close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 15240

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.12.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 15240
(13) C1
(19)
A 62C 37/00
(2006.01)
КЛАПАН СИГНАЛЬНЫЙ (ВАРИАНТЫ)
(21) Номер заявки: a 20080246
(22) 2008.03.05
(43) 2009.10.30
(71) Заявители: Чубаров Рубен Аркадьевич; Жилина Анаида Рубеновна
(BY)
(72) Автор: Чубаров Рубен Аркадьевич
(BY)
(73) Патентообладатели: Чубаров Рубен
Аркадьевич; Жилина Анаида Рубеновна (BY)
(56) SU 18121, 1930.
SU 457363, 1978.
SU 34247, 1934.
RU 2000112610 A, 2002.
BY 15240 C1 2011.12.30
(57)
1. Клапан сигнальный, содержащий корпус, в котором выполнены подводящая, питающая и рабочая полости и мембранный механизм, отличающийся тем, что питающая полость непосредственно контактирует под углом 90° с подводящей и рабочей полостями, а
также выполнена c возможностью взаимодействия с мембранным механизмом, герметизирующим седло, которое установлено в верхней части подводящей полости.
2. Клапан сигнальный, содержащий корпус, в котором выполнены подводящая и рабочая полости и мембранный механизм, отличающийся тем, что в корпусе выполнены две
питающие полости, выполненные соосными, симметричными по горизонтали с осями,
перпендикулярными оси подводящей полости, причем указанные питающие полости
непосредственно контактируют под углом 90° с подводящей и рабочей полостями, а также
выполнены c возможностью взаимодействия с мембранным механизмом, герметизирующим седло, которое установлено в верхней части подводящей полости.
Фиг. 1
BY 15240 C1 2011.12.30
3. Клапан сигнальный, содержащий корпус, в котором выполнены подводящая и рабочая полости и мембранный механизм, отличающийся тем, что в корпусе выполнены три
питающие полости с осями, перпендикулярными оси подводящей полости, две из которых
выполнены соосными, симметричными по горизонтали, а ось третьей питающей полости
перпендикулярна осям указанных двух питающих полостей, причем указанные питающие
полости непосредственно контактируют под углом 90º с подводящей и рабочей полостями, а также выполнены c возможностью взаимодействия с мембранным механизмом, герметизирующим седло, которое установлено в верхней части подводящей полости.
Область техники, к которой относится объект изобретения, - противопожарная техника, пожарная безопасность, автоматическая пожарная защита (АПЗ).
Назначение: запорное, сигнально-пусковое узла управления установок пожаротушения водопенного автоматического.
Ближайшим и единственным аналогом является спринклерно-дренчерный клапан
быстродействующий мембранного типа БКМ - ТУ2509-40-78 [1], в котором подающая и
питающая полости клапана находятся в одной вертикальной линии.
Совокупность признаков прототипа:
вид сигнального клапана: спринклерно-дренчерный;
вид узла управления: спринклерный, дренчерный;
конструктивные параметры: подводящая полость, питающая полость, механизм привода затвора;
направление полостей: прямое (на одной вертикальной оси обе полости).
Существующие конструкции спринклерно-дренчерного вида сигнальных клапанов в
системах автоматического пожаротушения выполняют либо спринклерный, либо дренчерный вид пожаротушения и обеспечивают нормативный расход огнетушащего вещества
в один питательный трубопровод. Техническая задача, поставленная автором изобретения, - разработать конструкцию устройства уменьшенных габаритов и уменьшенной материалоемкости. Второй технической задачей является создание конструкции устройства
уменьшенных габаритов и уменьшенной материалоемкости с новыми свойствами, а именно способностью выполнять одновременно и, самое главное, от одного самостоятельного
узла управления оба вида: и спринклерное, и дренчерное автоматическое пожаротушение.
Поставленная задача в первом варианте клапана сигнального, содержащего корпус, в
котором выполнены подводящая, питающая и рабочая полости и мембранный механизм,
решена тем, что питающая полость непосредственно контактирует под углом 90° с подводящей и рабочей полостями, а также выполнена для взаимодействия с мембранным механизмом, герметизирующим седло, установленное в верхней части подводящей полости.
Поставленные задачи во втором варианте клапана сигнального, содержащего корпус, в
котором выполнены подводящая, питающая и рабочая полости и мембранный механизм,
решены тем, что в его корпусе выполнены две питающие полости, выполненные соосными, симметричными по горизонтали с осями, перпендикулярными оси подводящей полости, причем указанные питающие полости непосредственно контактируют под углом 90° с
подводящей и рабочей полостями, а также выполнены с возможностью взаимодействия с
мембранным механизмом, герметизирующим седло, которое установлено в верхней части
подводящей полости.
Поставленные задачи в третьем варианте клапана сигнального, содержащего корпус, в
котором выполнены подводящая, питающая и рабочая полости и мембранный механизм,
решены тем, что в его корпусе выполнены три питающие полости с осями, перпендикулярными оси подводящей полости, две из которых выполнены соосными, симметричными
по горизонтали, а ось третьей питающей полости перпендикулярна осям указанных двух
2
BY 15240 C1 2011.12.30
питающих полостей, причем указанные питающие полости непосредственно контактируют под углом 90° с подводящей и рабочей полостями, а также выполнены для взаимодействия с мембранным механизмом, герметизирующим седло, установленное в верхней
части подводящей полости.
Примеры реализации заявляемого клапана представлены на чертежах:
фиг. 1 - пример реализации первого варианта заявленного изобретения с одной питающей полостью под углом 90° к оси подводящей полости;
фиг. 2 - пример реализации второго варианта заявленного изобретения с двумя питающими полостями;
фиг. 3 - пример реализации третьего варианта заявленного изобретения с тремя питающими полостями, представленный в проекции фасад;
фиг. 4 - проекция вид сверху заявленного изобретения;
фиг. 5 - схема действия заявленного клапана в составе узла управления;
фиг. 6 - расчетная схема действия узла управления с заявленным клапаном в составе
системы пожаротушения;
фиг. 7 - пример реализации второго варианта заявленного изобретения с дополнительной питающей полостью.
На фиг. 1, 2, 3, 4 и 7 представлены примеры реализации вариантов заявленного
устройства в статике. На фиг. 5 представлен узел управления в дежурном и рабочем режиме при осуществлении устройством заявленного назначения и на фиг. 6 - получение
технического результата в составе автоматического пожаротушения.
На фиг. 1 показан первый вариант устройства, в котором к корпусу 1 клапана с подводящей полостью 2 закреплен корпус привода 3 (корпуса выполнены, например, из чугуна
ВЧ50-2). Загерметизированные мембраной 4, выполненной, например, из каучука и имеющей диски 5 (выполненные, в свою очередь, из стали Ст40Х), они образуют рабочую полость 6. В корпусе 1 выполнена питающая полость 7, непосредственно контактирующая
под углом 90° с подводящей 2 и рабочей 6 полостями. Питающая полость 7 взаимодействует с затвором 8 (выполненным, например, из чугуна ВЧ50-2), герметизирующим седло 9, выполненное, например, из бронзы в верхней части подводящей полости 2. Затвор 8
связан с диском 5 через упор 10, шток 11, выполненный с возможностью возвратнопоступательного движения внутри упора 10, и шток 12, выполненный с возможностью
возвратно-поступательного движения по направляющим втулкам 13 седла 9, для герметизации и разгерметизации седла 9. Упор и штоки выполнены, например, из стали Ст40Х.
В первом варианте заявленного устройства огнетушащее вещество встречает на пути
из полости 2 препятствие в виде диска 5 мембраны 4, и клапан уже под углом 90° направляет на расход через полость 7 рабочую среду (огнетушащее вещество) в объеме Q л/с,
равном подаваемому объему. Упор 10 и затвор 8 под воздействием повышенного гидравлического давления или его спада в полости 6 совершают движения, управляющие расходом рабочей среды через полость 7. Таким образом, при очевидно меньших габаритах и
меньшей материалоемкости заявленный первый вариант клапана функционирует так же,
как и известный клапан.
На фиг. 2 показан вариант устройства, в котором в его корпусе 1 дополнительно выполнена вторая питающая полость 14, выполненная соосной, симметричной по горизонтали с питающей полостью 7, с осью, перпендикулярной оси входной полости 2. Питающие
полости 7 и 14 взаимодействуют с затвором 8 мембранного механизма, герметизирующим
седло 9, выполненное в верхней части подводящей полости 2.
Упор 10 и затвор 8 под воздействием повышенного гидравлического давления или его
спада в полости 6 совершают движения, управляющие расходом рабочей среды через полости 7 и 14. Огнетушащее вещество встречает на пути то же самое препятствие - диск 5
мембраны 4, и, по законам гидродинамики, приход из полости 2 в объеме 2 Qл/с симметрично под углом 90° к диску 5 распадается на два равноценных объема Q л/с и по поло3
BY 15240 C1 2011.12.30
стям 7 и 14 идет одновременно или порознь на расход в питающие трубопроводы (на фигуре не показаны).
На фиг. 3 и 4 показан вариант устройства, в котором в его корпусе 1 дополнительно
выполнена третья питающая полость 15, ось которой перпендикулярна как осям указанных двух питающих полостей 7 и 14, так и оси входной полости 2. Питающие полости 7,
14 и 15, так же как и в первом и втором вариантах реализации, взаимодействуют с затвором 8 мембранного механизма, герметизирующим седло 9, выполненное в верхней части
подводящей полости 2 (на фиг. 3 и 4 не показаны).
Упор 10 и затвор 8 под воздействием повышенного гидравлического давления или его
спада в полости 6 совершают движения, управляющие расходом рабочей среды через полости 7, 14 и 15. Огнетушащее вещество встречает на пути то же самое препятствие - диск
5 мембраны 4 и, по законам гидродинамики, приход из полости 2 в объеме 3Q л/с симметрично под углом 90° к диску 5 распадается на три равноценных объема Q л/с и по полостям 7, 14 и 15 идет одновременно или порознь на расход в питающие трубопроводы 16,
17 и 18 соответственно (фиг. 4).
Принцип действия заявленного клапана в составе узла управления описан со ссылками на фиг. 5.
На фиг. 5 показана схема действия заявленного клапана 19 в составе узла управления,
причем заявленный клапан на примере его реализации с двумя питающими полостями показан с частичным разрезом. Узел управления содержит, например, спринклернодренчерную линию 20 питания, линию 21 сработки спринклерной системы, байпасную
линию 22, причем линии снабжены соответствующими вентилями 23, 24, 25, и ручную
задвижку 26. Указанные линии оснащены электроконтактными манометрами (ЭКМ) 27,
28, 29, 30. Тревожный вентиль 31 установлен на пусковой линии 32 насосов. Спринклерная система содержит распределительную магистраль 33 с побудителями-оросителями 34,
дренчерная система - запорный электромагнитный клапан (ЗЭ) 35 и линию 36 срабатывания со своим побудителем 37. Байпасная линия 22 выполнена для провода небольших повышений давления в обход затвора 8 в питающую и распределительную систему. Для
защиты от больших превышений давления предусмотрен предохранительный клапан 38
со своей дренажной линией 39.
Показанная на фиг. 7 реализация заявленного клапана с дополнительной питающей
полостью представлена на примере второго варианта его исполнения. Представленный
клапан выполнен с дополнительной питающей полостью 45, расположенной в нижней части подводящей полости и соединенной с хозяйственно-питьевым водопроводом (на фигуре не показан) через нормально-открытый электромагнитный клапан 46 и байпас 47.
Заявляемый клапан в составе узла управления работает следующим образом.
I. Дежурный спринклерно-дренчерный режим. Рабочее и дежурное давление в системе
устанавливается проектом.
Приведение узла управления в статический, дежурный режим начинается с закрытия
всех запорных устройств, открыт только продувочный вентиль (на фигурах не показан),
находящийся в максимально удаленной по высоте от заявленного клапана точке.
Открывают вентили 23, 24 и 25 на спринклерно-дренчерной линии 20 питания, на линии 21 сработки спринклерной системы, на байпасной линии 22 и приоткрывают ручную
задвижку 26 так, чтобы был слышен журчащий, небурный поток воды. Это необходимо
строго исполнять, чтобы не создавать воздушные полости с компрессией воздуха в распределительной сети трубопроводов, являющиеся предпосылкой ложных срабатываний и
обратной волны от гидроударов в момент включения насосов для пожаротушения. По мере заполнения системы водой давление на ЭКМ 27 и ЭКМ 30, ЭКМ 28 и ЭКМ 29 уравнивается, закрывают продувочный вентиль, и давление полностью уравнивается во всей
системе, в результате чего затвор 8 под собственным весом закрывает седло 9.
4
BY 15240 C1 2011.12.30
Тревожный вентиль 31 на линии 32 открывают для пуска датчиков сигнализаторов
давления (СДУ) 44. Полости 7 и 14 находятся под давлением огнетушащего вещества из
полости 2.
Спринклерный поток остановился у своих побудителей-оросителей 34 распределительной магистрали, дренчерный поток остановился перед затвором клапана ЗЭ 35 и перед своим побудителем 37 на линии 36 срабатывания дренчерной системы.
Байпасная линия 22 в обход затвора 8 позволяет небольшим повышениям давления в
водопроводной сети свободно переходить воде в питающую и распределительную систему. При больших значениях превышения давления предохранительный клапан 38 со своей
дренажной линией 39 приведет давление в системе в норму.
Ту же функцию предохранительный клапан 38 выполняет при скачке давления от гидроударов, при включении и других неполадках насосов.
Узел управления готов действовать по назначению.
II. Дренчерный, спринклерный и спринклерно-дренчерный виды автоматического пожаротушения в действии. Рабочий режим.
Представленный на фиг. 5 дежурный режим узла управления спринклернодренчерного вида содержит в себе элементы дренчерного и спринклерного вида автоматического пожаротушения и воздействием своих побудительных систем на полости 7 и 14
приводят в рабочее состояние один из видов пожаротушения.
Рабочая полость 6 универсальная, она работает в дренчерном, спринклерном и спринклерно-дренчерном видах автоматического пожаротушения. Заполняется полость 6 водой
из питающего полость подводящего трубопровода через штуцер "P1" при закрытом вентиле подачи воды на штуцер "B1" и наглухо закрытой ручной задвижке 26. Под воздействием рабочего давления в полости 6 на диск 5 и мембрану 4 затвор 8 запирает седло 9.
Ручную задвижку 26 полностью открывают, и система находится в дежурном дренчерном
режиме. Площадь диска 5 и сила давления на него на 20 % больше площади затвора 8, вызывая, соответственно, снижение противодавления со стороны затвора 8.
Дренчерный вид пожаротушения.
В полостях 7 и 14 отсутствует огнетушащее вещество, т.к. дренчерная система сухотрубная, следовательно, запорный электромагнитный клапан 35 может быть изъят из схемы узла управления и заменен задвижками согласно п. 5.47 СНБ 2.02.05-04. Достаточно
срабатывания побудителя 37 в линии 36 срабатывания дренчерной системы, и огнетушащее вещество по распределительным полостям 7 и 14 поступит к очагу пожара.
Спринклерный вид пожаротушения.
Заполнением полостей 7 и 14 при открытых вентилях 23 спринклерно-дренчерной линии 20 питания и чуть открытой ручной задвижке 26 через байпас 22 и штуцеры P1 и B1
создается спринклерный вид пожаротушения. Из схемы узла управления может быть изъят клапан ЗЭ 35 без или с заменой задвижками согласно п. 5.47 СНБ 2.02.05-04 [2]. При
сработке побудителей-оросителей 34 спринклерная система по полостям 7 и 14 приводится в действие.
Спринклерно-дренчерный вид пожаротушения.
Спринклерно-дренчерная система может функционировать только при наличии в схеме узла управления этого вида пожаротушения на питающей линии клапана ЗЭ 35 и дренчерной побудительной линии 36 с ЭКМ 30 в качестве датчика для пуска ЗЭ 35, создавая
управляемую независимую сухотрубную линию, отделенную от водозаполненной полости 14.
Водозаполненная полость 7 и распределительная магистраль 33 с побудителямиоросителями 34 создают управляемую, независимую от сухотрубной полости 14 спринклерную систему.
5
BY 15240 C1 2011.12.30
Сработка побудителей в своих трубопроводах, независимо друг от друга, одновременно или в разное время автоматически приводит заявленный клапан в действие в спринклерно-дренчерный вид автоматического пожаротушения.
Во всех режимах работы заявленного клапана дополнительная полость 45 функционирует независимо от затвора 8, и вода из указанной полости круглосуточно подается через
нормально-открытый электромагнитный клапан 46. В периоды пожаротушения клапан 46
закрывается, и вода из указанной полости подается через байпас 47 с уменьшенной в два
раза водоподачей.
Краткое описание действия устройства в установке автоматического пожаротушения
приведено со ссылкой на фиг. 6.
Кроме описанных выше заявленного клапана 19 с рабочей полостью 6 и в данном
примере двумя питающими полостями 7 и 14, спринклерной распределительной магистрали 33 с побудителями-оросителями 34, дренчерной системы с линией 36 срабатывания со своим побудителем 37, запорным электромагнитным клапаном (ЗЭ) 35 и
электроконтактным манометром (ЭКМ) 30, на фиг. 6 показаны соединенные по потоку
водоисточник 40, насос-водопитатель 41 и подводящий трубопровод 42, а также распределительный трубопровод дренчерной системы с соответствующими оросителями 43.
В целом такая установка автоматического пожаротушения действует следующим образом.
Побудитель 37, находящийся у взрывоопасного очага защищаемого объекта, в результате взрыва и воспламенения легковоспламеняющейся жидкости расплавится. Из этого
побудителя 37 на линии 36 срабатывания клапана под давлением из полости 6 начнет вытекать огнетушащее вещество, снижая при этом давление на седло 9 запорного механизма.
Рабочее давление дежурного режима автоматического водопитателя 41 обеспечит вскрытие затвора 8, подачу огнетушащего вещества в систему пожаротушения и сигнальнопусковую линию на включение датчиков сигнализаторов давления (СДУ) 44 и насосов основных водопитателей (на фигурах не показаны).
Спринклерно-дренчерный вид автоматического пожаротушения работоспособен при
наличии в схеме узла управления запорного электромагнитного клапана ЗЭ 35.
При вскрытии побудителя 37 в линии 36 срабатывания дренчерной системы и падении
в ней давления ЭКМ 30 вскроет ЗЭ 35, и сухотрубная линия полости 14 заполнится огнетушащим веществом. Затвор 8 вскроется, насосы включатся, и образуется дренчерный поток пожаротушения. Вторая водозаполненная магистраль 33 полости 7 независимо от
полости 14 находится в дежурном режиме до тех пор, пока нет очага пожара.
В случае единовременного вскрытия пожаром побудителей 37 и побудителейоросителей 34 распределительных магистралей полостей 14 и 7 соответственно устройство обеспечит включение автоматического пожаротушения в дренчерном и спринклерном режимах одновременно.
Именно это является критерием изобретательского уровня заявленного устройства,
осуществляющего автоматическое пожаротушение трех видов: одновременно по двум
направлениям полостей 7 и 14 либо по одному из направлений полостей 7 или 14 от своих
побудителей.
Работа и полученный технический результат в случае выполнения клапана с тремя питающими полостями 7, 14 и 15 аналогичны описанному примеру.
При проектировании установок автоматического пожаротушения с клапанами спринклерно-дренчерного вида пожаротушения обеспечивается полное, без изменений и дополнений применение нормативной базы и методики расчета УП по СНБ 2.02.05-04 "Пожарная автоматика".
Совокупность существенных признаков, логически связанных и обоснованных законами гидравлики, воплощена в конструкции по назначению: специалисту в области тех-
6
BY 15240 C1 2011.12.30
ники пожаротушения для идентификации очевидно, что при весе на 50 % меньшем заявленное устройство полностью выполняет функции двух аналогов.
В результате следующие свойства заявленного клапана превышают уровень обычного
проектирования:
1. Выполнение одним клапаном функций двух, любого вида, сигнальных клапанов,
управляющих спринклерными или дренчерными секциями и спринклерными секциями с
12 и более пожарными кранами без вторых вводов с задвижками.
2. Выполнение нового вида автоматического пожаротушения спринклерно-дренчерного на основе нового свойства конструкции.
3. Удвоенный и утроенный приход и нормативный расход огнетушащего вещества в
питающих трубопроводах.
4. Масса и габариты устройства сигнального клапана не превышают массы и габаритов любого однотипного клапана зарубежного производства.
5. Сокращение площадей станций пожаротушения для размещения узлов управления,
укомплектованных заявленными сигнальными клапанами.
6. Снижение материалоемкости узлов управления, магистральных кольцевых и тупиковых трубопроводов на станциях пожаротушения.
Осуществление заявленных вариантов 1, 2 и 3 изобретения проведено проверкой
опытных образцов, на соответствие нормам пожарной безопасности признанных годными,
и оформлено актом от 10.03.08 с подписями членов приемной комиссии, начальника OTK
завода и утвержденным главным конструктором завода.
Конструкция устройств по вариантам 2 и 3 позволяет выполнять по двум и трем питающим трубопроводам спринклерный или дренчерный вид пожаротушения или одновременно или порознь спринклерный и дренчерный виды автоматического
пожаротушения с нормативным расходом огнетушащего вещества по своему питающему
трубопроводу.
Заявленное устройство превышает уровень техники в области автоматического пожаротушения и впервые обеспечивает реализацию новых свойств на основе исполнения технической задачи. Технический результат обосновывается следующей причинноследственной связью: конфигурация конструкции прототипа по терминологии из гидравлики - колено, в этой же области техники имеются еще тройники, крестовины и т.д., которые применены автором для формирования конструкции более совершенного устройства.
В результате изобретение обрело новые технические признаки, обеспечивающие ожидаемый технический результат, а именно новый вид автоматического пожаротушения спринклерный и дренчерный одновременно из одного узла управления.
Источники информации:
1. Клапан быстродействующий мембранного типа БКМ-ТУ 2509-40-78 III. Каталог
"Технические средства установок автоматического пожаротушения". Выпуск 2. - Москва,
1986.
2. СНБ 2.02.05-04. Пожарная автоматика. - Минск, 2005.
7
BY 15240 C1 2011.12.30
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
8
BY 15240 C1 2011.12.30
Фиг. 5
Фиг. 6
Фиг. 7
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
9
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
295 Кб
Теги
15240, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа