МЕМБРАННОЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2003 года по МПК F16K17/14 

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к устройствам для предохранения магистралей и емкостей пневмогидросистем от избыточного давления или для исполнения пневмокоманд, например, для отсоединения аварийных буев.

Известно запорно-пусковое устройство, применяемое в установках пожаротушения и содержащее корпус с входным и выходным каналами, разрывную мембрану, перекрывающую входной канал, средство разрушения мембраны, кинематически связанное с мембраной и снабженное пиропатронным зарядом (см., например, RU 2092204 С1, F 62 С 37/40, 10.10.97).

Недостатком известного устройства является наличие значительного количества кинематических элементов и наличие источника электропитания для приведения в действие пиропатрона, что усложняет конструкцию устройства в целом, а также снижает его надежность и увеличивает массу и габариты.

Известен запорно-пусковой пироклапан, установленный на емкости (модуле) с огнегасящим веществом, находящимся под давлением. Указанный пироклапан приведен в патенте ЕР 0383368, F 16 К 17/40, 22.08.90. Он содержит корпус с входным и выходным каналами, камеру с пиропатроном, разрывной запорный орган с ослабляющей кольцевой выточкой, расположенной между двумя его частями с одинаковыми наружными диаметрами. Одна часть запорного органа выполнена в виде втулки, закрепленной на корпусе, а другая его часть - в виде поршня с полым хвостовиком. Полость, окружающая выточку, загерметизирована и соединена с камерой пиропатрона.

Недостатком этого клапана является недостаточное быстродействие и недостаточная надежность срабатывания, что объясняется широким диапазоном разброса величин усилий разрыва запорного органа.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является мембранное предохранительное устройство (см. патент RU 20435561, кл F 16 К 17/14, 10.09.1995), содержащее корпус с входной и выходной камерами, которые разделяет разрывная мембрана и сообщенный с входной камерой подпружиненный управляющий элемент в виде наконечника, который выполнен раздельно от выходной камеры, в корпусе соосно с разрывной мембраной выполнена пирокамера с подпружиненным ударником, взаимодействующим с перпендикулярным его оси наконечником и тугоэлементом, причем в пирокамере установлен исполнительный элемент в виде поршня, жестко закрепленного с разрывной мембраной, а выходная камера выполнена между разрывной мембраной и поршнем.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, значительные ее габариты и масса и недостаточная надежность и удароустойчивостъ из-за возможного ударного воздействия со стороны управляющего механизма. При этом происходит сжатие пружины и перемещение штока, которое приводит к несанкционированному срабатыванию пиросредств.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции, уменьшение габаритов и массы устройства, увеличение быстродействия, повышения надежности и удароустойчивости.

Задача достигается тем, что в мембранном предохранительном устройстве, включающем корпус с входной и выходной камерами, разделенными разрывной мембраной, исполнительный механизм в виде пирокамеры с подпружиненным ударником и управляющий механизм, управляющий механизм выполнен в виде хлопающей мембраны и чеки с фиксатором и отверстием, взаимодействующим с ударником исполнительного механизма, при этом выпуклая поверхность хлопающей мембраны обращена в сторону входной камеры, а вогнутая поверхность - в сторону чеки.

На чертеже изображен общий вид мембранного предохранительного устройства.

Мембранное предохранительное устройство содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 камерами, разрывную мембрану 4, установленную в корпусе 1 и разделяющую камеры 2 и 3. В корпусе 1 по оси расположения разрывной мембраны 4 выполнена пирокамера 5, в которой расположен исполнительный механизм, например, в виде поршня 6, жестко закрепленного с разрывной мембраной 4. В пирокамере 5 расположены, кроме того, воспламенитель 7, заряд 8 и подпружиненный ударник 9, упирающийся в чеку 10, имеющую отверстие 11 и фиксатор 12. В корпусе 1 выполнена также герметичная камера 13, разделенная хлопающей мембраной 14. Выпуклая поверхность 15 хлопающей мембраны 14 обращена в сторону входной камеры 2, внутренний объем которой соединен при помощи трубопровода 16 с герметичной камерой 13. Вогнутая поверхность 17 хлопающей мембраны 14 обращена в сторону зоны низкого давления и чеки 10. В корпусе 1 со стороны чеки 10 выполнен паз 18.

Мембранное предохранительное устройство работает следующим образом.

При заполнении газом или жидкостью входной камеры 2 давление действует на хлопающую мембрану 14, которая при превышении определенного перепада давления между полостями герметичной камеры 13 переходит в другое устойчивое положение, изображенное на чертеже пунктиром. При этом мембрана 14 ударяет по чеке 10, которая, преодолевая сопротивление фиксатора 12, удерживающего чеку 10 в заданном положении при воздействии вибраций и ударов, перемешается в положение, при котором отверстие 11 в чеке 10 устанавливается напротив подпружиненного ударника 9, а конец чеки входит в паз 18. Ударник 9 входит в отверстие 11 чеки 10 и, ударяя по капсюлю воспламенителя 7, подрывает заряд 8. Образовавшиеся пороховые газы, воздействуя на исполнительный механизм в виде поршня 6, жестко закрепленного с разрывной мембраной 4, разрушает разрывную мембрану 4. Через образовавшуюся щель газ или жидкость перепускается из входной камеры 2 в выходную камеру 3, предотвращая разрушение отсека или магистрали.

Данный механизм является работоспособным в случае, если рабочее давление не превышает предела текучести материала хлопающей мембраны и в то же время возможен скачок давления, значение которого может превысить предел прочности защищаемого агрегата.

Таким образом, выполнение узла приведения в действие ударного механизма в виде хлопающей мембраны позволяет упростить конструкцию, уменьшить габариты и массу устройства, увеличить его надежность и удароустойчивость.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к устройствам для предохранения магистралей и емкостей пневмогидросистем от избыточного давления или для исполнения пневмокоманд, например, для отсоединения аварийных буев. Мембранное предохранительное устройство содержит корпус с входной и выходной камерами, разделенными разрывной мембраной. Исполнительный механизм выполнен в виде пирокамеры с подпружиненным ударником, а управляющий механизм выполнен в виде хлопающей мембраны и чеки с фиксатором и отверстием, взаимодействующим с ударником исполнительного механизма. Выпуклая поверхность хлопающей мембраны обращена в сторону входной камеры, а вогнутая поверхность - в сторону чеки. Изобретение позволяет упростить конструкцию, уменьшить габариты и массу устройства, увеличить его надежность и удароустойчивость. 1 ил.

Мембранное предохранительное устройство, включающее корпус с входной и выходной камерами, разделенными разрывной мембраной, исполнительный механизм в виде пирокамеры с подпружиненным ударником и управляющий механизм, отличающееся тем, что управляющий механизм выполнен в виде хлопающей мембраны и чеки с фиксатором и отверстием, взаимодействующим с ударником исполнительного механизма, при этом выпуклая поверхность хлопающей мембраны обращена в сторону входной камеры, а вогнутая поверхность - в сторону чеки.