Термозатвор

 

Изобретение относится к отсечным противопожарным устройствам, чувствительным к повышению температуры и предназначенным для установки в трубопроводах с легковоспламеняющимися и другими огнеопасными средами. Термозатвор содержит корпус с патрубками, проточной частью, седлом и наружным стаканом, захлопку и чувствительный к повышению температуры окружающей среды механизм стопорения захлопки в открытом положении. Механизм стопорения захлопки размещен в наружном стакане, внутренняя полость которого изолирована от внешней среды крышкой с прокладкой и сообщена с проточной частью корпуса затвора сквозным отверстием. В сквозном отверстии в корпусе установлена втулка с размещенной в наружном стакане вилкой. Вилка снабжена проушинами для подпружиненных стопоров и поворотной катушки с навитым на нее тросом. Один конец троса закреплен на катушке, а другой – пропущен сквозь втулку в проточную часть корпуса затвора и присоединен к захлопке. На торцах катушки закреплены храповые колеса с зубьями для взаимодействия с поворотными стопорами. Стопоры изготовлены из легкоплавких материалов с различными температурами плавления. Храповые колеса установлены на торцах катушки с угловым смещением так, что после разрушения стопора с более низкой температурой плавления захлопка под воздействием потока рабочей среды и силы тяжести подвижных частей затвора прикрывается. Изобретение повышает надежность и универсальность термозатвора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к отсечным противопожарным устройствам, чувствительным к повышению температуры и предназначенным для установки в трубопроводах с легковоспламеняющимися и другими огнеопасными средами.

Известно устройство отсечной противопожарной крышки-захлопки для вентиляционных отверстий, защищенное патентом США № 4650154, МПК 7 F 16 K 31/64, публ. 17.03.87. Крышку-захлопку устанавливают на вентиляционных отверстиях в стенах зданий для изоляции помещений во время пожара. Поворотная крышка-захлопка удерживается в открытом положении автоматически с помощью электромагнита. Перекрытие вентиляционного отверстия в стене в момент возникновения пожара происходит в результате обесточивания электромагнита и под воздействием силы тяжести крышки-захлопки.

Недостатком аналога является сложная система управления крышкой-захлопкой. На случай отказа электромагнитной системы управления в конструкции крышки-захлопки предусмотрена система механического дублирования, включающая рычаги управления, смонтированные на одной поворотной оси с крышкой-захлопкой.

Известна нормально-открытая отсечная противопожарная шиберная задвижка с выдвижным штоком, защищенная патентом США № 5004003, МПК 7 F 16 K 31/64, публ. 02.04.91 и предназначенная для установки на трубопроводах с легковоспламеняющейся или другой огнеопасной газообразной или жидкой средой, такой, например, как бензин. В случае возникновения наружного пожара термозатвор-прототип перекрывает поток среды в трубопроводе.

Противопожарная шиберная задвижка содержит корпус с патрубками, проточной частью и седлом. В корпусе размещен запорный орган, выполненный в виде шибера, закрепленного на выдвижном штоке и удерживаемого в открытом положении с помощью стопорного механизма, чувствительного к повышению температуры окружающей среды. Стопорный механизм размещен в стакане, закрепленном на корпусе задвижки, и включает закрепленный на штоке задвижки подпружиненный поршень, поворотную защелку-упор для подпружиненного поршня и плавкий фиксатор защелки. Защелка шарнирно закреплена снаружи на стакане, упор защелки заведен в прорезь стакана и введен в зацепление с подпружиненным поршнем. Поворотная защелка удерживается в рабочем положении фиксатором, изготовленным из легкоплавкого материала. Разъем стакана и корпуса задвижки уплотнен прокладкой, одновременно уплотняющей и выдвижной шток задвижки.

В случае пожара при повышении температуры окружающего воздуха до температуры плавления материала, из которого выполнен фиксатор, последний плавится и высвобождает защелку-упор. Под действием пружины поршень выталкивает упор поворотной защелки из прорези в стакане и, высвобождаясь, толкает шток и шибер на закрытие трубопровода. После посадки шибера на седло поступление огнеопасной среды к источнику возгорания прекращается.

Недостатками противопожарной задвижки являются ее громоздкость и низкая надежность срабатывания в аварийных ситуациях. Недостатки вызваны конструктивными особенностями шиберного термозатвора: по мере приближения шибера к седлу сопротивление рабочей среды закрытию задвижки возрастает, в то же время дополнительное препятствие закрытию задвижки оказывает уплотнительная прокладка, при повышении температуры окружающего воздуха расширяющаяся в большей степени, чем ее гнездо (материал прокладки имеет больший коэффициент температурного расширения, чем материалы корпуса задвижки, стакана и штока).

Прототипом заявляемого термозатвора является обратный поворотный затвор для газовых магистралей, снабженный противопожарным предохранительным устройством и защищенный патентом US 3835875 (МПК 7 F 16 R 17/38, дата публикации - 17.09.74).

Прототип содержит корпус с крышкой и седлом для поворотной захлопки, установленной в корпусе на поворотном рычаге. При нормальной температуре окружающей среды затвор открыт и захлопка соединена гибкой связью с корпусом. Гибкая связь захлопки с корпусом выполнена в виде соединенных последовательно пружин растяжения. Противопожарное предохранительное устройство включает также глухую резьбовую втулку, ввернутую в крышку корпуса и снабженную наружными ребрами для аккумулирования в них тепла из окружающего пространства. Внутренняя поверхность оребренного участка глухой втулки выполнена также резьбовой для соединения с предохранительной легкоплавкой пробкой. В легкоплавкой пробке при нормальной температуре окружающей среды закреплен конец пружинной гибкой связи захлопки с корпусом. Второй конец пружинной гибкой связи закреплен на захлопке при помощи винта.

В случае возникновения пожара предохранительная пробка плавится, гибкая связь захлопки и корпуса разрывается и захлопка под действием силы тяжести опускается на седло, перекрывая проход газовой среде.

Недостатком прототипа является низкая надежность срабатывания термозатвора, особенно в случае его установки на вертикальных и наклонных трубопроводах, когда составляющая силы тяжести захлопки недостаточно велика для закрытия при заданной температуре. При этом в начальный период плавления предохранительной пробки сила трения пружинной гибкой связи о внутреннюю резьбовую поверхность предохранительной втулки противодействует аварийному срабатыванию затвора. Если термозатвор перекрывает поток загрязненного газа, то трение достаточно велико и затвор срабатывает при более высокой температуре. В то же время, после расплавления предохранительной пробки термозатвора-прототипа не обеспечивается ступенчатое закрытие, происходит резкое полное закрытие (посадка захлопки на седло).

Недостатком прототипа также является то, что набор пружин гибкой связи (31 и 37) должен подбираться в зависимости от диаметра трубопровода, т.е. от перемещения и массы запорного элемента (5), а также от плотности и скорости (скоростного напора) потока.

Заявляемое изобретение решает задачу повышения надежности и универсальности термозатвора.

Поставленная перед изобретением задача решается в заявляемом термозатворе, который содержит корпус с патрубками, проточной частью и седлом, запорный орган в виде закрепленной на поворотном рычаге захлопки, чувствительный к повышению температуры окружающей среды механизм стопорения запорного органа в открытом положении и крышку. Термозатвор снабжен наружным стаканом, внутренняя полость которого изолирована от внешней среды и сообщена с проточной частью корпуса затвора через сквозное отверстие корпуса. Механизм стопорения выполнен в виде установленной в сквозном отверстии в корпусе и размещенной в наружном стакане втулки с вилкой, выполненной с проушинами, поворотной катушки с навитым на нее тросом, один конец которого закреплен на катушке, а другой - пропущен сквозь втулку в проточную часть корпуса затвора и присоединен к поворотному запорному органу, и подпружиненного стопора из легкоплавкого материала, связанного с проушиной и взаимодействующего с закрепленным на торце катушки храповым колесом с зубьями. На вилке стопорного механизма может быть выполнена дополнительная проушина для второго подпружиненного стопора из легкоплавкого материала с температурой плавления, превышающей температуру плавления материала первого стопора, а на другом торце катушки, с угловым смещением относительно первого храпового колеса, может быть закреплено второе храповое колесо с зубьями с возможностью взаимодействия со вторым подпружиненным стопором после плавления первого стопора.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен заявляемый термозатвор, разрез; на фиг.2 - разрез по А-А механизма стопорения захлопки в открытом положении, на фиг.3 - то же, разрез по Б-Б.

Заявляемый термозатвор содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3, проточной частью 4 и седлом 5. В корпусе 1 на вилке 6 с помощью оси 7 и рычага 8 закреплена захлопка 9. Снаружи на корпусе 1 закреплен стакан 10, внутренняя полость которого изолирована от внешней среды крышкой 11 и сообщена с проточной частью 4 корпуса затвора сквозным отверстием 12 в корпусе 1. В отверстии 12 установлена втулка 13 с вилкой 14. В проушинах 15 и 16 вилки 14 на поворотной оси 17 установлена поворотная катушка 18 с навитым на нее тросом (канатом) 19, один конец которого закреплен на катушке 18, а другой - проходит через втулку 13 в проточную часть 4 корпуса затвора и присоединен к рычагу 8 либо к захлопке 9. Вилка 14 имеет проушины 20 и 21 для осей 22 и 23, на которых установлены подвижные стопоры 24 и 25. На торцах 26 и 27 катушки 18 закреплены храповые колеса 28 и 29 с зубьями. Храповое колесо 29 закреплено на торце катушки с угловым смещением относительно храпового колеса 28 таким образом, что стопор 24 находится во впадине между зубьями храпового колеса 28, а стопор 25 - на вершине зуба храпового колеса 29. Стопор 24 поджимается к зубу храпового колеса 28 пружиной 30. Стопор 25 поджимается к зубу храпового колеса 29 пружиной 31. Стопоры 24 и 25 выполнены из легкоплавких материалов, например, из сплавов висмута, олова и свинца, сплава Розе и прочее. Температура плавления материала, из которого изготовлен стопор 25, превышает в среднем на 30-50°С температуру плавления материала, из которого изготовлен стопор 24. Разъем наружного стакана 10 и крышки 11 уплотнен прокладкой 32.

Заявляемый термозатвор работает следующим образом.

Захлопка 9 удерживается в открытом положении натяжением троса 19, навитого на катушку 18. Натяжение троса создается потоком рабочей среды и силой тяжести подвижных частей термозатвора. Катушка 18 фиксируется от проворота на оси 17 стопором 24, поджатым пружиной 30 к зубу храпового колеса 28. Этим обеспечивается стабильное положение захлопки 9 в рабочем потоке.

При повышении температуры окружающего воздуха во время пожара до температуры плавления материала, из которого изготовлен стопор 24, последний плавится и захлопка 9 под воздействием потока рабочей среды и силы тяжести подвижных частей затвора прикрывается, разматывая трос 19 и поворачивая катушку 18 на оси 17 до положения, при котором зуб храпового колеса 29 упирается в стопор 25, поджатый к нему пружиной 31. Поток рабочей среды при этом уменьшится, а давление его на захлопку 9 увеличится.

При дальнейшем повышении температуры окружающей среды происходит плавление стопора 25, высвобождение катушки 18 и дальнейшее разматывание троса 19, закрытие захлопки 9 с посадкой ее на седло 5. Поток рабочей среды в трубопроводе перекрывается.

Для приведения термозатвора в первоначальное состояние необходимо со стакана 10 снять крышку 11, извлечь из стакана храповой механизм, установить в него новые стопоры 24 и 25 и вставить в стакан. Вращая катушку 18, навить на нее трос 19 и зафиксировать ее подпружиненным стопором 24 в положении, при котором захлопка 9 термозатвора не будет препятствовать проходу рабочей среды по трубопроводу. Затем установить на стакан 10 крышку 11 с прокладкой 32.

Заявляемый термозатвор прост, надежен в работе и универсален, обеспечивает поэтапное (ступенчатое) закрытие на горизонтальных, вертикальных, наклонных трубопроводах в условиях начавшегося пожара.

Формула изобретения

1. Термозатвор, содержащий корпус с патрубками, проточной частью и седлом, запорный орган в виде закрепленной на поворотном рычаге захлопки, чувствительный к повышению температуры окружающей среды механизм стопорения запорного органа в открытом положении, и крышку, отличающийся тем, что он снабжен наружным стаканом, внутренняя полость которого изолирована от внешней среды и сообщена с проточной частью корпуса затвора через сквозное отверстие корпуса, при этом механизм стопорения выполнен в виде установленной в сквозном отверстии корпуса втулки и размещенной в наружном стакане вилки, выполненной с проушинами, поворотной катушкой с навитым на нее тросом, один конец которого закреплен на катушке, а другой пропущен сквозь втулку в проточную часть корпуса затвора и присоединен к поворотному запорному органу, и подпружиненного стопора из легкоплавкого материала, связанного с проушинами и взаимодействующего с закрепленным на торце катушки храповым колесом с зубьями.

2. Термозатвор по п.1, отличающийся тем, что вилка выполнена с дополнительной проушиной для второго подпружиненного стопора из легкоплавкого материала с температурой плавления, превышающей температуру плавления материала первого стопора, при этом на другом торце катушки с угловым смещением относительно первого храпового колеса закреплено второе храповое колесо с зубьями с возможностью взаимодействия со вторым подпружиненным стопором после плавления первого стопора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3