Запорно-пусковое устройство системы газового пожаротушения Российский патент 2025 года по МПК A62C37/08 A62C35/02 A62C31/02 

Предлагаемое изобретение относится к области устройств для пожаротушения, в частности к запорно-пусковому устройству системы газового пожаротушения закрытых помещений посредством газообразного огнегасящего вещества, находящегося под высоким давлением.

Запорно-пусковое устройство, предпочтительно высокого давления, системы газового пожаротушения представляет собой клапанное устройство, предназначенное для удержания под давлением газообразного огнегасящего вещества в системах объемного тушения пожаров закрытых помещений, и обеспечивающее выпуск газообразного огнегасящего вещества в случае возникновения возгорания в зоне действия системы пожаротушения как в автономном, так и в принудительном режиме.

Известен модуль газового пожаротушения по патенту РФ на полезную модель № 166375, включающий корпус, заполненный огнетушащим веществом, запорно-пусковое устройство, узел крепления корпуса и средство связи с удаленным пунктом контроля, которое характеризуется тем, что он снабжен предохранительным клапаном с разрывной мембраной и датчиком давления в корпусе. Узел крепления корпуса состоит из цилиндрического стержня и взаимодействующего с ним монтажного кронштейна с фиксатором. Цилиндрический стержень одним торцом укреплен на корпусе напротив запорно-пускового устройства, а со стороны противоположного торца на его цилиндрической поверхности выполнена кольцевая канавка и две параллельные друг другу лыски. Монтажный кронштейн выполнен с возможностью крепления к поверхности защищаемого объекта и имеет несущую поверхность, в которой выполнена фигурная прорезь в виде сквозного отверстия и паза, соединяющего отверстие с краем несущей поверхности, при этом диаметр отверстия соответствует диаметру кольцевой канавки, а ширина паза соответствует расстоянию между лысками. Фиксатор выполнен в виде штифта, устанавливаемого на несущей поверхности с возможностью предотвращения поворота стержня в отверстии кронштейна, а в предохранительном клапане выполнен перепускной канал для сообщения полости корпуса с атмосферой, при этом разрывная мембрана установлена с возможностью перекрытия перепускного канала и выполнена в форме части сферы, обращенной выпуклой частью к атмосферному выходу. Средство связи с удаленным пунктом контроля выполнено в виде электронного блока беспроводной передачи данных, соединенного с датчиком давления в корпусе.

Недостатком описанного выше устройства является то, что величина рабочего давления в нем составляет всего 15 бар (1,5 МПа), что значительно ограничивает объем запасаемого в емкости и высвобождаемого в помещение газообразного огнегасящего вещества, и напрямую влияет на охватываемую область его действия, то есть данная область является совсем небольшой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является многоразовое запорно-пусковое устройство установки газового пожаротушения (патент РФ на изобретение №2690890), которое выбрано в качестве прототипа. Данное устройство содержит цилиндрический корпус с осевым каналом, побудительной камерой внутри и с расположенными под углом друг к другу двумя патрубками, входным и выходным, при этом входной патрубок, соосный корпусу, выполнен с седлом затвора, с глухой нишей в нем для газа, воздействующего на затвор при заполнении им опустошенной емкости, и с напорной камерой, связанной с емкостью, заполняемой инертным газом под давлением. Выходной патрубок выполнен с дренчерной камерой в нем и с переходником для присоединения к нему приспособления для заполнения опустошенной емкости новой порцией инертного газа. В корпусе соосно с ним расположен подвижный затвор, имеющий форму стакана с днищем и сквозной проточкой в нем, связанной с напорной камерой входного патрубка. Наружный диаметр затвора у днища меньше наружного диаметра остальной его части, а переходная часть его наружной поверхности, связывающая части затвора разного диаметра, служит площадкой для поднятия затвора над его седлом за счет воздействия на него потока новой порции газа под давлением при заправке им опустошенной емкости. В стакане затвора размещена пружина. Торец корпуса сверху закрыт крышкой с осевым отверстием. В отверстии крышки размещен подвижный ниппель с подпружиненной осью, управляющий перемещением затвора посредством формирования между его телом и отверстием крышки канала для перетекания инертного газа из побудительной камеры в атмосферу. Устройство снабжено электромагнитным приводом со своим корпусом и установленной в нем переходной втулкой с радиальными дренажными отверстиями с формированием между ее дренажными отверстиями и встречным торцом крышки канала для выхода инертного газа в атмосферу. Электромагнитный привод снабжен подпружиненным толкателем, воздействующим на перемещение оси ниппеля, и якорем, срабатывающим от направленного на его катушку управляющего.

Недостатками данного устройства является то, что устройство не имеет возможности срабатывания в автономном режиме, так как может быть оборудовано только приводами с принудительным исполнением следующего типа: электромагнитного, пневматического или ручного, что снижает его функциональные возможности.

Кроме того, устройство имеет сложную конструкцию в целом и поршня (затвора) в частности. Наличие подпружиненных элементов, действующих в момент срабатывания запорно-пускового устройства, усложняет процесс испускания газа, и как следствие, повышает вероятность появления механической неисправности в виде подклинивания одного или нескольких участвующих в перемещении поршня деталей. Большое количество уплотнений и ниппелей приводит к повышению вероятности утечки огнетушащего газа. Также в процессе истечения огнетушащего газа при срабатывании модуля газового пожаротушения его давление в системе снижается, что может привести к самопроизвольному преждевременному опусканию подпружиненного затвора в исходное закрытое положение, затрудняя истечение газа с минимальным остаточным давлением и препятствуя полному опорожнению запасенного в системе газообразного огнетушащего вещества.

Все это значительно уменьшает надежность функционирования данного устройства и повышает себестоимость его изготовления.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности за счет наличия сигнализатора срабатывания, обеспечивающего автономное срабатывание запорно-пускового устройства, а также за счет упрощения конструкции данного устройства, при одновременном увеличении объема огнетушащего вещества за счет обеспечения рабочего давления до 4-5 МПа, и снижении себестоимости изготовления данного устройства.

Техническим результатом данного изобретения является повышение его надежности при одновременном обеспечении увеличения объема огнетушащего вещества и снижении себестоимости изготовления запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения.

Данный технический результат обеспечивается за счет того, что запорно-пусковое устройство системы газового пожаротушения, содержащее цилиндрический корпус, с внутренним осевым каналом, связывающим верхнюю побудительную камеру с нижними камерами дренчерной и рабочей, подвижный поршень, установленный в осевом канале, и предохранительный клапан, включающий разрывную мембрану, содержит электромеханический пускатель с разрывной мембраной, установленный в первом отверстии верхней части корпуса, и соединенный с осевым каналом, автономный пускатель с тарельчатым клапаном, который опирается на термочувствительную колбу, установленный во втором отверстии верхней части корпуса, а также сигнализатор срабатывания, установленный в глухом отверстии верхней части корпуса, при этом глухое отверстие связано проходным каналом с дренчерной камерой, сообщающейся с атмосферой, а подвижный поршень имеет канал и калиброванное отверстие, связанное с данным каналом, выполненные с возможностью удержания поршня в исходном положении за счет равенства давлений в побудительной и рабочей камерах, при этом герметичность побудительной камеры обеспечена наличием разрушаемой разрывной мембраны электромеханического пускателя и установленным автономным пускателем, тарельчатый клапан которого не имеет механической связи с подвижным поршнем, при этом устройство содержит также зарядный клапан, установленный в нижней части корпуса, и связанный с рабочей камерой, распределительное кольцо с перфорацией, установленное между верхней и нижней частями корпуса, и выполненное с возможностью выбора зоны распыления, а дренчерная камера выполнена с перфорацией.

В предпочтительном варианте выполнения в запорно-пусковом устройстве системы газового пожаротушения распределительное кольцо с перфорацией установлено таким образом, что при частичном совпадении перфорации на распределительном кольце с перфорацией дренчерной камеры распыление газообразного огнегасящего вещества происходит либо на угол 180°, либо на угол 360°, причем общая площадь отверстий перфорации остается неизменной независимо от угла распыления.

Предпочтительно, чтобы запорно-пусковое устройство системы газового пожаротушения содержало манометр с запорным клапаном, установленный в третьем отверстии верхней части корпуса.

Для более подробного раскрытия данного изобретения далее приводится описание конкретных возможных вариантов его выполнения с соответствующими чертежами.

Фиг. 1 - общий вид запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения, согласно данному изобретению.

Фиг. 2 - вид сверху запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения.

Фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения с разнесенными элементами.

Фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2 запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения с разнесенными элементами.

Фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 2 запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения.

Запорно-пусковое устройство системы газового пожаротушения, в предпочтительном варианте его выполнения, содержит цилиндрический корпус 1, состоящий из верхней его части 1.1 с побудительной камерой 2 и нижней его части 3 с дренчерной камерой 4 и рабочей камерой 5, соединенных между собой посредством резьбового соединения, а также подвижный поршень 6 с каналом 7 и калиброванным отверстием 8, распределительное кольцо 9, первое, второе и третье отверстия 10, 11, 12 (фиг. 1-5). В верхней части 1.1 корпуса 1 в третьем отверстии 12 установлен манометр 13 с запорным клапаном 14, а в первом отверстии 10 установлен автономный пускатель 15, включающий в себя тарельчатый клапан 16, опирающийся на термочувствительную стеклянную колбу 17. При этом во втором отверстии 11 установлен электромеханический пускатель 18 с разрывной мембраной 19, а в глухом отверстии 20 установлен сигнализатор срабатывания 22, который проходным каналом 21 связан с дренчерной камерой 4. Также устройство содержит предохранительный клапан 23 с разрывной мембраной 25, и перепускным каналом 24 (фиг. 1-5).

Цилиндрический корпус 1 запорно-пускового устройства, предпочтительно высокого давления, системы газового пожаротушения, состоит из верхней части 1.1 с побудительной камерой 2 и нижней части 3 с дренчерной камерой 4, рабочей камерой 5, при этом верхняя часть корпуса 1 и нижняя часть корпуса 3 соединены между собой посредством резьбового соединения. Внутри корпуса 1 установлен поршень 6 с каналом 7 и калиброванным отверстием 8, а снаружи корпуса 1 установлено распределительное кольцо 9 для выбора зоны распыления, причем перфорация на распределительном кольце 9 частично совпадает с перфорацией дренчерной камеры 4 таким образом, что в зависимости от положения установки распределительного кольца 9 распыление газообразного огнегасящего вещества происходит либо на угол 180°, либо на угол 360°, причем общая площадь отверстий перфорации остается неизменной независимо от угла распыления.

В верхней части 1.1 корпуса 1 распложены три отверстия, первое отверстие 10, второе отверстие 11 и третье отверстие 12, сообщающие побудительную камеру 2 верхней части 1.1 корпуса 1 с атмосферой. При этом в третьем отверстии 12 установлен манометр 13 через запорный клапан 14, в первом отверстие 10 установлен автономный пускатель 15, включающий запорный тарельчатый клапан 16, и опирающийся на термочувствительную стеклянную колбу 17, а во втором отверстии 11 установлен электромеханический пускатель 18 с разрывной мембраной 19. При этом в глухом отверстии 20 установлен сигнализатор срабатывания 22, а данное глухое отверстие 20 связано проходным каналом 21 с дренчерной камерой 4.

В нижней части 3 корпуса 1 запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения установлен предохранительный клапан 23, посредством перепускного канала 24 нижней части корпуса 3, сообщающий рабочую камеру 5 с атмосферой. При этом в перепускном канале 24 установлена разрывная мембрана 25, выполненная из металла и герметично перекрывающая проходное сечение перепускного канала 24. Также в нижней части 3 корпуса 1 установлен зарядный клапан 26.

Запорно-пусковое устройство системы газового пожаротушения работает следующим образом.

Первый этап - заправка газообразным огнегасящим веществом. Заправка производится через зарядный клапан 26, в результате чего газообразное огнегасящее вещество поступает в присоединенный к нижней части 3 корпуса 1 резервуар, при этом давление заряда контролируется посредством манометра 13, установленного через запорный клапан 14 в третье отверстие 12.

Также количество заправленного газообразного огнегасящего вещества может контролироваться за счет взвешивания баллона с огнегасящим веществом после заправки, и по его весу определения заправленного вещества.

Запорно-пусковое устройство системы газового пожаротушения удерживает газообразное огнегасящее вещество в системе пожаротушения, присоединенной к нижней части 3 корпуса 1 с установленным рабочим давлением 4-5 МПа, после чего данное устройство готово к использованию. В случае критического повышения давления в устройстве предусмотрен предохранительный клапан 23, предотвращающий повреждение запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения. При повышении давления газообразного огнегасящего вещества в нижней части 3 корпуса 1 выше допустимой величины, определяемой требованиями по безопасности эксплуатации изделия, происходит разрушение разрывной мембраны 25, в результате чего газ истекает из рабочей камеры 5 по перепускному каналу 24 в атмосферу. При этом, после срабатывания предохранительного клапана 23 необходима замена разрывной мембраны 25 на новую, а также повторная заправка газообразным огнегасящим веществом.

В заправленном под давлением 4-5 МПа резервуаре газообразное огнегасящее вещество может находиться как в сжатом, так и в сжиженном состоянии, что не влияет на работоспособность запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения.

Второй этап - работа в состоянии готовности. Избыточное давление в побудительной камере 2 и рабочей камере 5 выравнивается через канал 7 с калиброванным отверстием 8 в поршне 6, который отделяет данные камеры 2 и 5 от дренчерной камеры 4. Тарельчатый клапан 16 автономного пускателя 15, установленного в отверстие 10, удерживается от перемещения термочувствительной стеклянной колбой 17.

Третий этап - срабатывание запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения. Предусмотрено два варианта для активации срабатывания запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения - автономный и принудительный.

При автономном пуске из-за повышения температуры вследствие образования очага возгорания в зоне срабатывания запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения термочувствительная стеклянная колба 17 разрушается. После разрушения термочувствительной стеклянной колбы 17 тарельчатый клапан 16 перемещается под действием избыточного давления побудительной камеры 2, тем самым происходит сброс давления в побудительной камере 2, вызывая перемещение поршня 6 под действием рабочего давления рабочей камеры 5. В данном случае калиброванное отверстие 8 не обеспечивает достаточную пропускную способность для компенсации резкого изменения давления, и в результате изменения положения поршня 6 происходит соединение рабочей камеры 5 и дренчерной камеры 4, а дренчерной камеры 4 с атмосферой через распределительное кольцо 9, что обеспечивает распыление газообразного огнегасящего вещества на очаг возгорания. В момент распыления происходит повышение давления в дренчерной камере 4, которое через проходной канал 21 воздействует на сигнализатор срабатывания 22, фиксирующий факт срабатывания и установленный в глухом отверстии 20. После срабатывания запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения, вследствие автономного пуска, необходимо произвести установку новой термочувствительной стеклянной колбы 17, и произвести заправку согласно описанию первого этапа.

Принудительный пуск запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения осуществляется при помощи электромеханического пускателя 18, установленного во втором отверстии 11. При поступлении сигнала электромеханический пускатель 18 оказывает разрушающее воздействие на разрывную мембрану 19, установленную во втором отверстии 11, в результате чего разрывная мембрана 19 теряет герметичность, тем самым происходит сброс давления в побудительной камере 2, вызывая перемещение поршня 6 под действием рабочего давления рабочей камеры 5. В данном случае калиброванное отверстие 8 не обеспечивает достаточную пропускную способность для компенсации резкого изменения давления. В результате изменения положения поршня 6 происходит соединение рабочей камеры 5 и дренчерной камеры 4, а дренчерной камеры 4 с атмосферой через распределительное кольцо 9, что обеспечивает распыление газообразного огнегасящего вещества на очаг возгорания. В момент распыления происходит повышение давления в дренчерной камере 4, которое через проходной канал 21 воздействует на сигнализатор срабатывания 22, фиксирующий факт срабатывания, и установленный в глухом отверстии 20. После срабатывания запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения, вследствие принудительного пуска, необходимо произвести замену разрывной мембраны 19 на новую, и произвести заправку согласно описанию первого этапа.

Запорно-пусковое устройство системы газового пожаротушения может быть осуществлено в промышленном производстве.

С целью подтверждения работоспособности данной конструкции в реальных условиях была проведена серия испытаний, которая подтвердила применение запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения, и эффективность его работы при высоком рабочем давлении 4-5 МПа газообразного огнегасящего вещества.

Таким образом, созданное техническое решение, благодаря совокупности своих существенных признаков, отраженных в формуле изобретения, позволяет обеспечить автономное срабатывание запорно-пускового устройства системы газового пожаротушения, что повышает его надежность.

Кроме того, в запорно-пусковом устройстве системы газового пожаротушения удалось повысить рабочее давление до 4-5 МПа, что позволило значительно увеличить объем газообразного огнетушащего вещества в данном устройстве.

Также данное запорно-пусковое устройство имеет упрощенную конструкцию в целом, и поршня в частности. В нем отсутствуют подпружиненные элементы, усложняющие процесс испускания газа, и как следствие, снижено общее количество деталей, в том числе подвижных, что позволяет повысить надежность, долговечность в целом, и эффективность его использования, а также обеспечивает снижение себестоимости его изготовления.

Как очевидно специалистам в данной области техники, данное изобретение легко разработать в других конкретных формах, не выходя при этом за рамки сущности данного изобретения.

При этом настоящие варианты осуществления необходимо считать просто иллюстративными, а не ограничивающими, причем объем данного изобретения представлен его формулой, и предполагается, что в нее включены все возможные изменения и область эквивалентности пунктам формулы данного изобретения.

Предлагаемое изобретение относится к области устройств для пожаротушения, в частности к запорно-пусковому устройству системы газового пожаротушения закрытых помещений посредством газообразного огнегасящего вещества, находящегося под высоким давлением. Запорно-пусковое устройство системы газового пожаротушения содержит цилиндрический корпус с внутренним осевым каналом, связывающим верхнюю побудительную камеру с нижними дренчерной и рабочей камерами, подвижный поршень, установленный в осевом канале, манометр с запорным клапаном, установленным в третьем отверстии, а также содержит электромеханический пускатель с разрывной мембраной, установленный в первом отверстии верхней части корпуса, которое связано проходным каналом с дренчерной камерой, сообщающейся с атмосферой, установленный во втором отверстии верхней части корпуса автономный пускатель с тарельчатым клапаном, который опирается на термочувствительную колбу, а также сигнализатор срабатывания, установленный в глухом отверстии верхней части корпуса, при этом подвижный поршень имеет канал и калиброванное отверстие, связанное с данным каналом, выполненные с возможностью удержания поршня в исходном положении за счет равенства давлений в побудительной и рабочей камерах, при этом герметичность побудительной камеры обеспечена наличием разрушаемой разрывной мембраны электромеханического пускателя и установленным автономным пускателем, тарельчатый клапан которого не имеет механической связи с подвижным поршнем, при этом устройство содержит также зарядный клапан, установленный в нижней части корпуса и связанный с рабочей камерой, распределительное кольцо с перфорацией, установленное между верхней и нижней частями корпуса. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Запорно-пусковое устройство системы газового пожаротушения, содержащее цилиндрический корпус с внутренним осевым каналом, связывающим верхнюю побудительную камеру с нижними камерами дренчерной и рабочей, подвижный поршень, установленный в осевом канале, и предохранительный клапан, включающий разрывную мембрану, отличающееся тем, что содержит электромеханический пускатель с разрывной мембраной, установленный в первом отверстии верхней части корпуса и соединенный с осевым каналом, автономный пускатель с тарельчатым клапаном, который опирается на термочувствительную колбу, установленный во втором отверстии верхней части корпуса, а также сигнализатор срабатывания, установленный в глухом отверстии верхней части корпуса, при этом глухое отверстие связано проходным каналом с дренчерной камерой, сообщающейся с атмосферой, а подвижный поршень имеет канал и калиброванное отверстие, связанное с данным каналом, выполненные с возможностью удержания поршня в исходном положении за счет равенства давлений в побудительной и рабочей камерах, при этом герметичность побудительной камеры обеспечена наличием разрушаемой разрывной мембраны электромеханического пускателя и установленным автономным пускателем, тарельчатый клапан которого не имеет механической связи с подвижным поршнем, при этом устройство содержит также зарядный клапан, установленный в нижней части корпуса и связанный с рабочей камерой, распределительное кольцо с перфорацией, установленное между верхней и нижней частями корпуса и выполненное с возможностью выбора зоны распыления, а дренчерная камера выполнена с перфорацией.

2. Запорно-пусковое устройство системы газового пожаротушения по п. 1, отличающееся тем, что распределительное кольцо с перфорацией установлено таким образом, что при частичном совпадении перфорации на распределительном кольце с перфорацией дренчерной камеры распыление газообразного огнегасящего вещества происходит либо на угол 180°, либо на угол 360°, причем общая площадь отверстий перфорации остается неизменной независимо от угла распыления.

3. Запорно-пусковое устройство системы газового пожаротушения по п. 1, отличающееся тем, что содержит манометр с запорным клапаном, установленный в третьем отверстии верхней части корпуса.