Многоразовое запорно-пусковое устройство установки газового пожаротушения Российский патент 2024 года по МПК A62C37/36 A62C37/08 F16K3/00 

Изобретение относится к клапанным устройствам для пневмосистем с негорючим газом и применимо, в частности, в баллонных системах пожаротушения огнетушащим газом.

Известно запорно-пусковое устройство установки газового пожаротушения, содержащее цилиндрический корпус с осевым каналом, побудительной камерой внутри и с расположенными под углом друг к другу двумя патрубками, с одним, соосным корпусу с седлом затвора: с входным патрубком с напорной камерой в нем, связанной и с побудительной камерой корпуса и с наполненной инертным газом под давлением емкостью со своим стыковочным штуцером, соединяющим ее с входным патрубком; а также с выходным патрубком с дренчерной камерой в нем; расположенный в корпусе на его оси подвижный подпружиненный затвор в форме стакана, перекрывающего своим дном седло затвора и удерживаемого на седле патрубка в исходном состоянии устройства с незадействованным приводом воздействием на него совокупности сил: одной силы - от давления инертного газа, и другой силы - от давления его пружины, соответствующей силе ее упругости, а при задействовании привода, управляющего пилотным каналом, сформированным совокупностью всех открытых каналов и проточек в устройстве, связанных с побудительной камерой устройства; закрывающую торец корпуса крышку с осевым отверстием и размещенным в нем подвижным клапаном, управляющим перемещением затвора посредством формирования в крышке своего канала для перетекания инертного газа между клапаном и отверстием крышки в атмосферу; привод со своим корпусом и переходной втулкой в нем с радиальными дренажными отверстиями, формирующими вместе с встречным торцем крышки канал для выхода инертного газа в атмосферу, со своим срабатывающим от управляющего сигнала подвижным якорем и подпружиненным толкателем, воздействующим на перемещение клапана в крышке (Патент на изобретение №2411976 С1, кл. А62С 37/08, опубл. 18.03.2010 г.)

Это известное техническое решение обеспечивает надежную фиксацию запорного органа в открытом и закрытом состояниях, т.е. соответственно: в режиме работы и в режиме ожидания.

Недостатком этого запорно-пускового устройства, наиболее близкого к заявляемому изобретению, является невозможность его использования для заполнения опустошенной емкости новой порцией газа, требующего периодического отсоединения ее от запорно-пускового устройства для ее заправки на стороне, что ведет к временным затратам при пожаротушении на заправку емкости новой порцией газа, а также к снижению надежности и долговечности запорно-пускового в целом и, как следствие, неэффективности его использования.

Известно наиболее близкое к заявленному изобретению многоразовое запорно-пусковое устройство установки газового пожаротушения, содержащее цилиндрический корпус с соосно сформированной внутри основной побудительной камерой, с углубленным седлом, а также с двумя своими патрубками, расположенными под углом друг к другу: соосным корпусу входным патрубком, выполненным с возможностью присоединения к нему емкости, с расположенной в нем напорной камерой входного патрубка, и выходным патрубком с оросительной дренчерной камерой выходного патрубка, расположенной в нем, выполненным с возможностью присоединения к нему приспособления для заполнения емкости устройства огнетушащим газом, подвижно размещенный в корпусе соосно с ним под основной побудительной камерой подпружиненный затвор в форме стакана со сквозной проточкой в днище, связанной с напорной камерой, причем, наружный диаметр затвора у его днища меньше наружного диаметра остальной его части и формирует вместе с его днищем поверхность затвора, служащую для его поднятия над седлом корпуса воздействием на нее давления потока огнетушащего газа, привод и срабатывающий от его управляющего сигнала толкатель выполнен с возможностью срабатывания от управляющего сигнала привода и с возможностью поднятия затвора над седлом корпуса с формированием в устройстве основного пилотного канала для транспортировки под давлением порции огнетушащего газа из емкости, подключенной к нагнетательной камере входного патрубка корпуса, в дренчерную камеру (Патент на изобретение №2690890, кл. А62С 37/08, опубл. 06.06.2019). Это наиболее близкое к заявляемому известное устройство более эффективно в использовании, т.к. его конструкция не требует периодического отсоединения опустошенной емкости от запорно-пускового устройства для ее заправки новой порцией газа на стороне, что ускоряет заправку емкости новой порцией газа.

Недостатком этого устройства является его ненадежность из-за невозможности его использования при давлении свыше 150 бар, а также из-за сброса огнетушащего газа в атмосферу через ниппель при работе устройства, значительно уменьшающего полезный объем газа, поставляемого к месту возгорания, что значительно понижает эффективность пожаротушения.

Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности устройства и эффективности его использования при любом давлении в емкости с огнетушащим газом.

Технический результат направлен на обеспечение эффективной работоспособности устройства при любом давлении в емкости с огнетушащим газом, в том числе и при повышенном давлении до предельного в 360 бар за счет использования в нем золотникового клапана, конструктивно обеспечивающего формирование в нем своей, связанной с основной побудительной камерой, дополнительной побудительной камеры с давлением газа, достаточным для резкого кратковременного стравливания в атмосферу минимального объема газа, заполнившего до включения привода объем основной побудительной камеры и каналы этого клапана, и гарантирующего подъем затвора в корпусе напором газа из емкости при тушении пожара.

Указанный технический результат достигается тем, что в многоразовом запорно-пусковом устройстве установки газового пожаротушения, содержащем цилиндрический корпус с соосно сформированной в нем основной побудительной камерой, с углубленным седлом, а также с двумя патрубками, расположенными под углом друг к другу: соосным корпусу входным патрубком с расположенной в нем напорной камерой входного патрубка и выполненным с возможностью присоединения к нему емкости, а также выходным патрубком с расположенной в нем оросительной дренчерной камерой выходного патрубка, выполненным с возможностью присоединения к нему приспособления для заполнения емкости устройства огнетушащим газом; подвижно размещенный в корпусе соосно с ним под основной побудительной камерой подпружиненный затвор в форме стакана со сквозной проточкой в днище, связанной с напорной камерой, причем, наружный диаметр затвора у его днища меньше наружного диаметра остальной его части и формирует вместе с его днищем поверхность затвора, служащую для его поднятия над седлом корпуса воздействием на нее давления потока огнетушащего газа; привод и толкатель, выполненный с возможностью срабатывания от управляющего сигнала привода и с возможностью поднятия затвора над седлом корпуса с формированием в устройстве основного пилотного канала для транспортировки под давлением порции огнетушащего газа из емкости, подключенной к напорной камере входного патрубка, в дренчерную камеру выходного патрубка, ... оно дополнительно снабжено цилиндрическим золотниковым клапаном со сквозным осевым разноразмерно-ступенчатым отверстием и с одной, как минимум, сквозной поперечной проточкой в теле, выполненным с возможностью управления перемещением затвора корпуса и зафиксированным своей нижней частью в корпусе устройства соосно с ним над основной побудительной камерой, а своей верхней частью удерживаемым в переходной втулке привода, и включающим вмонтированные в его осевое отверстие разные цилиндрические узлы, формирующие в этом клапане каналы для перетекания газа, а именно: полый винт с наружной диаметрально-разноразмерной поверхностью и резьбой на конце, свободно охватывающий толкатель с возможностью протока газа между ними при включении привода и установленный в клапане с возможностью формирования одного, как минимум, канала для выхода газа в атмосферу между его наружной поверхностью и одной, как минимум, сквозной поперечной проточкой в теле клапана; верхний поршень, свободно надетый на головку винта с возможностью формирования при задействованном приводе между этим поршнем и приводом дополнительной побудительной камеры клапана, связанной с основной побудительной камерой в корпусе устройства; нижний подпружиненный поршень с одной, как минимум, параллельной оси сквозной проточкой в теле и размещенной в ней пружиной, надетый на винт с формированием вместе неподвижной резьбовой пары с уплотнением между ними; размещенный под нижним поршнем фигурный стакан, центрируемый осью в затворе корпуса, с наружной боковой поверхностью, сформированной по высоте из двух разновеликих по диаметру частей: верхней части большего диаметра, служащей опорой для пружин нижнего поршня, с одной, как минимум, сквозной параллельной оси проточкой в теле, связанной с одной из сквозных проточек нижнего поршня, и нижней части меньшего диаметра, образованной дном стакана с поперечной сквозной проточкой в нем и формирующей в сборе с корпусом между своей боковой поверхностью и внутренней поверхностью корпуса свободный канал, связанный с основной побудительной камерой, а ось, центрирующая фигурный стакан в затворе корпуса, установлена с возможностью расположения над осевой проточкой затвора корпуса, оставляя ее открытой и связанной с побудительной камерой корпуса, а через нее и с открытыми каналами золотникового клапана при незадействованном приводе и размещении затвора корпуса на его седле; и вмонтированный в осевое отверстие фигурного стакана клапанный затвор цилиндрической формы с пустотелыми нишами на концах, в верхней из которых размещено уплотнение, сопрягаемое при незадействованном приводе с торцами толкателя и винта, формируя на своей поверхности седловину для них, а его нижняя ниша вмещает пружину, обеспечивающую герметичное поджатие этого уплотнения к торцам толкателя и винта, при этом в корпусе устройства выполнен обходной канал, открываемый при заполнении опустошенной емкости огнетушащим газом и выполненный с возможностью соединения с основной побудительной камерой, а сам цилиндрический корпус устройства выполнен, как минимум, с одной поперечно-сквозной проточкой в теле, связанной с атмосферой и с встречно расположенной поперечной проточкой в теле золотникового клапана.

Использование в устройстве электромагнитного привода упрощает и ускоряет работу по тушению пожара.

Использование в устройстве ручного привода позволяет принудительно воздействовать на шток механическим усилием при невозможности использования электромагнитного привода или его выходе из строя.

Фиг. 1 - Многоразовое запорно-пусковое устройство в исходном состоянии заполненной газом емкостью и с отключенным электромагнитным приводом.

Фиг. 2 - То же, вид сбоку.

Фиг. 3 - Золотниковый клапан.

Фиг. 4 - Фигурный стакан.

Фиг. 5 - Клапанный затвор.

Фиг. 6 - Вид «А» на фиг. 1.

Фиг. 7 - Устройство с заполненной огнетушащим газом емкостью и подключенным приводом в рабочем состоянии на 1-ом кратковременном этапе, характеризующимся мгновенным действием по перекрытию поступления напорного газа в устройство над затвором корпуса.

Фиг. 8 - Вид «Б» на фиг. 7.

Фиг. 9 - Устройство с заполненной газом емкостью в рабочем состоянии на 2-м кратковременном этапе при включенном электромагнитном приводе.

Фиг. 10 - Вид «В» на фиг. 6.

Фиг. 11 - Устройство при заправке опустошенной емкости газом при отключенном электромагнитном приводе.

Запорно-пусковое устройство содержит:

- Цилиндрический корпус 1 (фиг. 1, 2) с одной, как минимум, сквозной поперечной проточкой 2 в теле, связанной с атмосферой; с основной побудительной камерой 3, соосно сформированной в нем; с расположенным под основной побудительной камерой 3 углубленным седлом 4; с обходным каналом 5, выполненным с возможностью соединения с основной побудительной камерой 3 и открываемым винтом 6 при заполнении опустошенной емкости огнетушащим газом; а также с двумя своими патрубками 7 и 8, расположенными под углом друг к другу: соосным корпусу входным патрубком 7 с расположенной в нем напорной камерой 9 входного патрубка и выполненным с возможностью присоединения к нему емкости 10 с огнетушащим газом, а также выходным патрубком с расположенной в нем оросительной дренчерной камерой 11 выходного патрубка, выполненным с возможностью присоединения к нему приспособления 12 для заполнения емкости устройства огнетушащим газом.

- Подвижно размещенный в корпусе 1 соосно с ним под основной побудительной камерой подпружиненный затвор 13 в форме стакана со сквозной проточкой в днище, связанной с напорной камерой 9, причем, наружный диаметр затвора 13 у его днища меньше наружного диаметра остальной его части и формирует вместе с его днищем поверхность затвора 14, служащую для его поднятия над седлом 4 корпуса 1 воздействием на нее давления потока огнетушащего газа.

- Привод 15, подключаемый при тушении пожара, со своим подвижным якорем 16, переходной втулкой 17 и штоком 18 в ней и толкатель 22, выполненный с возможностью срабатывания от управляющего сигнала привода 15 и возможностью поднятия затвора 13 над седлом 4 корпуса 1 с формированием в устройстве основного пилотного канала для транспортировки под давлением порции огнетушащего газа из емкости 10, подключенной к напорной камере 9 входного патрубка 7, в дренчерную камеру 11 выходного патрубка 8;

- Управляющий перемещением затвора корпуса 13 золотниковый клапан 19 (фиг. 1, 2 и 3) со сквозным осевым разноразмерно-ступенчатым отверстием и с одной, как минимум, сквозной поперечной проточкой в теле 20, связанной со сквозной проточкой 2 корпуса 1 и зафиксированный своей нижней частью в корпусе устройства соосно с ним над основной побудительной камерой 3, а своей верхней частью удерживаемый в переходной втулке 17 привода 15, и включающий вмонтированные в его осевое отверстие цилиндрические узлы, формирующие в этом клапане 19 каналы для перетекания газа:

- полый винт 21 с наружной диаметрально-разноразмерной поверхностью и резьбой на конце, установленный в клапане с возможностью свободного охвата толкателя 22, размещенного под штоком 18 привода 15, обеспечивая при включении привода 15 возможность протока газа между ними, а после его перекрытия возможность формирования каналов для выхода газа в атмосферу между его наружной поверхностью и встречной внутренней поверхностью клапана с одной, как минимум, сквозной поперечной проточкой 20 в теле этого клапана 19;

- верхний поршень 23, свободно надетый на головку винта 21 с возможностью формирования при задействованном приводе 15 в герметичном пространстве между этим поршнем 23 и переходной втулкой 17 привода 15 дополнительной побудительной камеры 24 (фиг. 9) в клапане 19, связанной с основной побудительной камерой 4 в корпусе 1;

- нижний подпружиненный поршень 25 (фиг. 3) с параллельными оси встречными сквозными проточками в теле и размещенными в них пружинами 26, надетый на винт с формированием вместе неподвижной резьбовой пары с уплотнением между ними 27;

- размещенный под нижним поршнем 25 фигурный стакан 28 (фиг. 1, 3 и 4), центрируемым осью 29 в затворе 13 корпуса 1 и нижней части, с наружной боковой поверхностью, сформированной по высоте из двух разновеликих по диаметру частей 30 и 31: верхней части большего диаметра 30, служащей опорой для пружин 26 нижнего поршня 25, с одной, как минимум, сквозной, параллельной оси проточкой в теле 32, связанной с одной из сквозных проточек нижнего поршня 25, и нижней части меньшего диаметра 31, образованной дном стакана 28 со своей поперечной сквозной проточкой в нем 33 и формирующей в сборе с корпусом 1 между своей боковой поверхностью и внутренней поверхностью корпуса 1 свободный канал, связанный с основной побудительной камерой 3. При этом, ось 29, центрирующая фигурный стакан 28 в затворе 13 корпуса 1, установлена с возможностью расположения над осевой проточкой затвора корпуса, оставляя ее открытой и связанной с основной побудительной камерой 3 корпуса, а через нее и с открытыми каналами золотникового клапана при незадействованном приводе и размещении затвора 13 корпуса на его седле 4.

- вмонтированный в осевое отверстие фигурного стакана 28 клапанный затвор 34 (фиг. 1, 3, 5) цилиндрической формы с пустотелыми нишами на концах 35 и 36, верхняя из которых 35 заполнена его уплотнением 37 (Фиг. 6), сопрягаемым при незадействованном приводе 15 с торцами толкателя 22 и винта 21, формируя на своей поверхности седловину для них, а его нижняя ниша 36 вмещает пружину 39, обеспечивающую герметичное поджатие уплотнения 37 к торцам толкателя 22 и винта 21;

- пружина 40, прикрепленная снизу к верхней части 30 фигурного стакана 28 со свободным размещением в канале, связанном с основной побуждающей камерой 4 и сформированном между наружной боковой поверхностью нижней части меньшего диаметра 31 стакана 28 и внутренней поверхностью осевого отверстия клапана 19.

Кроме того запорно-пусковое устройство снабжено манометром 41 (фиг. 2) для контроля давления инертного газа в емкости, заправленной газом, предохранительным устройством 42 с разрывной мембраной, а также установленными по ходу газа уплотнениями (не обозначены), обеспечивающими под воздействием давления газа их плотное прижатие к элементам конструкции, повышая, тем самым, эффективность работы устройства.

Принцип работы запорно-пускового устройства при трех разных режимах, а именно:

- в исходном дежурном режиме ожидания устройства с заполненной огнетушащим газом емкостью 10, характеризуемым размещением затвора 13 корпуса 1 на его седле 4, перекрывая канал между напорной 9 и дренчерной 11 камерами (привод незадействован);

- в рабочем режиме с задействованным при тушении пожара приводом 15;

- в режиме заправки емкости 10 огнетушащим газом (привод незадействован).

Работа устройства в исходном дежурном режиме ожидания с заполненной газом емкостью В исходном дежурном режиме ожидания устройства канал между входным 7 (фиг. 1, 2 и 3) и выходным 8 патрубками перекрыт днищем затвора 13 с упором его в седло 4 корпуса 1, разъединяя входной 7 и выходной 8 патрубки устройства. Обходной канал 5 надежно перекрыт винтом 6, а шток 18 электромагнитного привода 15 находится в верхнем положении, зафиксированном его якорем 16, и не воздействует на толкатель 22 клапана 19. Толкатель 22 золотникового клапана 19, при этом, также располагается в своем верхнем положении за счет усилия пружины 39 клапанного затвора 34, располагающегося в фигурном стакане 28, и сам этот клапанный затвор 34 за счет усилия своей пружины 39 плотно прижат своим уплотнением 37 (Фиг. 6) к торцам толкателя 22 и винта 21, надежно перекрывая канал для перетекания газа из основной побудительной камеры 3 корпуса 1 в герметичное пространство между верхним поршнем 23 золотникового клапана 19 и переходной втулкой 17 привода 15.

При этом, уплотнение 27 нижнего поршня 25 за счет упругости пружин 26 и давления газа, входящего через осевую проточку в днище затвора 13 в осевую проточку 32 в стакане 28, плотно прижато к поверхности винта 21 в корпусе клапана 19, перекрывая при этом канал между основной побудительной камерой 3 и связанными с атмосферой поперечными проточками 20 и 2, соответственно, в клапане 19 и в корпусе 1.

Таким образом, в режиме ожидания с незадействованным приводом запорно-пусковое устройство характеризуется надежностью, т.к. обеспечивает плотное перекрытие напорной камеры, связанной с емкостью, заполненной огнетушащим газом под давлением.

Приведенное подтверждается выполнением следующего неравенства:

- сила упругости пружины 40, действующей на затвор 13 со стороны камеры 3;

- сила, действующая на затвор 13 сверху, со стороны основной побудительной камеры 2.

- давление газа на затвор 13 сверху со стороны основной побудительной камеры 3; D₁ - диаметр затвора 13 корпуса 1;

- сила, действующая на затвор 13 снизу со стороны напорной камеры 9 с емкостью, заполненной огнетушащим газом.

- давление газа на затвор 13 со стороны напорной камеры 9 и емкости с газом;

D₂ - диаметр седла 4 затвора 13 корпуса 1 устройства.

Однако, т.к. давление газа на затвор 13 с разных сторон одинаково, как со стороны напорной камеры 9 и емкости 10 с газом, так и со стороны основной побудительной камеры 3, т.е. , но D₁>D₂, из этого следует, что и

Из вышеприведенного можно заключить, что неравенство (1) справедливо и оно доказывает, что в исходном положении запорно-пускового устройства в режиме ожидания с незадействованным приводом 15 его затвор 13 плотно перекрывает канал между входным 6 и выходным 7 патрубками.

Работа устройства с задействованным приводом при тушении пожара Работа устройства, направленная на тушение пожара, заключается в открытии канала между напорной 9 и дренчерной 11 камерами поднятием затвора 13 над седлом посредством формирования над ним давления газа ниже давления газа в заполненной газом емкости 10.

Поэтому полный временной период работы устройства при тушении пожара, соответствующий полному временному периоду давления штока 18 привода 15 на толкатель 22 клапана 19 можно условно представить в виде двух кратковременных этапов работы, а именно:

1-ый кратковременный этап работы, характеризующийся мгновенным действием по перекрытию поступления напорного газа в устройство над затвором 13 корпуса 1 (фиг. 7, 8);

2-ой кратковременный этап, характеризующийся мгновенным сбросом в атмосферу газа из каналов и проточек клапана и поднятием затвора 13 над седлом 4 напором газа из емкости 10 устройства (фиг. 9, 10).

Работа устройства на 1-ом кратковременном этапе, характеризующимся мгновенным действием по перекрытию поступления напорного газа в устройство над затвором корпуса

При подаче управляющего сигнала на катушку соленоида (не показана) электромагнитного привода 15 (Фиг. 7, 8) его якорь 16 втягивается в эту катушку и воздействует на шток 18, который, начиная опускаться, давит на толкатель 22 клапана 19.

Толкатель 22, опускаясь вниз, сдвигает вниз клапанный затвор 34, что приводит к потере герметичности между седловиной 38 винта 21 и уплотнением 37, и открывает канал между винтом 21 и толкателем 22 для прохода газа с давлением из основной побудительной камеры 3 в пространство между верхним поршнем 23 золотникового клапана 19 и переходной втулкой 17 привода 15, формируя из этого пространства дополнительную побуждающую камеру 24 клапана 19.

Электромагнитный привод 15 своим штоком 16 давит на толкатель 22 с усилием F_прив и он опускается вниз при условии:

F_прив - усилие штока 16 привода 15, действующего на толкатель 22 клапана 19.

F_пр - усилие пружины 39, расположенной в полости 36.

F_в - сила, с которой газ снизу давит на винт 21 давлением Р.

Р - давление газа, давящее снизу на винт 21 (Фиг. 8) с диаметром отверстия D₃,

D₃ -диаметр седловины 38 золотникового клапанного затвора.

Работа устройства на 2-ом кратковременном этапе, характеризующимся мгновенным сбросом в атмосферу газа из каналов и проточек клапана и поднятием затвора корпуса над седлом напором газа из емкости устройства

Повысившееся давление газа в дополнительной побуждающей камере 24 (фиг. 9, 10) клапана 19 продолжает давить на верхний поршень 23 и он смещается вниз, а с ним вместе смещается в осевом направлении и винт 21, который действует на подпружиненный пружиной 23 нижний поршень 25 с уплотнением 27, открывая, тем самым, канал для последовательного продвижения газа из основной побудительной камеры 3 корпуса 1 через канал в сквозное отверстие в верхней части фигурного стакана 30 в сквозные каналы и проточки нижнего поршня 25 в поперечную проточку 20 в теле клапана 19, а от нее через сквозную поперечную проточку 2 (Фиг. 10) в корпусе 1 в атмосферу, обеспечивая, тем самым, кратковременный резкий сброс газа с давлением, значительно превышающим атмосферное давление, из клапана 19 наружу в атмосферу, обусловленный его скоростным истечением газа в узкие поперечные проточки в теле клапана 19 и корпуса 1.

Быстродействие золотникового клапана напрямую связано со скоростью истечения газа в атмосферу через сквозную поперечную проточку 20 в теле этого клапана 19, которое можно описать формулой: где:

υ - скорость истечения газа в атмосферу;

Р_к - давление газа в золотниковом клапане;

Р_о - атмосферное давление;

- объем газа в золотниковом клапане, m - масса газа в золотниковом клапане.

При этом, величины объема газа и массы газа напрямую связаны через формулу Менделеева-Клапейрона: , где:

М - молярная масса газа, R - постоянная Больцмана, Т - температура газа.

Исходя из вышеприведенного, можно утверждать, что скорость истечения газа зависит в большей степени от величины давления газа в золотниковом клапане, так как величина объема газа и, как следствие, масса газа в золотниковом клапане минимизирована конструкцией.

Так как величина давления Р_к в момент нарушения герметичности между уплотнением 27 и корпусом клапана 19 незначительно отличается от давления газа в клапане, то в устройстве обеспечивается высокая скорость истечения газа в атмосферу, сопоставимая со скоростью звука (335 м/с). Экспериментально было установлено, что время срабатывания привода составляет не более 1 секунды. Условие запирания клапанного затвора 34: , где:

F_вп - сила давления газа, давящего сверху на верхний поршень с наружным диаметром D₄ и площадью сечения S₂;

Р_вп - давление газа сверху на верхний поршень 23 с диаметром D₄ и площадью сечения S₂;

F_нп - сила давления газа, давящего сверху на верхний поршень с площадью сечения S₂ и наружным диаметром ;

- наружный диаметр винта 21 в месте его сопряжения со сквозной поперечной проточкой корпуса золотникового клапана;

Р_нп - давление газа снизу на верхний поршень 23 с площадью S₂ и наружным диаметром винта 21 в месте его сопряжения со сквозной поперечной проточкой корпуса золотникового клапана;

F_{пружин26} - усилие пружин 26, расположенных между нижним поршнем 25 и фигурным стаканом 28.

Одновременно снизу из основной побудительной камеры 3 корпуса 1 газ через дополнительный пилотный канал в клапане, сформированный из связанных между собой сквозных проточек в теле верхней части фигурного стакана 30 и сквозных проточек нижнего поршня 25, а также состыкованных поперечных проточек 20 и 2, соответственно, в клапане 19 и корпусе 1 вытекает в атмосферу.

При этом, давление газа в основной побудительной камере 4 резко снижается и затвор 13 в корпусе 1 устройства, поднимаясь со своего седла 4, открывает проход огнетушащего газа между входным 7 и выходным 8 патрубками, обеспечивая тем самым свободное истечение газа под давлением из емкости 10 с этим газом в дренчерную камеру 11 выходного патрубка 8 для тушения пожара.

Таким образом, включением привода 15 формируют в устройстве связанную с основной побудительной камерой дополнительную побудительную камеру с давлением газа, достаточным для резкого стравливания в атмосферу минимального объема газа, заполнившего до включения привода каналы этого клапана газом из основной побудительной камеры корпуса, и гарантирующим подъем затвора в корпусе напором газа из емкости при тушении пожара.

Приведенное подтверждается выполнением следующих неравенств при включении привода:

- сила упругости пружины 40, прикрепленной снизу к верхней части 30 фигурного стакана 28 действующей на затвор 13 со стороны камеры 3;

- сила, действующая на затвор 13 сверху, со стороны основной побудительной камеры 2.

- давление газа сверху на затвор 13 со стороны основной побудительной камеры 3;

- сила, действующая на затвор 13 снизу со стороны напорной камеры 9 с емкостью, заполненной огнетушащим газом.

- давление газа на затвор 13 со стороны напорной камеры 9 и емкости с газом;

D₁ - диаметр затвора 13 корпуса 1;

D₂ - диаметр седла 4 корпуса 1 устройства.

После выработки газа из емкости 10 при пожаротушении затвор 13 опускается на свое седло 4 усилием его пружины 33, перекрывая канал между патрубками 7 и 8.

Работа устройства в режиме заправки емкости огнетушащим газом (привод незадействован).

Для заправки опустошенной емкости 10 (Фиг. 11) новой порцией газа под давлением к выходному патрубку 8 подсоединяют с помощью накидной гайки (не показана) приспособление 12, закачивающее в емкость 10 эту новую порцию газа. С помощью этого приспособления новая порция газа поступает в дренчерную камеру 11 выходного патрубка 8, поднимает затвор 13 усилием давления газа и открывает канал между выходным 8 и входным 7 патрубками для поступления газа в напорную камеру 9, а затем и в емкость 10, заполняя ее полностью. При этом, винт 3 должен быть выкручен, открывая обходной канал 2 между напорной камерой 9 входного патрубка 7 и основной побудительной камерой 3 в корпусе 1. Обходной канал 2 служит для надежного сообщения между напорной камерой 11 входного патрубка 5 и побудительной камерой 4 устройства при заполнении емкости 10 инертным газом.

При заполнении емкости 10 огнетушащим газом, давление в камерах: побудительной 3 и напорной 9, выравнивается и затвор 13 опускается на свое седло 7, перекрывая канал поступления этого газа из дренчерной камеры 11, и запорно-пусковое устройство переходит в режим ожидания, при этом обходной канал 2 необходимо перекрыть винтом 3.

Таким образом, благодаря совокупности своих существенных признаков, отраженных в формуле изобретения, созданное техническое решение позволяет обеспечить работоспособность устройства при любом давлении в емкости с огнетушащим газом, в том числе и при повышенном давлении в ней до предельного в 360 бар, за счет использования в нем золотникового клапана, конструктивно обеспечивающего формирование в нем связанной с основной побудительной камерой своей дополнительной побудительной камеры с давлением газа, достаточным для резкого кратковременного стравливания в атмосферу минимального объема газа, заполнившего газом до включения привода объем основной побудительной камеры и каналы этого клапана, и гарантирующего подъем затвора в корпусе напором газа из емкости при тушении пожара.

Заявленное в качестве изобретения запорно-пусковое устройство прошло заводские испытания и готово к выпуску на предприятии-заявителе.

Изобретение относится к клапанным устройствам для пневмосистем с негорючим газом и применимо в баллонных системах пожаротушения огнетушащим газом. Технический результат направлен на обеспечение эффективной работоспособности устройства при любом давлении в емкости с огнетушащим газом, в том числе и при повышенном давлении до предельного в 360 бар за счет использования в нем золотникового клапана, конструктивно обеспечивающего формирование в нем своей, связанной с основной побудительной камерой, дополнительной побудительной камеры с давлением газа, достаточным для резкого кратковременного стравливания в атмосферу минимального объема газа, заполнившего до включения привода объем основной побудительной камеры и каналы этого клапана, и гарантирующего подъем затвора в корпусе напором газа из емкости при тушении пожара. Указанный технический результат достигается тем, что многоразовое запорно-пусковое устройство установки газового пожаротушения дополнительно снабжено управляющим перемещением затвора корпуса золотниковым клапаном, включающим вмонтированные в его осевое отверстие разные цилиндрические узлы, формирующие в этом клапане каналы для перетекания газа, а именно: полый винт, охватывающий толкатель; верхний поршень, надетый на головку винта с возможностью формирования между этим поршнем и приводом дополнительной побудительной камеры клапана, связанной с основной побудительной камерой устройства; нижний подпружиненный поршень, надетый на винт; размещенный под нижним поршнем фигурный стакан, центрируемый осью в затворе корпуса, установленной с возможностью расположения над осевой проточкой затвора корпуса, оставляя ее открытой и связанной с побудительной камерой корпуса, а через нее и с открытыми каналами золотникового клапана; вмонтированный в осевое отверстие фигурного стакана клапанный затвор с пустотелыми нишами на концах, в верхней из которых размещено уплотнение, сопрягаемое при незадействованном приводе с торцами толкателя и винта, формируя на своей поверхности седловину для них, а его нижняя ниша вмещает пружину, обеспечивающую герметичное поджатие этого уплотнения к торцам толкателя и винта, причем в корпусе устройства выполнен обходной канал, открываемый при заполнении опустошенной емкости огнетушащим газом и выполненный с возможностью соединения с основной побудительной камерой, а сам цилиндрический корпус устройства выполнен как минимум с одной поперечно-сквозной проточкой в теле, связанной с атмосферой и с встречно расположенной поперечной проточкой в теле золотникового клапана. 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Многоразовое запорно-пусковое устройство установки газового пожаротушения, содержащее цилиндрический корпус с соосно сформированной в нем основной побудительной камерой, с углубленным седлом, а также с двумя патрубками, расположенными под углом друг к другу: соосным корпусу входным патрубком с расположенной в нем напорной камерой входного патрубка и выполненным с возможностью присоединения к нему емкости, а также выходным патрубком с расположенной в нем оросительной дренчерной камерой выходного патрубка, выполненным с возможностью присоединения к нему приспособления для заполнения емкости устройства огнетушащим газом; подвижно размещенный в корпусе соосно с ним под основной побудительной камерой подпружиненный затвор в форме стакана со сквозной проточкой в днище, связанной с напорной камерой, причем наружный диаметр затвора у его днища меньше наружного диаметра остальной его части и формирует вместе с его днищем поверхность затвора, служащую для его поднятия над седлом корпуса воздействием на нее давления потока огнетушащего газа; привод и толкатель, выполненный с возможностью срабатывания от управляющего сигнала привода и с возможностью поднятия затвора над седлом корпуса с формированием в устройстве основного пилотного канала для транспортировки под давлением порции огнетушащего газа из емкости, подключенной к напорной камере входного патрубка, в дренчерную камеру выходного патрубка, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено цилиндрическим золотниковым клапаном со сквозным осевым разноразмерно-ступенчатым отверстием и как минимум с одной сквозной поперечной проточкой в теле, выполненным с возможностью управления перемещением затвора корпуса и зафиксированным своей нижней частью в корпусе устройства соосно с ним над основной побудительной камерой, а своей верхней частью удерживаемым в переходной втулке привода, и включающим вмонтированные в его осевое отверстие разные цилиндрические узлы, формирующие в этом клапане каналы для перетекания газа, а именно: полый винт с наружной диаметрально-разноразмерной поверхностью и резьбой на конце, свободно охватывающий толкатель с возможностью протока газа между ними при включении привода и установленный в клапане с возможностью формирования как минимум одного канала для выхода газа в атмосферу между его наружной поверхностью и как минимум одной сквозной поперечной проточкой в теле клапана; верхний поршень, свободно надетый на головку винта с возможностью формирования при задействованном приводе между этим поршнем и приводом дополнительной побудительной камеры клапана, связанной с основной побудительной камерой в корпусе устройства; нижний подпружиненный поршень как минимум с одной параллельной оси сквозной проточкой в теле и размещенной в ней пружиной, надетый на винт с формированием вместе неподвижной резьбовой пары с уплотнением между ними; а также размещенный под нижним поршнем фигурный стакан, центрируемый осью в затворе корпуса, с наружной боковой поверхностью, сформированной по высоте из двух разновеликих по диаметру частей: верхней части большего диаметра, служащей опорой для пружин нижнего поршня, как минимум с одной сквозной параллельной оси проточкой в теле, связанной с одной из сквозных проточек нижнего поршня, и нижней части меньшего диаметра, образованной дном стакана с поперечной сквозной проточкой в нем и формирующей в сборе с корпусом между своей боковой поверхностью и внутренней поверхностью корпуса свободный канал, связанный с основной побудительной камерой, а ось, центрирующая фигурный стакан в затворе корпуса, установлена с возможностью расположения над осевой проточкой затвора корпуса, оставляя ее открытой и связанной с побудительной камерой корпуса, а через нее и с открытыми каналами золотникового клапана при незадействованном приводе и размещении затвора корпуса на его седле; и вмонтированный в осевое отверстие фигурного стакана клапанный затвор цилиндрической формы с пустотелыми нишами на концах, в верхней из которых размещено уплотнение, сопрягаемое при незадействованном приводе с торцами толкателя и винта, формируя на своей поверхности седловину для них, а его нижняя ниша вмещает пружину, обеспечивающую герметичное поджатие этого уплотнения к торцам толкателя и винта, при этом в корпусе устройства выполнен обходной канал, открываемый при заполнении опустошенной емкости огнетушащим газом и выполненный с возможностью соединения с основной побудительной камерой, а сам цилиндрический корпус устройства выполнен как минимум с одной поперечно-сквозной проточкой в теле, связанной с атмосферой и с встречно расположенной поперечной проточкой в теле золотникового клапана.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве привода в устройстве использован электромагнитный или ручной привод.