мембранное предохранительное устройство

Формула изобретения

Мембранное предохранительное устройство, включающее корпус с входной и выходной камерами, разделенными разделительным элементом, пирокамеру и исполнительный механизм, отличающееся тем, что исполнительный механизм выполнен в виде хлопающей мембраны, закрепленной герметично в пирокамере с помощью вкладыша, в котором выполнены сквозные отверстия, при этом внутренняя поверхность вкладыша, контактирующая с наружной поверхностью хлопающей мембраны, выполнена вогнутой, а пирокамера сообщена с входной камерой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к устройствам для предохранения магистралей и емкостей пневмогидросистем от избыточного давления или для исполнения пневмокоманд, например, для отсоединения аварийных буев.

Известно запорно-пусковое устройство, применяемое в установках пожаротушения и содержащее корпус с входным и выходным каналами, разрывную мембрану, перекрывающую входной канал, средство разрушения мембраны, кинематически связанное с мембраной и снабженное пиропатронным зарядом (см., например, RU 2092204 C1, F 62 С 37/40, 10.10.97).

Недостатком известного устройства является наличие значительного количества кинематических элементов и наличие источника электропитания для приведения в действие пиропатрона, что усложняет конструкцию устройства в целом, а также снижает его надежность и увеличивает массу и габариты.

Известен запорно-пусковой пироклапан, установленный на емкости (модуле) с огнегасящим веществом, находящимся под давлением. Указанный пироклапан приведен в патенте ЕР 0383368, F 16 К 17/40, 22.08.90. Он содержит корпус с входным и выходным каналами, камеру с пиропатроном, разрывной запорный орган с ослабляющей кольцевой выточкой, расположенной между двумя его частями с одинаковыми наружными диаметрами. Одна часть запорного органа выполнена в виде втулки, закрепленной на корпусе, а другая его часть - в виде поршня с полым хвостовиком. Полость, окружающая выточку, загерметизирована и соединена с камерой пиропатрона.

Недостатком этого клапана является недостаточное быстродействие и недостаточная надежность срабатывания, что объясняется широким диапазоном разброса величин усилий разрыва запорного органа.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является мембранное предохранительное устройство (см. патент RU 2043561, кл. F 16 К 17/14, 10.09.1995), содержащее корпус с входной и выходной камерами, которые разделяет разрывная мембрана и сообщенный с входной камерой подпружиненный управляющий элемент в виде наконечника, который выполнен раздельно от выходной камеры, в корпусе соосно с разрывной мембраной выполнена пирокамера с подпружиненным ударником, взаимодействующим с перпендикулярным его оси наконечником и тугоэлементом, причем в пирокамере установлен исполнительный элемент в виде поршня, жестко закрепленного с разрывной мембраной, а выходная камера выполнена между разрывной мембраной и поршнем.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, значительные ее габариты и масса и недостаточная надежность и удароустойчивость из-за возможного ударного воздействия со стороны управляющего механизма. При этом происходит сжатие пружины и перемещение штока, которое приводит к несанкционированному срабатыванию пиросредств.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции, уменьшение габаритов и массы устройства, увеличение быстродействия, повышения надежности и удароустойчивости.

Задача достигается тем, что в мембранном предохранительном устройстве, включающем корпус с входной и выходной камерами, разделенными разделительным элементом, пирокамеру и исполнительный механизм, выполненный в виде хлопающей мембраны, закрепленной герметично в пирокамере с помощью вкладыша, в котором выполнены сквозные отверстия, при этом внутренняя поверхность вкладыша, контактирующая с наружной поверхностью хлопающей мембраны, выполнена вогнутой, а пирокамера сообщена с входной камерой.

На чертеже изображен общий вид мембранного предохранительного устройства.

Мембранное предохранительное устройство содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 камерами, разделительный элемент 4, установленный в корпусе 1 и разделяющий камеры 2 и 3. В корпусе 1 размещены пирокамера 5, в которой расположены исполнительный механизм в виде хлопающей мембраны 6, закрепленной герметично в пирокамере 5 с помощью вкладыша 7, имеющего сквозные отверстия 8, при этом внутренняя поверхность вкладыша 7, контактирующая с наружной поверхностью хлопающей мембраны, выполнена вогнутой и соответствующей выпуклой поверхности хлопающей мембраны 6. В корпусе пирокамеры 5, кроме того, размещены последовательно ударник 9 с фиксатором 10, воспламенитель 11 и заряд 12, который при срабатывании воздействует на разделительный элемент 4. Пирокамера 5 сообщена с входной камерой 2 трубопроводом 13. Герметичная полость пирокамеры 5 имеет отверстие 14.

При изготовлении мембранного предохранительного устройства герметичная полость пирокамеры 5 заполняют газом через отверстие 14 с давлением, значение которого близко к давлению срабатывания и может значительно превышать порог текучести материала хлопающей мембраны 6. Но ввиду того, что хлопающая мембрана 6 опирается всей выпуклой поверхностью на вкладыш 7, ее разрушения не происходит. После заполнения газом отверстие 14 герметизируют сваркой, при этом давление в герметичной полости остается постоянным в течение всего срока эксплуатации.

Мембранное предохранительное устройство работает следующим образом.

При увеличении давления во входной камере 2 газ через трубопровод 13 поступает в пирокамеру 5 и через вкладыш 7 с отверстиями 8 давление газа воздействует на хлопающую мембрану 6, которая при превышении величины давления во входной камере над давлением в герметичной полости пирокамеры 5 переходит в другое устойчивое положение, изображенное на чертеже пунктиром. При этом хлопающая мембрана 6 ударяет по ударнику 9, который, преодолевая сопротивление фиксатора 10, удерживающего ударник 9 в заданном положении при воздействии вибраций и ударов (см. чертеж), ударяет по капсюлю воспламенителя 11 и подрывает заряд 12. Заряд 12 воздействует на разделительный элемент 4, который разрушается или перемещается, при этом газ или жидкость перепускается из одной камеры в другую, предотвращая разрушение отсека или выполняя функцию управляющего органа.

Данный механизм является работоспобным в течение всего срока эксплуатации устройства, даже в случае, если рабочее давление превышает предел текучести материала хлопающей мембраны.

Таким образом, выполнение узла приведения в действие ударного механизма в виде хлопающей мембраны, закрепленной герметично при помощи вкладыша, позволяет расширить диапазон контролируемых давлений, упростить конструкцию устройства, уменьшить его габариты и массу, увеличить его надежность и удароустойчивость.