоятку для транспортировки 6 и поворотный рычаг 7 управления штоком изготавливают из тонколистовой стали путем вырубки и гибки с последующей окраской. После изготовления рукоятка для транспортировки 6 устанавливается в паз 16 в головке 1, затем устанавливается поворотный рычаг 7 управления штоком и они совместно скрепляются заклепкой 17.
Манометр 8 содержит корпус с каналом подвода измеряемой среды и установленные внутри его герметизирующую прокладку 18, мембрану 19, дистанционную шайбу 20, рычажно-зубчатый механизм 21 с сапожком 22, триб 23, циферблат 24, указательную стрелку 25, защитное стекло 26, колпачок 27.
Запорно-пусковое устройство для огнетушителей изготавливают следующим образом.
После изготовления в форме головки 1 совместной заливкой расплавом металла или пластмассы с корпусами запорно-пускового устройства и манометра, внутренние полости которых соединяют каналом 9 путем сверления отверстия и установки герметизирующей трубки, установленной на клей. Установка трубки необходима ввиду пористости участка головки 1 между закладными деталями: корпусами запорно-пускового устройства и манометра (см. описание выше).
Затем осуществляют нарезку резьбы в присоединительном патрубке 28. Данная резьба используется в дальнейшем для присоединения распылительных устройств.
Далее в корпус манометра 8 укладывают герметизирующую прокладку 18, чувствительный элемент манометра - мембрану 19, затем дистанционную шайбу 20, исполнительный элемент манометра - рычажно-зубчатый механизм 21 с наклеенным на его фронтальную часть циферблатом 24. Затем производят завальцовку кромок корпуса манометра 8 для сжатия герметизирующей прокладки 18, что обеспечивает герметизацию рабочей полости корпуса манометра 8, а также зажатие элементов 19, 20, 21, 24 друг относительно друга.
Затем на закачном стенде производится тарировка манометра. Сначала герметизируется полость 29 корпуса 2 запорно-пускового устройства путем перекрытия присоединительного патрубка 28 по клапанному седлу корпуса 2, а также производится запирание полости 29 прилеганием элементов стенда к уплотнительному кольцу 11. После чего в полость 29 подают давление 14 атм. По каналу 9 закачиваемый воздух попадает в рабочую полость корпуса манометра 8 в результате чего указанная полость тоже надута давлением в 14 атм. Данное давление, воздействуя на мембрану 19, прогибает ее, мембрана действует на сапожок 22 рычажно-зубчатого механизма 21, в результате чего поворачивается триб 23 и занимает определенное положение. В надутом состоянии на торец цапфы триба крепиться указательная стрелка 25 при этом стрелка ориентируется таким образом, что ее указательный кончик указывает на цифру «14» на циферблате. После снятия давления, силовое воздействие на мембрану прекращается, она принимает исходную форму. Под действие упругого элемента рычажно-зубчатого механизма 21 триб 23 поворачивается в исходное положение и стрелка указывает на цифру «0».
После тарировки на корпус манометра 8 напрессовывается колпачок 27, который удерживает защитное стекло 26.
Сборка штока 3 начинается с установки шайбы 13, затем одевают запирающий элемент 5 и с натягом одевают колпачок 15, обеспечивая при этом поджатие запирающего элемента 5 для создания его упругости. Затем надевают кольцо 14.
Шток вставляют в корпус 2 запорно-пускового устройства, после чего устанавливают пружину 4 и сифонную трубку 29, которая имеет на своей боковой поверхности два выступа, в свою очередь на корпусе 2 сформованы два зацепа, которые сформованы таким образом, что обеспечивают свободное введение сифонной трубки в полость корпуса 2 при одной ориентации выступов штуцера относительно зацепов втулки, однако при повороте штуцера выступы заходят за зацепы, что соединяет эти детали, т.е. происходит соединение по принципу «пушечного замка».
Запорно-пусковое устройство для огнетушителей имеет два рабочих состояния.
После изготовления запорно-пусковое устройство ввинчивают в присоединительное отверстие баллона, засыпанного огнетушащим порошком, к патрубку 28 подсоединяют закачное сопло, после чего сборщик нажимает поворотный рычаг 7 управления штоком и огнетушитель заряжается сжатым до 14 атм воздухом. После того как сборщик отпускает рычаг 7 усилием пружины 4 и давлением в баллоне шток 3 прижимается к клапанному седлу корпуса 2 и баллон становится загерметизированным. Ввиду того, что рабочая полость корпуса 2 и рабочая полость корпуса манометра 8 сообщаются посредствам канала 9, на мембрану 19 манометра 8 воздействует давление, которым заряжен баллон, в результате чего указательная стрелка 25 манометра 8 показывает уровень этого давления.
Для воспрепятствования ненамеренного срабатывания огнетушителя в отверстие на рукоятке 6 вставляется чека и огнетушитель опечатывается.
В таком состоянии огнетушитель может храниться в течение всего гарантийного срока, заявленного производителем (около 5 лет), при этом манометр указывает давление в баллоне, а следовательно свидетельствует о способности огнетушителя осуществить выброс порошка, т.е. о его годности.
При возникновении возгорания работа запорно-пускового устройства происходит следующим образом. Потребитель выдергивает чеку и нажимает поворотный рычаг 7 управления штоком, который давит на головку штока 3, в результате чего запирающий элемент 5 опускается и под действием давления в баллоне через патрубок 28 осуществляется выброс огнетушащего порошка.
После использования возможна перезарядка огнетушителя.
В предлагаемой конструкции запорно-пускового устройства наряду с высокими технико-экономическими показателями обеспечивается надежная герметизация за счет сокращения числа уплотняемых разъемных стыков, что очень важно для закачных огнетушителей, герметичность которых должна сохраняться в течение длительного срока.
Проведенные испытания опытных образцов показали, что предлагаемое запорно-пусковое устройство обладает высокими потребительскими свойствами при относительно низких затратах на изготовление, что делает его перспективным для серийного изготовления.