ЗАПОРНО-ПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВО УСТАНОВКИ ГАЗОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Полезная модель относится к пожарной технике и предназначена для использования в установках газового пожаротушения для выпуска огнетушащего вещества к защищаемому объекту.
Известно запорно-пусковое устройство установки газового пожаротушения, содержащее корпус с входным и выходным отверстиями для прохода огнетушащего состава, смонтированный в корпусе запорный клапан с соединительным каналом, при этом клапан установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения, выполнен в виде стакана и имеет с одной стороны открытый, а с другой - глухой торец, первый из которых предназначен для взаимодействия с осевым упором корпуса в открытом положении клапана, а второй в закрытом положении клапана прижат пружиной к кольцевому седлу, выполненному в корпусе со стороны входного отверстия, при этом в корпусе выполнена полость высокого давления, сообщенная с входным отверстием и охватывающая запорный клапан со стороны его глухого торца, а между открытым торцом запорного клапана и корпусом в зоне размещения осевого упора образована побудительная камера, и пусковой узел, в котором имеется запорный элемент, перекрывающий выполненный в корпусе канал, предназначенный для связи с атмосферой; в пусковом узле запорный элемент выполнен в виде мембраны, перекрывающей выполненный в корпусе канал, предназначенный для связи с атмосферой, и пробойник с приводом, предназначенный для разрушения мембраны и размещенный в упомянутом канале корпуса, при этом соединительный канал в запорном клапане имеет площадь сечения меньшую, чем площадь сечения прохода в мембране после ее разрушения пробойником, и расположен таким образом, что при контакте глухого торца запорного клапана с кольцевым седлом упомянутый канал находится в границах полости высокого давления, а при контакте открытого торца запорного клапана с упором корпуса выход упомянутого канала находится вне полости высокого давления, RU 2270710 C1.
Канал для прохода огнетушащей среды - не прямоточный, огнетушащая среда проходит с поворотом на 90°, что увеличивает продолжительность ее выпуска вследствие гидравлических потерь. Кроме того, при выравнивании давлений на входе и выходе устройства необходимо поджимать запорный клапан к седлу; при выходе среды возможно самопроизвольное перекрытие клапаном выходного отверстия устройства.
Известно запорно-пусковое устройство (ЗПУ) установки газового пожаротушения, содержащее полый корпус с входным и выходным отверстиями, образованными штуцерами для подключения к газовой магистрали (резервуару с огнетушащей средой и коллектору системы пожаротушения), между которыми с образованием периферийного осевого прохода размещен запорный орган - клапан; запорный орган установлен с возможностью его возвратно-поступательного перемещения и перекрытия периферийного осевого прохода; в корпусе ЗПУ установлены два золотниковых устройства; для перемещения запорного органа служит рабочая камера, выполненная в обойме; клапан закреплен на подпружиненном поршне, установленном с возможностью перемещения в рабочей камере, причем в обойме выполнено отверстие для подачи газа к торцевой поверхности поршня, ЗПУ имеет механизм открытия и закрытия клапана, который содержит индивидуальные приводы перемещения золотников, причем корпус ЗПУ, корпус золотникового устройства и упомянутые золотники имеют и/или образуют систему отверстий, расположенных в них таким образом, что в перемещенном положении золотника открытия клапана и исходном положении золотника закрытия клапана упомянутые отверстия образуют канал выхода газа из рабочей камеры в атмосферу, а в перемещенном положении золотника закрытия клапана - канал подачи газа из входного отверстия корпуса в рабочую камеру, RU 2288764 С1.
Недостатком этого устройства является сложность конструкции. Кроме того, данная конструкция ЗПУ, так же, как и описанный выше аналог, требуют наличия обратного клапана для подключения к коллектору системы пожаротушения при последовательной подаче огнетушащей среды из различных резервуаров, объединенных общим коллектором. В ином случае, при выравнивании давлений на входе и выходе ЗПУ усилие прижима запорного органа - клапана к седлу существенно уменьшается, и возможна разгерметизация ЗПУ, что приведет к самопроизвольному выбросу дорогостоящей огнетушащей среды в коллектор системы пожаротушения (ложное срабатывание).
Известно запорно-пусковое устройство установки газового пожаротушения, обеспечивающее возможность непосредственного (без обратного клапана) подключения ЗПУ к коллектору системы пожаротушения, что существенно удешевляет систему пожаротушения в целом, а также упрощение конструкции ЗПУ.
Данное запорно-пусковое устройство установки газового пожаротушения содержит полый корпус с входным и выходным отверстиями, оборудованными штуцерами для подключения, соответственно, к резервуару с огнетушащей средой и коллектору системы пожаротушения, между которыми с образованием периферийного осевого прохода размещен запорный орган, установленный с возможностью его возвратно-поступательного перемещения и перекрытия периферийного осевого прохода, при этом в корпусе ЗПУ установлено золотниковое устройство и имеется рабочая камера управления перемещением запорного органа, запорный орган выполнен в виде цилиндрической ступенчатой втулки с двумя кольцевыми ступенями, уплотненной относительно поверхности корпуса, рабочая камера образована между ступенчатой втулкой и полым корпусом, кольцевая ступень ступенчатой втулки со стороны рабочей камеры имеет площадь, большую или равную площади кольцевой ступени, которая расположена в периферийном осевом проходе, штуцер входного отверстия ЗПУ с противоположной входному отверстию стороны снабжен седлом с радиальными сквозными отверстиями и кольцевым выступом, нижняя часть наружной цилиндрической поверхности ступенчатой втулки уплотнена относительно внутренней поверхности кольцевого выступа седла, в ступенчатой втулке выполнен перепускной канал с возможностью сообщения рабочей камеры с периферийным осевым проходом при закрытом положении ЗПУ, а в полом корпусе ЗПУ выполнен канал, соединяющий рабочую камеру с золотниковым устройством, RU 104468 U1.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.
2
Однако при давлении в резервуаре с огнетушащей средой свыше 60 кг/см уплотнение иглы золотникового устройства может раздавливаться и выжиматься в зазор между иглой и корпусом золотникового устройства. Как следствие, золотниковое устройство теряет герметичность, давление в рабочей камере падает, что может привести к несанкционированному срабатыванию ЗПУ.
Кроме того, давление огнетушащей среды передается на иглу золотникового устройства и связанный с ней шток электромагнита. Для преодоления повышенного давления необходимо значительное повышение мощности электромагнита и его габаритов, что существенно усложняет конструкцию, а в ряде случаев невозможно ввиду отсутствия соответствующего места по условиям компоновки установки газового пожаротушения.
Вместе с тем, повышение мощности указанной установки и эффективности ее работы при сохранении ее габаритных размеров прямо зависит от давления в резервуаре с огнетушащей средой.
Задачей настоящей полезной модели является разгрузка иглы золотникового устройства и связанного с ней штока электромагнита, а также предотвращение выдавливания уплотнения иглы в зазор между нею и корпусом золотникового устройства, что обеспечивает ей герметичность при высоких давлениях огнетушащей среды и, соответственно, позволяет увеличить мощность установки при сохранении ее габаритов.
Согласно полезной модели в запорно-пусковом устройстве (ЗПУ) установки газового пожаротушения, содержащем полый корпус 1 с входным и выходным отверстиями, оборудованными штуцерами 2, 3 для подключения, соответственно, к резервуару с огнетушащей средой и коллектору системы пожаротушения, между которыми с образованием периферийного осевого прохода 4 размещен запорный орган, выполненный в виде цилиндрической ступенчатой втулки 5 с двумя кольцевыми ступенями 8, 9, уплотненной относительно поверхности корпуса, запорный орган установлен с возможностью его возвратно-поступательного перемещения и перекрытия периферийного осевого прохода, в корпусе ЗПУ имеется рабочая камера 7 управления перемещением запорного органа, образованная между ступенчатой втулкой и полым корпусом, кольцевая ступень ступенчатой втулки со стороны рабочей камеры имеет площадь, большую площади кольцевой ступени, которая расположена в периферийном осевом проходе, штуцер 2 входного отверстия ЗПУ с противоположенной входному отверстию стороны снабжен седлом 11 с радиальными сквозными отверстиями 12 и кольцевым выступом 13, нижняя часть наружной цилиндрической поверхности ступенчатой втулки уплотнена относительно внутренней поверхности кольцевого выступа седла, в корпусе ЗПУ установлено золотниковое устройство (ЗУ) 6, включающее полый корпус 16, в котором размещен подпружиненный золотник 17 с уплотнением 19 и иглой 20, проходящей через уплотнение 19 и выполненное в корпусе 16 ЗУ сбросовое отверстие 21, при этом в корпусе 1 ЗПУ выполнен канал 27, выведенный в рабочую камеру 7, корпус 16 снабжен переходным элементом 22 с выполненной в нем цилиндрической золотниковой камерой 23, в которой укреплен корпус 16 ЗУ, переходной элемент 22 выполнен с возможностью установки в корпусе 1 ЗПУ, в переходном элементе 22 со стороны свободного конца золотника 17 выполнен разгрузочный канал, включающий осевую часть 24, в которой с возможностью поступательного перемещения размещен уплотненный относительно нее свободный конец золотника 17, и радиальную проточку 26, сообщающую осевую часть 24 разгрузочного канала с атмосферой, в переходном элементе 22 выполнен канал 28, соединяющий золотниковую камеру 23 с каналом 27, игла 20 снабжена буртиком 29, фиксирующим уплотнение 19 в золотнике 17, при этом игла 20 соединена с золотником 17 посредством резьбового соединения.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели условию патентоспособности «Новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображено:
на фиг.1 - продольный разрез ЗПУ в закрытом положении;
на фиг.2 - золотниковое устройство в увеличенном масштабе;
на фиг.3 - узел А на фиг.2 в увеличенном масштабе;
на фиг.4 - игла золотникового устройства в сборе с золотником и уплотнением;
на фиг.5 - то же, что на фиг.1 в открытом положении.
ЗПУ установки газового пожаротушения содержит полый корпус 1 с входным и выходным отверстиями, оборудованными штуцерами 2, 3 для подключения, соответственно, к резервуару с огнетушащей средой и коллектору системы пожаротушения (не показаны). Между штуцерами 2, 3 в полости корпуса 1 с образованием периферийного осевого прохода 4 размещен запорный орган, выполненный в виде ступенчатой втулки 5, который имеет возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси симметрии корпуса 1. При размещении запорного органа в нижнем положении (фиг.1), он перекрывает периферийный осевой проход 4. В корпусе 1 ЗПУ установлено золотниковое устройство (ЗУ) 6. Рабочая камера 7 служит для перемещения запорного органа. Ступенчатая втулка 5 имеет две кольцевые ступени 8 и 9 и уплотнена относительно внутренней поверхности корпуса 1 с помощью кольцевого уплотнения 10. Рабочая камера 7 образована между ступенчатой втулкой 5 и внутренней поверхностью полого корпуса 1. Кольцевая ступень 8 ступенчатой втулки 5 имеет площадь, большую площади кольцевой ступени 9, которая расположена в периферийном осевом проходе 4. Штуцер 2 входного отверстия ЗПУ с противоположной входному отверстию стороны снабжен седлом 11 с радиальными сквозными отверстиями 12 и кольцевым выступом 13. Нижняя часть наружной цилиндрической поверхности ступенчатой втулки 5 уплотнена относительно внутренней поверхности кольцевого выступа 13 седла 11 с помощью кольцевого уплотнения 14. В ступенчатой втулке 5 выполнен перепускной канал 15 с возможностью сообщения рабочей камеры 7 с периферийным осевым проходом 4 при закрытом положении ЗПУ.
ЗУ6 включает полый корпус 16, в котором размещен золотник 17 с пружиной 18, уплотнением 19 и иглой 20, проходящей через уплотнение 19 и сбросовое отверстие 21, выполненное в полом корпусе 16 ЗУ6.
Корпус 16 ЗУ6 снабжен переходным элементом 22, в котором выполнена цилиндрическая золотниковая камера 23. Корпус 16 ЗУ6 укреплен в золотниковой камере 23 посредством резьбового соединения. На другом конце переходного элемента 22 выполнена наружная резьба с возможностью его установки в соответствующее отверстие в корпусе 1 ЗПУ. В переходном элементе 22 со стороны свободного конца золотника 17 выполнен разгрузочный канал, включающий осевую часть 24, в которой с возможностью поступательного перемещения размещен уплотненный с помощью уплотнения 25 свободный конец золотника 17, и радиальную проточку 26. Проточка 26 соединяет осевую часть 24 разгрузочного канала с атмосферой. В корпусе 1 выполнен канал 27, выведенный в рабочую камеру 7. В переходном элементе 22 выполнен канал 28, соединяющий золотниковую камеру 23 с каналом 27.
Игла 20 снабжена буртиком 29, который фиксирует уплотнение 19 в золотнике 17.
Игла 20 жестко соединена с золотником 17 посредством резьбового соединения, при этом буртик 29 поджимает уплотнение 19 к золотнику 17 при ввинчивании иглы 20 в золотник 17. Корпус 1 снабжен штуцером 30 для подключения резервуара с огнетушащей средой к зарядному устройству (не показано).
Устройство работает следующим образом.
В исходном положении (фиг.1) ЗПУ закрыто. При срабатывании датчика в зоне возгорания электрический импульс передается к электромагниту, шток 31 которого воздействует на иглу 20 ЗУ6, жестко соединенную с золотником 17 (фиг.2), который, будучи разгруженным через канал 24 и радиальную проточку 26 в атмосферу, свободно перемещаясь, открывает сбросовое отверстие 21 (фиг.3), до этого момента герметизированное уплотнением 19, в свою очередь, надежно зафиксированным буртиком 29 (фиг.4) иглы 20.
Рабочая камера 7 при этом через каналы 27 и 28 и через сбросовое отверстие 21 сообщается с атмосферой, в результате чего давление в рабочей камере 7 уменьшается, и при усилии, действующем на ступенчатую втулку 5 со стороны кольцевой ступени 9, величина которого становится больше усилия, оказываемого на кольцевую ступень 8 со стороны рабочей камеры, ступенчатая втулка 5 вследствие разности усилий перемещается в сторону штуцера 3. Открывается периферийный осевой проход 4, и огнетушащая среда из резервуара через сквозные отверстия 12, периферийный осевой проход 4, ступенчатую втулку 5, штуцер 3 поступает в коллектор системы пожаротушения.
2
Реализация отличительных признаков полезной модели обеспечивает технический результат, состоящий в разгрузке иглы 20 золотникового устройства и связанного с нею штока 31 электромагнита; кроме того признаки: «…игла 20 снабжена буртиком 29, фиксирующим уплотнение 19 в золотнике 17, при этом игла 20 соединена с золотником 17 посредством резьбового соединения» обеспечивают технический результат, состоящий в предотвращении выдавливания уплотнения 19 в зазор между иглой 20 и корпусом 16 золотникового устройства, в результате чего достигается герметичность золотникового устройства при высоких (более 60 кг/см) давлениях огнетушащей среды.
Возможность использования резервуаров с огнетушащей средой под высоким давлением позволяет увеличить мощность установки без увеличения ее габаритных размеров.
Разгрузка электромагнитного привода иглы золотникового устройства обеспечивает возможность снижения или сохранения мощности и, соответственно, размеров этого привода даже при повышении давления огнетушащей среды.
Для реализации устройства может быть использовано обычное оборудование, материалы и комплектующие изделия, что, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели условию патентоспособности «Промышленная применимость».