КЛАПАН Российский патент 2007 года по МПК A62C35/02 A62C37/08 

Предпосылки к созданию изобретения

Настоящее изобретение относится к клапану, как он определен в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, содержащему корпус, по меньшей мере, одно впускное отверстие и, по меньшей мере, одно выпускное отверстие, канал, соединяющий впускное отверстие и выпускное отверстие, по меньшей мере, одну разрывную мембрану (разрушаемую мембрану) или ее эквивалент, которая в неразрушенном состоянии перекрывает канал от впускного отверстия к выпускному отверстию, и поршень, содержащий пробивающий элемент или подобный ему для пробивания разрывной мембраны.

Устройство, аналогичное настоящему изобретению, известно из публикации ДЕ 2635076А. Один из недостатков этого технического решения заключается в том, что пробивающий элемент под действием давления возвращается обратно в свое первоначальное положение, так что кусок разрывной мембраны, который мог отделиться от нее при пробивании, может частично преградить канал и, таким образом, создать препятствие для потока рабочей среды под давлением. Кроме того, пробивающий элемент должен полностью проходить через разрывную мемрану для того, чтобы образовать в ней отверстие необходимого диаметра. Если по какой-либо причине движение при пробивании будет неполным, то не будет образовано отверстие необходимого размера.

Задачей настоящего изобретения является создание совершенно нового технического решения, которое дает возможность избежать недостатков устройств, известных из предшествующего уровня техники. Задачей изобретения является создание надежного устройства, которое может быть использовано, главным образом, при пожаротушении.

Устройство согласно изобретению отличается тем, что поршень снабжен каналом для рабочей среды под давлением, проходящим по оси через поршень от одной первой стороны к одной второй стороне, и второй разрывной мембраной или ее эквивалентом, которая в неразрушенном состоянии перекрывает канал, выполненный в поршне.

Кроме того, устройство согласно изобретению отличается признаками, изложенными в пунктах 2-7 формулы изобретения.

Техническое решение согласно изобретению имеет несколько значительных преимуществ. Канал через поршень обеспечивает после пробивания второй разрывной мембраны, выполненной в поршне, эффективное поджатие поршня к первой разрывной мембране. Устройство согласно изобретению является герметичным и надежным. Благодаря использованию меньшей второй разрывной мембраны можно избежать применения больших исполнительных механизмов, требующих много энергии для их приведения в действие. Использование промежуточной детали, как например, шарика, обеспечивает надежное пробивание второй разрывной мембраны и, кроме того, исключает ситуацию, когда поршень исполнительного механизма остается в контакте со второй разрывной мембраной и никакого отверстия не образовано в разрывной мембране. Благодаря применению двухстадийного включения клапана, когда во время первой стадии пробивание второй разрывной мембраны создает поток рабочей среды под давлением в цилиндрическую камеру, тем самым вызывая интенсивное перемещение поршня с пробойником к первой разрывной мембране и ее пробивание, достигается надежное срабатывание клапана, обеспечивающее надежное открывание канала от впускного отверстия к выпускному отверстию. Таким образом, клапан согласно изобретению отлично подходит для использования в системах пожаротушения.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение будет подробно описано в качестве примера со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг. 1 - вид клапана согласно изобретению,

фиг. 2 - вид клапана согласно изобретению во включенном состоянии.

Подробное описание изобретения

На фиг. 1 показан клапан согласно изобретению в исходном положении. Устройство содержит корпус 11, который имеет впускное отверстие 101, соединенное с источником давления, и выпускное отверстие 102, соединенное с отводной линией. Между впускным отверстием и выпускным отверстием расположена разрывная мембрана 13 (разрушаемая мембрана), которая в неразрушенном состоянии перекрывает канал от впускного отверстия 101 к выпускному отверстию 102. Кроме того, устройство содержит средство для пробивания разрывной мембраны 13. Это средство состоит из цилиндра с поршнем 15, который содержит образованный в нем пробивающий элемент 14, предпочтительно на части штока 16 поршня. Поршень 15 выполнен с возможностью перемещения в полости 12 цилиндра между первым положением, в котором пробивающий элемент 14, выполненный на штоке 16 поршня, расположен на входной стороне относительно разрывной мембраны 13, и вторым положением, в котором пробивающий элемент проходит, по меньшей мере, частично к выходной стороне относительно разрывной мембраны 13.

Поршень снабжен, по меньшей мере, одним каналом 17, проходящим через поршень 15 предпочтительно от пробивающего элемента 14 к противоположной стороне поршня 15. В поршне расположена вторая разрывная мембрана 18 (разрушаемая мембрана), которая в неразрушенном состоянии перекрывает проход от впускного отверстия через канал 17 в полость 12 цилиндра на стороне поршня. Давлением, преобладающим во впускном отверстии, обычно является давление рабочей среды под давлением, которое при исходном состоянии клапана присутствует до второй разрывной мембраны.

У конца пробивающего элемента или вблизи него образовано,по меньшей мере, одно отверстие 23, проходящее в канал 17 и образующее часть прохода для рабочей среды под давлением после пробивания разрывной мембраны 13. Кроме того, устройство содержит исполнительное средство для приведения в действие поршня с пробойником. Вариант выполнения клапана, показанный на чертежах, снабжен как ручным исполнительным элементом, так и автоматическим исполнительным элементом 19. Исполнительный элемент предназначен для дистанционного управления, посредством которого клапан должен срабатывать по сигналу управления. Сигнал управления подается по передаточному средству 21, как например, по проводам от системы управления. Сигнал управления вызывает перемещение поршня исполнительного элемента к поршню 15 и второй разрывной мембране 18. Между поршнем 15 и второй разрывной мембраной размещена промежуточная деталь 22, как например, шарик, который при приведении в действие исполнительного элемента пробивает вторую разрывную мембрану 18. При приведении в действие исполнительного элемента его поршень ударяет о шарик, который вследствие созданного таким образом импульса пробивает вторую разрывную мембрану 18. Исполнительным элементом 19 предпочтительно является пиротехническое устройство, в котором ток управления детонирует заряд взрывчатого вещества, вызывая, таким образом, сильное отталкивание поршня исполнительного элемента. Исполнительный элемент может быть соединен с системой управления, так что устройство может быть использовано, например, с оборудованием для пожаротушения, в котором импульс, приводящий в действие исполнительный элемент 19, поступает от детекторов огня и/или детекторов дыма (не показаны). После пробивания второй разрывной мембраны вследствие приведения в действие исполнительного элемента рабочая среда под давлением через канал 17 в поршне и через отверстие, образованное в разрывной мембране 18, поступает в полость 12 цилиндра, вызывая перемещение поршня к первой разрывной мембране 13 (вправо в варианте, показанном на чертежах) и пробивание первой разрывной мембраны 13 (фиг. 2), в результате чего рабочая среда под давлением может проходить от впускного отверстия 101 к выпускному отверстию 102. Через отверстия, образованные в поршне, предпочтительно в его штоке рабочая среда под давлением может поступать в канал в штоке поршня и далее к выпускному отверстию 102.

В варианте осуществления изобретения, показанном на чертежах, клапан также содержит второе выпускное отверстие 103, специально предназначенное для удаления воздуха. Это второе выпускное отверстие может быть снабжено, например, клапаном (не показан) или пробкой.

Таким образом, клапан 10 предпочтительно является пусковым клапаном в системе со средой под давлением.

В вышеописанных вариантах осуществления изобретения шток 16 поршня плотно вставлен относительно стенки полости цилиндра, так чтобы рабочая среда под давлением обычно могла проходить только через канал 17, выполненный через поршень.

Разрывная мембрана предпочтительно выполнена таким образом, чтобы она выдерживала высокие давления и большие перепады давления. Действительные давления обычно составляют свыше 30 бар, предпочтительно свыше 70 бар. Давления могут быть такими высокими, как 300 бар. Разрывная мембрана предпочтительно содержит более тонкую часть в месте, на которое действует пробивающий элемент при срабатывании клапана.

Клапаны согласно изобретению могут применяться, главным образом, в системах пожаротушения, особенно в противопожарном оборудовании, в котором используется водяной туман высокого давления. Рабочей средой под давлением может быть газ, жидкость или смесь газа и жидкости.

Как очевидно специалистам в данной области, изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами его осуществления, а может быть изменено в пределах формулы изобретения, представленной ниже.

Клапан (10), содержащий корпус, по меньшей мере, одно впускное отверстие (101) и, по меньшей мере, одно выпускное отверстие (102), канал, соединяющий впускное отверстие и выпускное отверстие, по меньшей мере, одну разрывную мембрану (разрушаемую мембрану) (13) или ее эквивалент, которая в неразрушенном состоянии перекрывает канал от впускного отверстия к выпускному отверстию, и поршень (15), снабженный пробивающим элементом (14) или ему подобным для пробивания разрывной мембраны. Поршень (15) снабжен каналом (17) для рабочей среды под давлением, проходящим по оси через поршень от одной первой стороны к другой второй стороне, и второй разрывной мембраной или ее эквивалентом, которая в неразрушенном состоянии перекрывает канал (17), выполненный в поршне. Указанные признаки обеспечивают герметичность и надежность клапана. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Клапан (10), содержащий корпус, по меньшей мере, одно впускное отверстие (101) и, по меньшей мере, одно выпускное отверстие (102), канал, соединяющий впускное отверстие и выпускное отверстие, по меньшей мере, одну разрывную мембрану (разрушаемую мембрану) (13), которая в неразрушенном состоянии перекрывает канал от впускного отверстия к выпускному отверстию, и поршень (15), снабженный пробивающим элементом (14) для пробивания разрывной мембраны, отличающийся тем, что поршень (15) снабжен каналом (17) для рабочей среды под давлением, проходящим по оси через поршень от одной первой стороны к одной второй стороне, и второй разрывной мембраной, которая в неразрушенном состоянии перекрывает канал (17), выполненный в поршне.2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что пробивающий элемент (14) снабжен, по меньшей мере, одним отверстием (23), проходящим от наружной поверхности поршня к каналу (17), проходящему через поршень.3. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит средство (19, 22) для пробивания второй разрывной мембраны (18).4. Клапан по п.3, отличающийся тем, что средство для пробивания второй разрывной мембраны содержит исполнительный элемент (19), предпочтительно пиротехническое пусковое устройство, поршень (20) которого при приведении в действие обеспечивает пробивание второй разрывной мембраны (18), или непосредственно, или посредством промежуточной детали (22).5. Клапан по п.4, отличающийся тем, что промежуточной деталью является шарик (22).6. Клапан по п.1, отличающийся тем, что вторая разрывная мембрана (18) в неразрушенном состоянии перекрывает проход от впускного отверстия (101) в полость (12) цилиндра, по меньшей мере, на стороне поршня (15) цилиндра.7. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что шток (16) поршня плотно вставлен относительно стенки полости цилиндра.