RU2556056C1

RU2556056C1 - Fire valve

Info

Publication number: RU2556056C1
Application number: RU2014115179/06A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Викторович Вавасов
Priority date: 2014-04-15
Filing date: 2014-04-15
Publication date: 2015-07-10

Abstract

FIELD: fire safety.

SUBSTANCE: fire valve with inlet and outlet holes comprises the spring-loaded locking element and a retainer mounted in the internal cavity of the housing perpendicular to each other and interacting with each other, and a fused part and the gas discharge holes. The valve is provided with a seat with an internal hole communicating with the outlet hole of the valve and mounted coaxially with the locking element in the form of a piston with the hole. The seat is made in the form of a cylinder of variable cross section with consequent reduction in the diameters towards the locking element. The retainer is made in the form of a cylinder of variable cross section, one end of which is mounted in the piston hole, and the other end is made in the form of a disc spring-loaded at the side of a piston, fixed by the fused part of the form of the disc. The surfaces of the seat and piston facing each other are fitted with a metal cutting edge. The length of the retainer part which interacts with the piston is smaller than the height of the fused part. The gas discharge holes are arranged in a plane parallel to the inlet and the outlet holes.

EFFECT: increase in air-tightness of the fire valve.

4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам,The invention relates to mechanical engineering, in particular to devices,

предназначенным для защиты, предотвращения разрушения рабочих емкостей от избыточного давления при возникновении пожара, например для аварийного (в условиях пожара) перекрытия систем трубопроводов с использованием порохового аккумулятора давления и сброса рабочего газа в окружающую среду.designed to protect, prevent the destruction of working tanks from excessive pressure in the event of a fire, for example, for emergency (in case of fire) blocking of piping systems using a powder pressure accumulator and discharge of working gas into the environment.

Известен термически выключаемый предохранительный клапан с входным и выходным отверстиями, содержащий установленные во внутренней полости корпуса подпружиненный запорный элемент, фиксатор, седло и плавкую часть (з. Германии №19715640, МПК6 F16K 17/38, опубл. 29.10.1998 г.). Фиксатор выполнен в виде резьбовой цапфы, которая удерживает запорный элемент в положении открытия. Резьбовая цапфа соединена с упругой тарелью плавкой частью. При недопустимом нагреве плавкая часть освобождает резьбовую цапфу и запорный элемент, который под действием пружины переходит в положение закрытия. Клапан снабжен направляющим устройством, входящим в первый присоединительный штуцер, которое обеспечивает правильную посадку посадочной поверхности. Запорный элемент из-за различного термического расширения прижимается к корпусу.A thermally shut-off safety valve with an inlet and an outlet is known, comprising a spring-loaded locking element, a retainer, a saddle and a fusible part installed in the internal cavity of the housing (German Law No. 19715640, IPC6 F16K 17/38, publ. 10/29/1998). The latch is made in the form of a threaded pin that holds the locking element in the open position. The threaded pin is connected to the elastic plate by the fusible part. With unacceptable heating, the fusible part releases the threaded pin and the locking element, which, under the action of the spring, switches to the closed position. The valve is equipped with a guide device included in the first connecting fitting, which ensures a correct landing surface. The locking element is pressed against the housing due to various thermal expansion.

Устройство данного клапана работоспособно при незначительных величинах давления. При этом достигаемая герметичность недостаточна, т.к. перекрытие выходного канала происходит металл по металлу, из-за чего соединение перекрытия является ненадежным, остаются зазоры. При дальнейшем повышении давления газа возникает возможность разгерметизации клапана - часть газа будет проникать в систему.The device of this valve is operable with insignificant pressure values. At the same time, the achieved tightness is insufficient, because blocking of the output channel occurs metal by metal, due to which the connection of the overlap is unreliable, gaps remain. With a further increase in gas pressure, it becomes possible to depressurize the valve - part of the gas will penetrate into the system.

Известна термически разъединяющая предохранительная арматура с входным и выходным отверстиями, которая содержит установленные в корпусе подпружиненный запорный элемент, седло и плавкую часть (з. Германии №10009803, МПК7 F16K 17/38, опубл. 13.09.2001 г.). В запорный элемент ввинчен винт, который соединен с выведенной из корпуса трубчатой цапфой при промежуточном включении плавкого материала. Цапфа находится в соединении с приводимым вручную средством дистанционного управления и присоединена к канатной тяге. При недопустимом повышении температуры плавкая часть (плавкий материал) расплавляется, из-за чего запорный элемент перемещается на седло.Known thermally disconnecting safety fittings with inlet and outlet openings, which contains a spring-loaded locking element, a seat and a fusible part installed in the housing (German Law No. 10009803, IPC7 F16K 17/38, publ. 13.09.2001). A screw is screwed into the locking element, which is connected to the tubular pin withdrawn from the housing during the intermediate switching on of the fusible material. The trunnion is connected to a hand-operated remote control and attached to the cable tie. With an unacceptable increase in temperature, the fusible part (fusible material) melts, due to which the locking element moves to the seat.

Данное техническое решение предназначено для многократного использования, однако ему присущи недостатки ранее указанного аналога, а также сложность в изготовлении, т.к. необходимо точное изготовление посадочных мест.This technical solution is intended for repeated use, however, it has the disadvantages of the previously mentioned analogue, as well as the difficulty in manufacturing, because precise manufacturing of seats is needed.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения, выбранным в качестве прототипа, является устройство для перекрывания подачи газа с входным и выходным отверстиями, которое содержит установленные во внутренней полости корпуса перпендикулярно друг другу и взаимодействующие друг с другом подпружиненные запорный элемент и фиксатор, плавкую часть и отверстия для сброса газа (з. Японии №61-59427, МПК4 F16K 17/38, опубл. 16.12.1986 г.). Плавкая часть выполнена в виде сопрягаемых частей запорного элемента и фиксатора в виде стопора.The closest analogue of the claimed invention, selected as a prototype, is a device for shutting off the gas supply with inlet and outlet openings, which comprises spring-loaded locking element and latch, a fusible part and discharge openings mounted in the internal cavity of the housing perpendicular to each other and interacting with each other gas (z. Japan No. 61-59427, IPC4 F16K 17/38, publ. 16.12.1986). The fusible part is made in the form of mating parts of the locking element and the latch in the form of a stopper.

Данное устройство обеспечивает достаточную герметичность при невысоких температурах (допустим только интервал плавления уплотнительных элементов). Дальнейшее повышение температуры приведет к плавлению уплотнительных элементов и прохождению газа в рабочий объем.This device provides sufficient tightness at low temperatures (only the melting interval of the sealing elements is permissible). A further increase in temperature will lead to the melting of the sealing elements and the passage of gas into the working volume.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - повышение герметичности пожарного клапана.The problem to which the invention is directed is to increase the tightness of the fire valve.

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого технического решения - надежная фиксация запорного элемента в сработанном состоянии.The technical result obtained by using the proposed technical solution is reliable fixation of the locking element in the actuated state.

Указанный технический результат достигается тем, что в пожарном клапане с входным и выходным отверстиями, содержащем установленные во внутренней полости корпуса перпендикулярно друг другу и взаимодействующие друг с другом подпружиненные запорный элемент и фиксатор, плавкую часть и отверстия для сброса газа, особенность заключается в том, что клапан снабжен седлом с внутренним отверстием, сообщающимся с выходным отверстием клапана и установленным соосно с запорным элементом в виде поршня с отверстием, подпружиненного со стороны входного отверстия, седло выполнено в виде цилиндра переменного сечения с последовательным уменьшением диаметров в сторону запорного элемента, в местах уменьшения диаметров установлены герметизирующие элементы, фиксатор выполнен в виде цилиндра переменного сечения, один конец которого установлен в отверстии поршня, а другой конец выполнен в виде подпружиненного со стороны поршня диска, зафиксированного плавкой частью в виде диска, диаметр которого превышает диаметр верхней части фиксатора, в средней части которого выполнена проточка, в которой установлен уплотнительный элемент, в нижней части фиксатора выполнена дополнительная проточка, в которой размещен герметизирующий элемент, обращенные друг к другу поверхности седла и поршня снабжены металлической режущей кромкой, диаметр кромки поршня превышает диаметр кромки седла, длина части фиксатора, взаимодействующая с поршнем, меньше высоты плавкой части, которая зафиксирована резьбовой пробкой, отверстия для сброса газа расположены в плоскости, параллельной входному и выходному отверстиям таким образом, что при подъеме фиксатора верхняя часть дополнительной проточки фиксатора располагается выше средней части отверстий.The specified technical result is achieved in that in the fire valve with inlet and outlet openings containing spring-loaded locking element and retainer, fusible part and openings for gas discharge, installed in the internal cavity of the housing perpendicular to each other and interacting with each other, the feature is that the valve is equipped with a saddle with an internal hole in communication with the valve outlet and mounted coaxially with the locking element in the form of a piston with an opening spring-loaded from the inlet side th hole, the saddle is made in the form of a cylinder of variable cross-section with a successive decrease in diameters in the direction of the locking element, sealing elements are installed in places of decreasing diameters, the latch is made in the form of a cylinder of variable cross-section, one end of which is installed in the piston bore and the other end is spring-loaded from the side of the piston of the disk fixed by the melting part in the form of a disk whose diameter exceeds the diameter of the upper part of the retainer, in the middle part of which a groove is made, in A sealing element is installed, an additional groove is made in the lower part of the latch, in which a sealing element is placed, the surfaces of the saddle and piston facing each other are provided with a metal cutting edge, the diameter of the piston edge exceeds the diameter of the saddle edge, the length of the latch part interacting with the piston is less than the height the fusible part, which is fixed by a threaded plug, the gas vents are located in a plane parallel to the inlet and outlet openings so that when lifting the upper part of the additional groove of the retainer is located above the middle part of the holes.

Всей совокупностью перечисленных признаков обеспечивается достаточная глубина проникновения взаимодействующих металлических режущих кромок седла и запорного элемента. При этом осуществляется неразъемное соединение подвижной (поршня) и неподвижной (седла) частей клапана, обеспечивая надежную фиксацию запорного элемента в сработанном состоянии. Таким образом достигают надежного перекрытия выходного отверстия и решают задачу повышения герметизации пожарного клапана.The entire combination of the above features provides a sufficient penetration depth of the interacting metal cutting edges of the saddle and the locking element. In this case, one-piece connection of the movable (piston) and stationary (saddle) parts of the valve is achieved, providing reliable fixation of the locking element in the actuated state. In this way, reliable closure of the outlet opening is achieved and the task of increasing the sealing of the fire valve is solved.

При проведении анализа уровня техники, включающего поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявлении источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, не обнаружено аналогов, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам данного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволило выявить совокупность существенных отличительных признаков от прототипа, изложенных в формуле изобретения.When conducting analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and identifying sources containing information about analogues of the claimed invention, no analogues were found that are characterized by features that are identical to all the essential features of this invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the set of essential features of the analogue allowed to identify the set of essential distinguishing features from the prototype set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. В результате поиска не выявлены технические решения с этими признаками. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».To verify the conformity of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. As a result of the search, no technical solutions with these characteristics were identified. On this basis, we can conclude that the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На фиг. 1 представлен пожарный клапан в исходном состоянии.In FIG. 1 shows a fire valve in its original state.

На фиг. 2 изображен пожарный клапан в сработанном состоянии.In FIG. 2 shows a fire valve in a disengaged state.

На фиг. 3 изображено сечение А-А фиг. 1.In FIG. 3 shows a section AA of FIG. one.

На фиг. 4 изображено сечение Б-Б фиг. 2.In FIG. 4 shows a section BB of FIG. 2.

Пожарный клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями. Во внутренней полости корпуса перпендикулярно друг другу и с возможностью взаимодействия установлены подпружиненные запорный элемент 4 и фиксатор 5 (фиг. 1, 2).The fire valve contains a housing 1 with inlet 2 and outlet 3 openings. In the inner cavity of the housing perpendicular to each other and with the possibility of interaction installed spring-loaded locking element 4 and the latch 5 (Fig. 1, 2).

Запорный элемент 4 выполнен в виде поршня с отверстием 6 и нагружен пружиной 7, установленной со стороны входного отверстия 2. Соосно запорному элементу 4 установлено седло 8 в виде цилиндра переменного сечения с последовательным уменьшением диаметров в сторону запорного элемента. В местах уменьшения диаметров установлены герметизирующие элементы 9. Седло выполнено с внутренним отверстием 10, которое сообщается с выходным отверстием 3 клапана.The locking element 4 is made in the form of a piston with an opening 6 and is loaded with a spring 7 mounted on the side of the inlet 2. A seat 8 is mounted coaxially with the locking element 4 in the form of a cylinder of variable cross section with a successive reduction in diameter towards the locking element. In places of decreasing diameters, sealing elements 9 are installed. The seat is made with an inner hole 10, which communicates with the outlet 3 of the valve.

Поверхности седла 8 и поршня 4, обращенные друг к другу, снабжены металлическими режущими кромками 11, 12 соответственно. При этом диаметр режущей кромки 12 поршня 4 превышает диаметр режущей кромки 11 седла 8.The surfaces of the saddle 8 and the piston 4 facing each other are provided with metal cutting edges 11, 12, respectively. The diameter of the cutting edge 12 of the piston 4 exceeds the diameter of the cutting edge 11 of the seat 8.

Фиксатор 5 выполнен в виде цилиндра переменного сечения, один конец которого установлен в отверстии 6 поршня 4, а другой конец выполнен в виде подпружиненного со стороны поршня диска 13. В средней части фиксатора выполнена проточка 14 (например, цилиндрическая), в которой установлен уплотнительный элемент (например, уплотнительное кольцо) 15. В нижней части фиксатора выполнена дополнительная проточка 16 (например, цилиндрическая), в которой размещен герметизирующий элемент 17 (например, прокладка).The latch 5 is made in the form of a cylinder of variable cross-section, one end of which is installed in the hole 6 of the piston 4, and the other end is made in the form of a disk 13 spring-loaded on the piston side. A groove 14 (for example, a cylindrical) is made in the middle part of the latch, in which a sealing element is installed (for example, an o-ring) 15. An additional groove 16 (for example, a cylindrical one) is made in the lower part of the latch, in which a sealing element 17 is placed (for example, a gasket).

Диск 13 зафиксирован пружиной 18 со стороны поршня 4, а с другой стороны - плавкой частью 19 в виде диска, диаметр которого превышает диаметр диска 13. Длина части фиксатора 5, взаимодействующая с поршнем 4, меньше высоты плавкой части 19, которая зафиксирована резьбовой пробкой 20.The disk 13 is fixed by a spring 18 from the side of the piston 4, and on the other hand, by the melting part 19 in the form of a disk whose diameter exceeds the diameter of the disk 13. The length of the part of the latch 5 interacting with the piston 4 is less than the height of the melting part 19, which is fixed by a threaded plug 20 .

Пожарный клапан снабжен отверстиями 21 для сброса газа, которые расположены в плоскости, которая параллельна входному и выходному отверстиям 2, 3. При этом отверстия 21 расположены таким образом, что в сработанном состоянии при подъеме фиксатора 5 верхняя часть дополнительной проточки 16 фиксатора располагается выше средней части отверстий 21 (фиг. 3, 4).The fire damper is provided with openings 21 for venting gas, which are located in a plane that is parallel to the inlet and outlet openings 2, 3. At the same time, the openings 21 are arranged in such a way that, when the lock 5 is raised, the upper part of the additional lock groove 16 is located above the middle part holes 21 (Fig. 3, 4).

Уплотнительное кольцо 15 вместе с резьбовой пробкой 20 препятствует насыщению плавкой части 19 кислородом, таким образом предотвращая переход легкоплавкого материала в тугоплавкий. В обычном режиме, когда газ проходит через клапан, его герметичность обеспечивается герметизирующей прокладкой 17.The sealing ring 15 together with the threaded plug 20 prevents the saturation of the melting part 19 with oxygen, thereby preventing the transition of the low-melting material to refractory. In normal mode, when the gas passes through the valve, its tightness is ensured by the sealing gasket 17.

Клапан работает следующим образом. В аварийной ситуации (при пожаре) плавкая часть 19 расплавляется и под действием подпружиненного фиксатора 5 выдавливается (вытекает) в образующуюся при подъеме фиксатора полость 22 (фиг. 4). Одновременно при подъеме фиксатора 5 открываются отверстия 21 для сброса газа, освободившийся поршень 4 под действием пружины 7 перемещается в сторону седла 8. При этом металлическая режущая кромка 12 поршня 4 врезается в герметизирующий элемент 9 седла 8, а металлическая режущая кромка 11 седла 8 внедряется в поршень 4, что достигается за счет действия избыточного давления со стороны входного отверстия 2. Таким образом происходит надежное перекрытие выходного отверстия 3 клапана.The valve operates as follows. In an emergency (in case of fire), the fusible part 19 is melted and, under the action of a spring-loaded lock 5, is squeezed out (flows out) into the cavity 22 formed when the lock is lifted (Fig. 4). At the same time, when lifting the lock 5, openings 21 for gas discharge open, the released piston 4 under the action of the spring 7 moves towards the seat 8. In this case, the metal cutting edge 12 of the piston 4 cuts into the sealing element 9 of the seat 8, and the metal cutting edge 11 of the seat 8 is inserted into the piston 4, which is achieved due to the action of excess pressure from the inlet 2. Thus, there is a reliable overlap of the outlet 3 of the valve.

Таким образом, представленные данные свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:Thus, the data presented indicate that when using the claimed invention, the following combination of conditions:

- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в различных отраслях промышленности (в исследовательских, испытательных комплексах машиностроительных производств);- a tool embodying the claimed device in its implementation, is intended for use in various industries (in research, testing complexes of engineering industries);

- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления.- for the claimed device in the form in which it is described in the claims, the possibility of its implementation is confirmed.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

The fire valve with inlet and outlet openings contains a spring-loaded shut-off element and retainer, a fusible part and gas vents installed in the internal cavity of the housing perpendicular to each other and interacting with each other, characterized in that the valve is equipped with a seat with an internal opening in communication with the outlet valve and installed coaxially with a locking element in the form of a piston with an opening, spring-loaded from the inlet side, the seat is made in the form of a cylinder of variable cross-section with a consistent decrease in the diameters towards the locking element, in the places where the diameters are reduced, sealing elements are installed, the lock is made in the form of a cylinder of variable cross-section, one end of which is installed in the piston bore, and the other end is made in the form of a disk spring-loaded from the piston side, fixed by the fusible part in the form of a disk the diameter of which exceeds the diameter of the upper part of the latch, in the middle part of which a groove is made, in which the sealing element is installed, in the lower part of the latch There is an additional groove in which the sealing element is placed, the surfaces of the saddle and piston facing each other are provided with a metal cutting edge, the diameter of the piston edge exceeds the diameter of the saddle edge, the length of the retainer part interacting with the piston is less than the height of the melting part that is fixed by the screw plug, holes for gas discharge are located in a plane parallel to the inlet and outlet openings, so that when lifting the lock the upper part of the additional groove of the lock has above the middle of the holes.