КЛАПАННЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2007 года по МПК A62C37/08 F16K17/16 

Предпосылки изобретения

Настоящее изобретение касается клапанного элемента, охарактеризованного в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, который включает в себя корпус, по меньшей мере, одно первое входное отверстие, по меньшей мере, одно второе входное отверстие и, по меньшей мере, одно выходное отверстие.

Изобретение касается так называемых клапанов задержки, используемых в системах нагнетания среды, чтобы открывать канал после запуска по достижении заданного значения разности давлений. Как известно, такие клапаны довольно сложны и, особенно в случае подаваемых под давлением газообразных сред, возникают проблемы в отношении герметичности. С другой стороны, в вариантах применения, где клапанные элементы могут очень долгое время оставаться не использованными, например, в связи с системами тушения пожара, надежная работа клапанов также является важным конструктивным параметром.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение совершенно нового типа технического решения, которое позволит исключить недостатки предшествующего уровня техники. Задачей изобретения является создание надежного устройства, которое может использоваться главным образом в системах пожаротушения.

Клапанный элемент согласно изобретению характеризуется комбинацией, включающей в себя, по меньшей мере, один разрывной диск (разрывную мембрану) или эквивалентный элемент, который до разрушения закрывает канал от второго входного отверстия до, по меньшей мере, выходного отверстия, и поршень, включающий в себя пробивной элемент или тому подобное для пробивки разрывного диска, причем вышеупомянутый пробивной элемент выполнен с возможностью перемещения, по меньшей мере, между двумя положениями при пробивке разрывного диска, в первом положении канал от второго входного отверстия до выходного отверстия закрыт, в то время как во втором положении канал от второго входного отверстия до выходного отверстия открыт, при этом во второе положение поршень перемещается после того, как разность давлений между вторым входным отверстием и первым входным отверстием достигнет заданного значения.

Устройство, соответствующее изобретению, дополнительно характеризуется признаками, указанными в пунктах 2-6 формулы изобретения.

Техническое решение согласно изобретению имеет ряд значительных преимуществ. Путем использования в клапанном элементе комбинации, включающей в себя разрывной диск и движущийся поршень, который одновременно действует как шток клапана, реализуется непроницаемый клапан задержки, обладающий надежностью при запуске. Данное решение особенно хорошо применимо для использования в системах высокого давления, например, в системах высокого давления для тушения, использующих водяной туман.

Краткое описание чертежей

Изобретение описано ниже более подробно на примерах осуществления со ссылками на чертежи, на которых показано:

Фиг.1 - вариант осуществления устройства согласно изобретению и

Фиг.2 - клапанный элемент согласно изобретению.

Детальное описание изобретения

Клапанный элемент 20 согласно изобретению включает в себя корпус 21, имеющий, по меньшей мере, одно первое входное отверстие 26, по меньшей мере, одно второе входное отверстие 27 и, по меньшей мере, одно выходное отверстие 28. В корпусе клапанного элемента согласно изобретению предусматривается комбинация, включающая в себя, по меньшей мере, один разрывной диск 23 (разрывная мембрана) или эквивалентный элемент, который до разрушения закрывает канал от второго входного отверстия 27 до, по меньшей мере, выходного отверстия 28, и поршень 25, содержащий пробивной элемент 24 или тому подобное для пробивки разрывного диска, вышеупомянутый поршень выполнен так, чтобы передвигаться, по меньшей мере, между двумя положениями при пробивке разрывного диска, в первом положении канал от второго входного отверстия 27 до выходного отверстия 28 закрыт, в то время как во втором положении канал от второго входного отверстия до выходного отверстия открыт, во второе положение поршень перемещается после того, как разность давлений между вторым входным отверстием и первым входным отверстием достигнет заданного значения.

Клапанный элемент 20 согласно изобретению представлен на фиг.2. Устройство является так называемым клапаном задержки, который открывает канал от источника 1' среды под давлением к линии 2', когда разность давлений между линией 2, используемой для запуска, и источником 1' среды под давлением увеличивается до достаточно высокого уровня (т.е. на практике после того, как давление в линии 2 упадет до заданного значения). Устройство включает в себя корпус 21, снабженный первым входным отверстием 26 на его первом конце для присоединения к пусковой линии 2 и вторым входным отверстием 27 для присоединения к источнику 1' среды под давлением предпочтительно на втором конце. Корпус снабжен выходным отверстием 28, присоединенным, например, к линии 2'. Корпус снабжен разрывным диском, который до разрыва закрывает канал между вторым входным отверстием и выходным отверстием. Корпус включает в себя цилиндрическую полость 22 с размещенным в ней плотно прилегающим поршнем 25. Цилиндрическая полость сообщается с первым входным отверстием 26. Поршень снабжен пробивным элементом 24, предпочтительно на штоке, на конце, обращенном к разрывному диску. Поршень снабжен отверстием 29, предпочтительно выполненным в штоке так, что проходит на некоторое расстояние от пробивного элемента в осевом направлении поршня. Поршневой шток снабжен, по меньшей мере, одним отверстием 242, проходящим от отверстия 29 и открывающимся к боковой поверхности штока поршня. Пробивной элемент может быть снабжен, по меньшей мере, одним отверстием 241. Уплотнительный элемент 243, предпочтительно уплотнительное кольцо, устанавливается на поршневом штоке на некотором осевом расстоянии от пробойника, вышеупомянутый уплотнительный элемент по существу герметизирует соединение между поршневым штоком и поверхностью скольжения втулки. Поршневой шток снабжается уплотнительным элементом 243, предпочтительно уплотнительным кольцом, помещенным на некотором осевом расстоянии от пробойника, а поршень снабжается другим уплотнительным элементом 251. Поршень и пробивной элемент объединены в узел, который может перемещаться в цилиндрическом пространстве 22 между, по меньшей мере, тремя положениями. Фиг.2 показывает первое положение, где пробивной элемент остается на стороне выходного отверстия 28 от разрывного диска. Во втором положении пробивной элемент, по меньшей мере, частично протыкает разрывной диск, в этой ситуации среда под давлением, выходящая из источника 1' среды под давлением, может оказывать давление через отверстие, выполненное в разрывном диске 23, на площадь поперечного сечения поршня со стороны, обращенной к пробивному элементу 24. Так как давление среды, превалирующее в цилиндрическом пространстве 22, соединенной с первым входным отверстием 26, действует на первую площадь поперечного сечения поршня, которая в случае, изображенном на фиг.2, больше, чем площадь его поперечного сечения со стороны, обращенной к пробивному элементу, то канал от второго входного отверстия к выходному отверстию еще не открыт. В третьем положении, в случае, изображенном на чертеже, узел: поршень - пробивной элемент перемещается дальше к первому входному отверстию 26 так, что когда уплотнение 243 на штоке поршня не давит больше на уплотнительную поверхность втулки 211, между вторым входным отверстием 27 и выходным отверстием 28 открывается, по меньшей мере, один канал. В случае, изображенном на фиг.2, среда под давлением впускается через отверстие 29 в штоковую часть поршня и, по меньшей мере, через одно другое отверстие 242 в часть 221 цилиндрического пространства 22, которое сообщается с выходным отверстием 28. В варианте осуществления, представленном на чертеже, выходное отверстие 28 располагается между первым и вторым входными отверстиями.

На фиг.1 схематично представлена система для подачи среды под давлением, в которой может использоваться клапанный элемент в соответствии с изобретением. Система включает в себя, по меньшей мере, два источника 4, 4' давления, предпочтительно соединенные параллельно, которые в решении, представленном на чертеже, состоят каждый из четырех контейнеров 4, 4' давления. Кроме того, система включает в себя, по меньшей мере, один первый источник 1 давления и средства для открытия соединяющего канала от первого источника 1 давления к контуру 2 давления, который связан с первым источником 4 давления. Средства для открытия соединяющего канала включают первый клапанный элемент 10, который располагается между первым источником 1 давления и контуром 2 давления. Если первый клапанный элемент 10 открыт, например, запущено системой 7 управления или вручную, то давление в контуре 2 возрастает. В результате чего открывается второй клапанный элемент 3, который расположен, по меньшей мере, в канале 5 между первым источником 4 давления и контуром 2. После того, как давление в контуре 2 увеличится до достаточного уровня, при заданном давлении откроется третий клапанный элемент 6.

Когда давление в контуре 2 увеличивается, открывается канал от второго источника 1' давления до четвертого клапанного элемента 20. Это сохраняет связь со второй ветвью 2' контура давления, закрытой до тех пор, пока давление в первом контуре 2 давления не упадет до заданного значения. В указанной ситуации давление в первом контуре 2 давления упало до заданного значения. После этого давление во втором контуре 2' возрастает, в результате чего клапанные элементы 3, соединенные, по меньшей мере, с одним вторым источником 4' давления, открывают канал 5' во второй контур 2'давления. Третий клапанный элемент 6 не открывается до тех пор, пока давление во втором контуре 2' давления не достигнет заданного значения.

Разрывной диск предпочтительно выполнен с возможностью выдерживания высоких давлений и разностей давлений. Действующие давления обычно более 30 бар, предпочтительно более 70 бар. Давления могут даже доходить до 300 бар. Разрывной диск предпочтительно включает в себя более тонкую часть в области, на которую действует пробивной элемент в ситуации запуска.

Клапанный элемент может представлять собой запирающий клапан второго источника давления, который открывается импульсом давления, полученным от первого источника давления. В частности, клапан представляет собой так называемый клапан задержки. Клапанный элемент обычно используется в системе пожаротушения.

Клапанные элементы согласно изобретению могут применяться главным образом в связи с системами пожаротушения, особенно в связи с устройствами тушения пожара, использующими водяной туман под высоким давлением. Среда, находящаяся под давлением, может состоять из газа, жидкости или смеси газа и жидкости.

Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что изобретение не ограничено вышеописанными вариантами осуществления, и то, что оно может изменяться в объеме представленной ниже формулы изобретения.

Клапанный элемент (20) включает в себя корпус (21), по меньшей мере, одно первое входное отверстие (26), по меньшей мере, одно второе входное отверстие (27) и, по меньшей мере, одно выходное отверстие (28). Клапанный элемент состоит из комбинации, включающей в себя, по меньшей мере, один разрывной диск (23) или эквивалентный элемент, который до разрушения закрывает канал от второго входного отверстия (27) до, по меньшей мере, выходного отверстия (28), и поршень (25), включающий в себя пробивной элемент (24) или тому подобное для пробивки разрывного диска, вышеупомянутый поршень выполнен с возможностью перемещения, по меньшей мере, между двумя положениями при пробивке разрывной мембраны, в первом положении канал от второго входного отверстия (27) до выходного отверстия (28) закрыт, в то время как во втором положении канал от второго входного отверстия (27) до выходного отверстия (28) открыт, во второе положение поршень перемещается после того, как разность давлений между вторым входным отверстием и первым входным отверстием достигнет заданного значения. Изобретение реализует непроницаемый клапан задержки, обладающий надежностью при запуске. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Клапанный элемент (20), включающий в себя корпус (21), по меньшей мере, одно первое входное отверстие (26), по меньшей мере, одно второе входное отверстие (27) и, по меньшей мере, одно выходное отверстие (28) и, по меньшей мере, один разрывной диск (23), который до разрушения закрывает канал от второго входного отверстия (27) до, по меньшей мере, выходного отверстия (28), и поршень (25), включающий в себя пробивной элемент (24) для пробивки разрывного диска, отличающийся тем, что поршень выполнен с возможностью перемещения, по меньшей мере, между двумя положениями при пробивке разрывного диска, в первом положении канал от второго входного отверстия (27) до выходного отверстия (28) закрыт, в то время как во втором положении канал от второго входного отверстия (27) до выходного отверстия (28) открыт, возможность перемещения во второе положение поршень имеет после того, как разность давлений между вторым входным отверстием и первым входным отверстием достигнет заданного значения.2. Клапанный элемент по п.1, отличающийся тем, что поршень снабжен отверстием (29), предпочтительно выполненным в поршневом штоке так, что оно проходит на некоторое расстояние от пробивного элемента в осевом направлении поршня, в поршневом штоке выполнено, по меньшей мере, одно отверстие (242), проходящее от вышеупомянутого отверстия и открывающееся на боковую поверхность штока поршня.3. Клапанный элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что поршневой шток снабжен уплотнительным элементом (243), предпочтительно уплотнительным кольцом, помещенным на некотором осевом расстоянии от пробойника, а поршень снабжен другим уплотнительным элементом (251).4. Клапанный элемент по п.1, отличающийся тем, что представляет собой запирающий клапан второго источника давления, и при этом имеет возможность открывания импульсом давления, полученным от первого источника давления.5. Клапанный элемент по п.1, отличающийся тем, что представляет собой клапан задержки.6. Клапанный элемент по п.1, отличающийся тем, что имеет возможность применения в системе пожаротушения.