Автоматическое предохранительное устройство систем безопасности в чрезвычайных ситуациях

Изобретение относится к машиностроению, в частности к предохранительным устройствам систем безопасности. Автоматическое предохранительное устройство содержит систему датчиков, электроклапан и защищаемый объект. Защищаемый объект соединен с исполнительным устройством. Сигнал на срабатывание исполнительного устройства поступает с устройства управления. Последнее выполнено в виде электроклапана. Устройство электропуска электроклапана монтируется на запорно-поджимной гайке и содержит два контакта: центральный контакт и контакт ′′корпус′′. Внутри корпуса электроклапана установлен поршень, фиксируемый фиксатором. При срабатывании электроклапана поршень выполняет функцию фрезы, срезающей фиксатор. Фиксатор выполнен в виде отожженной проволоки. Один конец фиксатора закреплен на корпусе электроклапана, а другой - на конце пускового рычага, соединенном с пусковой пружиной. Исполнительное устройство приводится в действие только в аварийном режиме от кнопки включения. Система запуска исполнительного устройства включает в себя пусковой рычаг. Торец этого конца рычага взаимодействует при срабатывании с кнопкой включения, запускающей исполнительное устройство. Электроклапан связан с системой зондирования опасной зоны. Последняя включает в себя датчики, настроенные на превышение предельно-допустимых концентраций химически-опасных веществ, и зонд. Сигналы с зонда поступают на общий микропроцессор, обрабатывающий эти сигналы и выдающий управляющий сигнал на включение электроклапана. Изобретение направлено на повышение эффективности защиты технологического оборудования от аварийных ситуаций путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания системы. 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к предохранительным устройствам систем безопасности.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является предохранительное устройство по патенту РФ №2406904, F16L 3/04, (прототип), содержащее корпус, на котором закреплены рычажный и исполнительный механизмы.

Недостатком известного решения является сравнительно невысокая надежность срабатывания и малое быстродействие.

Технический результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования от аварийных ситуаций путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания системы.

Это достигается тем, что в автоматическом предохранительном устройстве систем безопасности в чрезвычайных ситуациях, содержащем систему датчиков и электроклапан, дополнительно содержится защищаемый объект, который требуется перевести из обычного режима работы в аварийный режим в результате возникновения опасности развития чрезвычайной ситуации, который соединен с исполнительным устройством, на срабатывание которого поступает сигнал с устройства управления, выполненного в виде электроклапана, корпус которого расположен вертикально, а устройство электропуска электроклапана монтируется на запорно-поджимной гайке, закрепленной в верхней части корпуса электроклапана, и содержит два контакта: центральный контакт, расположенный в изолирующей втулке, соосной с поршнем, и контакт ′′корпус′′, при этом внутри корпуса электроклапана, соосно ему, установлен поршень, фиксируемый в дежурном состоянии фиксатором, расположенным перпендикулярно оси поршня и фиксируемым в отверстии поршня и двух соосных с ним отверстиях в корпусе электроклапана, причем при срабатывании электроклапана поршень выполняет функцию фрезы, срезающей фиксатор, выполненный в виде отожженной проволоки диаметром Ø 1,0 мм, при этом один конец фиксатора закреплен на корпусе электроклапана, а другой - на конце пускового рычага, соединенном с пусковой пружиной, а исполнительное устройство приводится в действие только в аварийном режиме от кнопки включения, входящей в систему запуска исполнительного устройства, включающую в себя пусковой рычаг, на одном из концов которого зафиксированы пусковая пружина и фиксатор, а на другом конце имеются два отверстия: отверстие для предохранительной чеки и отверстие для установки оси пускового рычага, причем торец этого конца рычага выполнен профильным, например, по спирали Архимеда, и взаимодействует при срабатывании с кнопкой включения, запускающей исполнительное устройство, при этом ось пускового рычага закреплена на кронштейне, жестко связанном с корпусом исполнительного устройства, а на рычаге предусмотрена маркировка ′′В′′ и ′′Н′′ (′′верх′′; ′′низ′′) пускового рычага для правильной ориентации его профильного конца, взаимодействующего с кнопкой включения исполнительного устройства, при этом угол ориентации параллельных плоскостей ′′В′′ и ′′Н′′ пускового рычага должен составлять порядка 5°÷10° относительно оси кнопки включения, расположенной в горизонтальной плоскости, а электроклапан связан с системой зондирования опасной зоны, включающей в себя датчики, настроенные на превышение предельно допустимых концентраций химически опасных веществ, присутствующих в этой зоне, и зонд, настроенный на превышение предельно допустимых уровней радиоактивных веществ, сигналы с которых поступают на общий микропроцессор, обрабатывающий эти сигналы и выдающий управляющий сигнал на включение электроклапана.

На фиг.1 представлено автоматическое предохранительное устройство систем безопасности в чрезвычайных ситуациях с исполнительным органом, например защиты от пожара (химический воздушно-пенный огнетушитель), на фиг.2 - схема запорно-пускового устройства химического воздушно-пенного огнетушителя в исходном состоянии.

Автоматическое предохранительное устройство систем безопасности в чрезвычайных ситуациях содержит защищаемый объект 1, который требуется перевести из обычного режима работы в аварийный режим в результате возникновения опасности развития чрезвычайной ситуации (ЧС), например система приточной вентиляции, подающая воздух в рабочую зону из опасной зоны, где возможен аварийный выброс вредных и опасных для здоровья операторов веществ, например химических, радиоактивных, канцерогенных и т.д. В системе приточной вентиляции защищаемым объектом может быть заслонка, перекрывающая подачу воздуха в рабочую зону.

Защищаемый объект 1 соединен с исполнительным устройством 16, например электродвигателем, который может закрыть заслонку системы вентиляции в нужный момент. Сигнал на закрытие заслонки исполнительному устройству 16 поступает с устройства управления 4 (например, серводвигателя, сервоклапана), например, выполненного в виде электроклапана 4, корпус которого расположен вертикально и выполнен цилиндрическим. Устройство электропуска 6 электроклапана 4 монтируется на запорно-поджимной гайке 7, закрепленной в верхней части корпуса 4 электроклапана и содержит два контакта: центральный контакт 8 (пропаивается), расположенный в изолирующей втулке 9, соосной с поршнем 5, и контакт 10 ′′корпус′′.

Внутри корпуса электроклапана 4, соосно ему, установлен поршень 5, фиксируемый в «дежурном» состоянии фиксатором 11, расположенным перпендикулярно оси поршня 5 и фиксируемым в отверстии поршня и двух соосных с ним отверстиях в корпусе электроклапана 4. При срабатывании электроклапана поршень 5 выполняет функцию фрезы, срезающей фиксатор 11, выполненный в виде отожженной проволоки диаметром Ø 1,0 мм. При этом один конец фиксатора закреплен на корпусе электроклапана 4, а другой - на конце пускового рычага 2, соединенном с пусковой пружиной 3.

Исполнительное устройство 16 приводится в действие только в аварийном режиме, например, от кнопки включения 17, входящей в систему запуска исполнительного устройства 16.

Система запуска исполнительного устройства 16 включает в себя пусковой рычаг 2, на одном из концов которого зафиксированы пусковая пружина 3 (при установке удлиняется в 2 раза) и фиксатор 11 (отожженная проволока Ø 1,0 мм), а на другом конце имеется два отверстия: отверстие 12 для предохранительной чеки (на чертеже не показано) и отверстие 13 для установки оси 14 пускового рычага, причем торец этого конца рычага выполнен профильным, например, по спирали Архимеда, и взаимодействует при срабатывании с кнопкой включения 17, запускающей исполнительное устройство 16, например электродвигатель. Ось пускового рычага 14 закреплена на кронштейне 15, жестко связанном с корпусом исполнительного устройства 16. На рычаге 2 предусмотрена маркировка ′′В′′ и ′′Н′′ (′′верх′′; ′′низ′′) пускового рычага для правильной ориентации его профильного конца, взаимодействующего с кнопкой включения 17 исполнительного устройства 16. При этом угол ориентации параллельных плоскостей ′′В′′ и ′′Н′′ пускового рычага 2 должен составлять порядка 5°÷10° относительно оси кнопки включения 17, расположенной в горизонтальной плоскости.

Электроклапан 4 связан с системой зондирования опасной зоны, включающей в себя датчики 18, настроенные на превышение ПДК (предельно-допустимые концентрации) химически-опасных веществ, присутствующих в этой зоне, и зонд 20, настроенный на превышение ПДУ (предельно-допустимые уровни) радиоактивных веществ, а также датчик 21 пожарной сигнализации, сигналы с которых поступает на общий микропроцессор 19, обрабатывающий эти сигналы и выдающий управляющий сигнал на включение электроклапана 4.

Автоматическое предохранительное устройство систем безопасности в чрезвычайных ситуациях работает следующим образом.

Для перевода исполнительного устройства 16 из состояния транспортировки в «дежурное» состояние выдергивается предохранительная чека (на чертеже не показано) и пусковой рычаг 2 переводится в состояние «готовности к ЧС», т.е. располагается относительно горизонтальной плоскости под углом 5°÷10° путем фиксации (крепления) конца рычага 2 с одной стороны фиксатором 11, соединенным с корпусом электроклапана 4 и проходящим через его отверстия и отверстие в поршне 5, а с другой - пусковой пружиной 3.

При получении сигнала от системы зондирования опасной зоны, включающей в себя датчики 18, настроенные на превышение ПДК (предельно допустимые концентрации) химически опасных веществ, присутствующих в этой зоне, и зонд 20, настроенный на превышение ПДУ (предельно-допустимые уровни) радиоактивных веществ, а также датчик 21 инфракрасного излучения, извещающий о возникновении пожара, сигнал от любого из датчиков поступает на общий микропроцессор 19, обрабатывающий эти сигналы и выдающий управляющий сигнал, поступающий на электроклапан 4. Кратность превышения ПДК или ПДУ (например в 10 раз), на которую настраиваются датчики системы зондирования опасной зоны, должна согласовываться с надзорными органами отрасли, в которой используется предлагаемая система, а также техническими регламентами и отраслевыми нормами по СНИПам (санитарным нормам и правилам), ГОСТам (государственным общероссийским стандартам), ТУ (техническим условиям) и т.д.

При этом поршень 5 поднимается вверх, срезая фиксатор 11. При этом освобождается пусковой рычаг 2, на одном из концов которого зафиксирована пусковая пружина 3, которая отводит один конец рычага 2 вниз, а другой конец с профильным торцем поднимается вверх, утапливая (передвигая влево по горизонтальной плоскости) ось 17 кнопки включения, запускающей исполнительное устройство 16, например электродвигатель, который воздействует на защищаемый объект 1, например передвигает заслонку системы вентиляции и перекрывает канал приточного воздуха в момент возникновения ЧС.

В качестве исполнительного органа, прекращающего возникновение пожара, используется химический воздушно-пенный огнетушитель (фиг.1 и 2), который состоит из стального корпуса 23, содержащего 9 л водно-щелочного раствора (бикарбонат натрия NaHCO3+ солодковый экстракт), и полиэтиленовой емкости 24 с кислотной смесью (серная кислота H2SO4+ сульфид железа FeSO4, повышающий объем и прочность пены).

Полиэтиленовая емкость 24 жестко соединена с седлом клапана 25, закрепленного в нижней части стакана 32, жестко соединенного с крышкой 31 стального корпуса 23. К корпусу 23, в верхней его части, прикреплена ручка 26 для режима эксплуатации огнетушителя вручную (как запасной вариант). В верхней части корпуса 23, ниже крышки 31, размещен выпускной патрубок 29, на котором закреплен пеногенератор 37.

Стакан 32 установлен внутри корпуса 23, осесимметрично ему и полиэтиленовой емкости 24. Клапан 25 соединен со штоком 28, размещенным осесимметрично в стакане 32 и подпружиненным пружиной 35. В нижней части стакана 32, над клапаном 25, выполнено, по крайней мере, три отверстия 30, обеспечивающие соединение щелочной и кислотной частей огнетушителя.

На крышке 13 корпуса 23 огнетушителя смонтировано запорно-пусковое устройство (фиг.2), включающее в себя подпружиненный шток 28 с клапаном 25 и пусковую рукоятку 27, опломбированную и закрепленную на серьге 34, посредством оси 36, при этом серьга 34 жестко установлена на крышке 31. Пусковая рукоятка 37 состоит из двух частей: круглой, взаимодействующей с осью 36 и кривошипом 33, шарнирно соединенным со штоком 28, и клиновидной - для поворота рукоятки 27 рукой вверх на угол 180° (как запасной вариант). При этом кривошип 33 подсоединен к отверстию, выполненному в круглой части пусковой рукоятки 27 и расположенному с эксцентриситетом по отношению к оси 36. Причем величина эксцентриситета выбирается таким образом, что при поворачивании рукоятки 27 вверх на угол 180° кривошип 33 также перемещается вверх на 180°, открывая клапан 25 и обеспечивая тем самым соединение щелочной и кислотной частей огнетушителя через отверстия 30 в стакане 32.

Химический воздушно-пенный огнетушитель работает следующим образом. Когда поршень 5 поднимается вверх, срезая фиксатор 11, груз 38 через пружину 3 воздействует на шарнирно-рычажный механизм 22, который переводит рычаг 27 огнетушителя в крайнее правое положение, отчего открывается клапан 25, обеспечивая соединение щелочной и кислотной частей через отверстия 30. Сода начинает взаимодействовать с кислотным соединением. Образующийся в результате химической реакции углекислый газ вспенивает содержимое огнетушителя и выбрасывает через клапан 29 и пеногенератор 37 на очаг пламени 41 пену порядка 55 на расстояние 6…8 м в течение 1 мин.

Для более точного и быстрого наведения струи пены на очаг пламени 41 огнетушитель помещают на платформу 39, снабженную механизмами вращения вокруг оси огнетушителя и его перемещения по вертикали, например от ходового винта 40. Работа этих механизмов синхронизирована с датчиком 21 инфракрасного излучения.

Даже при граничных условиях работы пеногенератора, т.е. при низких давлениях раствора пенообразователя на входе пеногенератора (8 атм) и низких температурах окружающей среды (-15°C), пена под давлением, создаваемым пеногенератором, подается в заданный объект, где образует растекающуюся по поверхности объекта стойкую, не разрушаемую огнем пленку, которая прекращает доступ кислорода в зону горения и пожар прекращается.

Автоматическое предохранительное устройство систем безопасности в чрезвычайных ситуациях, содержащее систему датчиков и электроклапан, оно содержит защищаемый объект, который требуется перевести из обычного режима работы в аварийный режим в результате возникновения опасности развития чрезвычайной ситуации, который соединен с исполнительным устройством, на срабатывание которого поступает сигнал с устройства управления, выполненного в виде электроклапана, корпус которого расположен вертикально, а устройство электропуска электроклапана монтируется на запорно-поджимной гайке, закрепленной в верхней части корпуса электроклапана и содержит два контакта: центральный контакт, расположенный в изолирующей втулке, соосной с поршнем, и контакт ′′корпус′′, при этом внутри корпуса электроклапана, соосно ему, установлен поршень, фиксируемый в дежурном состоянии фиксатором, расположенным перпендикулярно оси поршня и фиксируемым в отверстии поршня и двух соосных с ним отверстиях в корпусе электроклапана, причем при срабатывании электроклапана поршень выполняет функцию фрезы, срезающей фиксатор, выполненный в виде отожженной проволоки диаметром Ø 1,0 мм, при этом один конец фиксатора закреплен на корпусе электроклапана, а другой - на конце пускового рычага, соединенном с пусковой пружиной, а исполнительное устройство приводится в действие только в аварийном режиме от кнопки включения, входящей в систему запуска исполнительного устройства, включающую в себя пусковой рычаг, на одном из концов которого зафиксированы пусковая пружина и фиксатор, а на другом конце имеется два отверстия: отверстие для предохранительной чеки и отверстие для установки оси пускового рычага, причем торец этого конца рычага выполнен профильным, например, по спирали Архимеда, и взаимодействует при срабатывании с кнопкой включения, запускающей исполнительное устройство, при этом ось пускового рычага закреплена на кронштейне, жестко связанном с корпусом исполнительного устройства, а на рычаге предусмотрена маркировка "В" и "Н" пускового рычага для правильной ориентации его профильного конца, взаимодействующего с кнопкой включения исполнительного устройства, при этом угол ориентации параллельных плоскостей "В" и "Н" пускового рычага должен составлять порядка 5°÷10° относительно оси кнопки включения, расположенной в горизонтальной плоскости, а электроклапан связан с системой зондирования опасной зоны, включающей в себя датчики, настроенные на превышение предельно допустимых концентраций химически опасных веществ, присутствующих в этой зоне, и зонд, настроенный на превышение предельно допустимых уровней радиоактивных веществ, сигналы с которых поступают на общий микропроцессор, обрабатывающий эти сигналы и выдающий управляющий сигнал на включение электроклапана, а химический воздушно-пенный огнетушитель, содержащий корпус с крышкой, заполненный водно-щелочным раствором, расположенную внутри корпуса полиэтиленовую емкость с кислотной смесью и смонтированное на крышке запорно-пусковое устройство, корпус выполнен стальным и содержит 9 л водно-щелочного раствора в виде смеси бикарбоната натрия NaHCO3 и солодкового экстракта, а полиэтиленовая емкость заправлена кислотной смесью в виде серной кислоты H2SO4 и сульфида железа FeSO4, повышающей объем и прочность образующейся пены, при этом полиэтиленовая емкость жестко соединена с седлом клапана, закрепленного в нижней части стакана, жестко соединенного с крышкой стального корпуса, к верхней части которого прикреплена ручка для работы в режиме эксплуатации огнетушителя, а в верхней части корпуса размещен выпускной патрубок, на котором закреплен пеногенератор, при этом стакан установлен внутри корпуса, осесимметрично ему и полиэтиленовой емкости, а клапан соединен со штоком, размещенным осесимметрично в стакане и подпружиненным пружиной, при этом в нижней части стакана, над клапаном, выполнено, по крайней мере, три отверстия, обеспечивающие соединение щелочной и кислотной частей огнетушителя, а на крышке корпуса огнетушителя смонтировано запорно-пусковое устройство, запорно-пусковое устройство включает в себя подпружиненный шток с клапаном и пусковую рукоятку, опломбированную и закрепленную на серьге, посредством оси, при этом серьга жестко установлена на крышке, а пусковая рукоятка состоит из двух частей: круглой, взаимодействующей с осью и кривошипом, шарнирно соединенным со штоком, и клиновидной - для поворота рукоятки рукой вверх на угол 180°, при этом кривошип подсоединен к отверстию, выполненному в круглой части пусковой рукоятки и расположенному с эксцентриситетом по отношению к оси, причем величина эксцентриситета выбирается таким образом, что при поворачивании рукоятки вверх на угол 180° кривошип также перемещается вверх на 180°, открывая клапан и обеспечивая тем самым соединение щелочной и кислотной частей огнетушителя через отверстия в стакане, отличающееся тем, что огнетушитель размещен на платформе, снабженной механизмами вращения вокруг оси огнетушителя, и его перемещения по вертикали, при этом работа этих механизмов синхронизирована с датчиком инфракрасного излучения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, в частности к предохранительным устройствам систем безопасности. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к предохранительным устройствам систем безопасности. .

Изобретение относится к системам мониторинга окружающей среды, в частности к системам обнаружения и оповещения об опасных явлениях в атмосфере, и может быть использовано в космических инфракрасных датчиках обнаружения выхлопных продуктов в атмосфере.

Изобретение относится к области обеспечения безопасности любых стационарных объектов, в том числе: вокзалов, аэропортов, школ, медицинских учреждений, а также передвижных объектов, транспортных средств и самолетов, и предназначено для защиты от террористов.

Изобретение относится к системам безопасности объектов и предназначено для защиты от террористического акта объектов массового скопления людей: аэропортов, вокзалов, салонов транспортных средств, например вагонов поездов.

Изобретение относится к дистанционному обнаружению загрязнений естественных водоемов из систем маслоохладителей трансформаторов и турбин тепловых и гидравлических электростанций и сточными водами промышленных предприятий.

Изобретение относится к системам безопасности в химической, машиностроительной и других смежных отраслях промышленности, продукты которых и ценны и исключительно вредны для окружающей среды.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взврывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитное устройство содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взрывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитный клапан с системой демпфирования грузового затвора содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор.

Группа изобретений относится к предохранительной технике и предназначена в качества средства для сброса избыточного давления для использования в санитарных областях применения.

Изобретение относится к системам безопасности в чрезвычайных ситуациях. В стенде для испытаний взрывозащитиых конструкций зданий и сооружений взрывная камера оснащена легкосбрасываемым элементом, установленным в торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном, параллельно с механическим индикатором давления с тумблером включения двигателя индикатора.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, преимущественно используемой при бурении нефтяных и газовых скважин для предохранения насосов и нагнетательных систем манифольда, в системе запорных элементов манифольда противовыбросового оборудования.

Группа изобретений относится к области измерения давления, а именно к фиксации фактов превышения допустимого давления и регистрации величины максимального давления.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взврывозащиты технологического оборудования. .

Клапан // 2430286
Изобретение относится к арматуростроению, а именно к техническим средствам, используемым для коммутации трубопроводных магистралей с газовой и (или) гидравлической средой.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к сфере агрегатов и механизмов газовых и гидравлических систем. .

Изобретение относится к системам безопасности в чрезвычайных ситуациях и может быть использовано для взрывозащиты зданий, сооружений, а также технологического оборудования. Устройство подбора размера отверстия для легкосбрасываемого элемента конструкции и его массы, предназначенного для защиты зданий и сооружений от взрывов, содержит взрывную камеру, в верхнем основании которой имеется отверстие, перекрываемое легкосбрасываемым элементом. Площадь отверстия может меняться путем ввинчивания сменных колец. Сбрасываемый элемент перекрывает отверстие в кольце, над которым закрепляется защитный экран. Второе отверстие перекрывается клапаном, который прижимается к отверстию с помощью электромагнита и открывается пружиной при размыкании контактов. Усилие прижатия клапана и сжатия пружины устанавливается таким образом, чтобы суммарное усилие было равно допускаемому давлению, умноженному на площадь отверстия клапана, т.е. ΔF=Fэ.м - Fпр=ΔРд.м Sкл, где Fэ.м - усилие электромагнита, прижимающее клапан к отверстию, Н/м2; Fпр - усилие сжатия пружины, открывающее клапан, Н:Fпр = (10÷15) gm, где g=9,81 м/с2; m - масса сердечника электромагнита с клапаном, кг; ΔРД.М - перепад допускаемого давления для модельной установки; Sкл - площадь отверстия клапана, м2. Легкосбрасываемый элемент содержит металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющий в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры. В покрытии взрывоопасного объекта жестко заделаны четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели. Наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух - свинец, причем свинец выполнен по форме в виде крошки, а опорные стержни выполнены упругими. Дополнительно он содержит упругодемпфирующиеся разрушающиеся элементы одноразового действия, которые крепятся на опорных стержнях к листам-упорам посредством демпфирующего основания винтами. К основанию коаксиально стержню прикреплена посредством фланца винтами втулка одноразового действия, выполненная из хрупкого, разрушающегося материала, например фарфора. Полость между втулкой и упругой частью разрушающегося элемента заполнена строительной пеной, которая связывает листовые рессоры с втулкой одноразового действия, образуя пространственный демпфер, который способствует надежному креплению листовых рессор и принимает первый ударный импульс. Изобретение позволяет повысить эффективность защиты от взрывов. 3 ил.
Наверх