способ аварийного перекрытия потока рабочей среды и клапан-отсекатель для его осуществления (варианты)

Формула изобретения

1. Способ аварийного перекрытия потока рабочей среды, включающий создание перепада давления рабочей среды на зафиксированном запорном органе, расфиксирование запорного органа внешним воздействием, перекрытие потока рабочей среды путем перемещения запорного органа под воздействием перепада давления рабочей среды на нем вначале и окончательной посадки его под воздействием потока рабочей среды на седло для глушения проходного сечения, амортизацию удара запорного органа о седло, отличающийся тем, что перепад давления рабочей среды на запорном органе создают путем размещения его в исходном положении непосредственно вблизи струи рабочей среды в зоне подсоса струей окружающей массы рабочей среды, расфиксирование запорного органа осуществляют за счет изменения формы фиксатора, выполненного из материала с эффектом памяти формы, под тепловым воздействием внешней среды в зоне пожара, при этом перемещение запорного органа выполняют в следующей последовательности: фиксатором перемещают запорный орган в сторону седла со скоростью изменения формы фиксатора совместно с воздействием вначале перепада давления, а далее потока рабочей среды на 2/3 пути до седла и тем самым предварительно тормозят поток рабочей среды, а затем освобождают запорный орган от зацепления с фиксатором и сдерживают рост давления рабочей среды от торможения потока путем сброса части рабочей среды через малоинерционные клапаны сброса, одним из которых, установленным на запорном органе напротив центра отверстия в седле, сбрасывают нарастание давления рабочей среды в зоне воздействия ее непосредственно на запорный орган.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение формы фиксатора осуществляют путем теплового воздействия на него химическим генератором тепла, который приводят в действие с помощью инициирующего дистанционного химического средства, возбуждаемого тепловым воздействием внешней среды в зоне пожара.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что запорный орган от зацепления с фиксатором освобождают путем изменения формы фиксатора тепловым воздействием внешней среды в зоне пожара, а перемещают его до седла усилием пружины совместно с воздействием вначале перепада давления, а далее потока рабочей среды.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что расфиксирование запорного органа, соединенного с фиксатором, и перемещение его до седла осуществляют путем изменения формы фиксатора под тепловым воздействием внешней среды в зоне пожара или химического генератора тепла совместно с воздействием вначале перепада давления, а затем потока рабочей среды.

5. Клапан-отсекатель для аварийного перекрытия потока рабочей среды, содержащий корпус с отверстием в боковой стенке, с входной и выходной полостями, разделенными перегородкой с отверстием и седлом, взаимодействующим с запорным органом, выполненным в виде захлопки, механизм фиксации захлопки в открытом положении, диафрагму, отличающийся тем, что диафрагма выполнена заодно с седлом, прочно соединена с перегородкой, выполненной в виде сильфона, в свою очередь, плотно соединенного с патрубком, сообщенным с выходной полостью, встроенным в торцовую стенку корпуса, причем седло имеет две цапфы, ось которых расположена в уплотнительной плоскости седла, связанного посредством цапф и двух поводков с осью качания с возможностью поворота вокруг оси цапф и оси качания, на которой с помощью сферического шарнира с возможностью качания в двух направлениях установлена захлопка, уплотнительная плоскость которой проходит через центр сферического шарнира и сопрягается в откинутом от седла положении в зацеплении с фиксатором, выполненном из материала с эффектом памяти формы, одним концом прочно закрепленным, а средней частью плотно, с усилием прилегающим к теплопроводящему радиатору, герметично установленному в отверстии боковой стенки, оребренной поверхностью обращенному во внешнюю среду и теплоизолированному вместе с фиксатором от рабочей среды и корпуса, при этом длина свободного конца фиксатора и вылет язычка захлопки, входящие в зацепление, выбраны такой величины, чтобы зацепление при повороте захлопки от исходного положения до седла сохранялось до 2/3 поворота, а затем прерывалось, кроме того в центре захлопки выполнено отверстие, соответствующее отверстию в седле, в котором расположен малоинерционный пластинчато-кольцевой клапан сброса в виде упругой пластины, свернутой в кольцо, предварительно напряженной, плотно с упругим усилием перекрывающей окна проходного канала, в патрубке также выполнены отверстия, напротив которых установлены подобные малоинерционные пластинчато-кольцевые клапаны сбора, причем суммарная площадь открывающихся максимальных проходных сечений всех клапанов сброса не менее 82% площади проходного сечения канала самого клапана-отсекателя.

6. Клапан-отсекатель по п.5, отличающийся тем, что поверхность теплопроводящего радиатора, обращенная во внешнюю среду, выполнена плоской и к ней плотно с усилием прижат химический генератор тепла в комплекте с инициирующим дистанционным химическим средством.

7. Клапан-отсекатель для аварийного перекрытия потока рабочей среды, содержащий корпус с отверстием в боковой стенке с входной и выходной полостями, разделенными перегородкой с отверстием и седлом, взаимодействующим с запорным органом, выполненным в виде захлопки, механизм фиксации захлопки в открытом положении, диафрагму, отличающийся тем, что диафрагма выполнена заодно с седлом, прочно соединена с перегородкой, выполненной в виде сильфона, в свою очередь, плотно соединенного с патрубком, сообщенным с выходной полостью, встроенным в торцовую стенку корпуса, причем седло имеет две цапфы, ось которых расположена в уплотнительной плоскости седла, связанного посредством цапф и двух поводков с осью качания с возможностью поворота вокруг оси цапф и оси качания, на которой установлена пружина кручения, сопрягаемая с захлопкой, установленной на оси качания с помощью сферического шарнира с возможностью качания в двух направлениях, на задней стенке которой расположен упор, входящий в зацепление с фиксатором, выполненным из материала с эффектом памяти формы, одним концом прочно закрепленным, а средней частью плотно с усилием прилегающим к теплопроводящему радиатору, герметично установленному в отверстие боковой стенки, оребренной поверхностью обращенному во внешнюю среду и теплоизолированному вместе с фиксатором от рабочей среды и корпуса, кроме того в центре захлопки выполнено отверстие, соответствующее отверстию в седле, в котором расположен малоинерционный пластинчато-кольцевой клапан сброса в виде упругой пластины, свернутой в кольцо, предварительно напряженной, плотно с упругим усилием перекрывающий окна проходного канала, в патрубке также выполнены отверстия, напротив которых установлены подобные малоинерционные пластинчато-кольцевые клапаны сброса, причем суммарная площадь открывающихся максимальных проходных сечений всех клапанов сброса не менее 82% площади проходного сечения канала самого клапана-отсекателя.

8. Клапан-отсекатель для аварийного перекрытия потока рабочей среды, содержащий корпус с отверстием в боковой стенке, с входной и выходной полостями, разделенными перегородкой с отверстием и седлом, взаимодействующим с запорным органом, выполненным в виде захлопки, механизм фиксации захлопки в открытом положении, диафрагму, отличающийся тем, что диафрагма выполнена заодно с седлом, прочно соединена с перегородкой, выполненной в виде сильфона, в свою очередь, плотно соединенного с патрубком, сообщенным с выходной полостью, встроенным в торцовую стенку корпуса, причем седло имеет две цапфы, ось которых расположена в уплотнительной плоскости седла, связанного посредством цапф и вилки, установленной на оси качания с помощью сферического подшипника, шарнирно посаженной на цапфы с осью качания с возможностью поворота вокруг оси цапф и оси качания, а захлопка укреплена на фиксаторе, выполненном из материала с эффектом памяти формы, одним концом прочно закрепленном, а средней частью плотно с усилием прилегающим к теплопроводящему радиатору, герметично установленному в отверстие боковой стенки, оребренной поверхностью обращенному во внешнюю среду и теплоизолированному вместе с фиксатором от рабочей среды и корпуса, кроме того в центре захлопки выполнено отверстие, соответствующее отверстию в седле, в котором расположен малоинерционный пластинчато-кольцевой клапан сброса в виде упругой пластины, свернутой в кольцо, предварительно напряженной, плотно с упругим усилием перекрывающей окна проходного канала, в патрубке также выполнены отверстия, напротив которых установлены подобные малоинерционные пластинчато-кольцевые клапаны сброса, причем суммарная площадь открывающихся максимальных проходных сечений всех клапанов сброса не менее 82% площади проходного сечения канала самого клапана-отсекателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относиться к области арматурострения, в частности к предохранительным, противопожарным, аварийным устройствам, служащим для перекрытия потока рабочей среды, как одного из компонентов, поддерживающих реакцию горения, в зоне пожара с целью обеспечения возможности его тушения. К подобным устройствам можно отнести обычную арматуру: краны, задвижки, вентили, устанавливаемые рядом с зоной, защищаемой от возможного пожара, но их основным недостатком является необходимость нахождения вблизи пожара людей для перекрытия арматуры, что всегда связано с опасностью для людей и потерей времени на передачу и получение обслуживающим персоналом информации о пожаре и принятие решения о порядке действий. Также к этим устройствам можно отнести арматуру с дистанционным приводом и автоматическим управлением его: механическим, гидравлическим, пневматическим или электрическим; но в случае пожара возможен выход дистанционного привода и управления из строя, прежде чем арматура будет приведена в действие. К тому же требуется подача энергии от внешнего источника для передачи управляющего сигнала и приведения в действие механизма перекрытия. Наиболее рациональным было бы устройство, использующее для привода механизма перекрытия потока рабочей среды энергию потока и тепловое воздействие пожара, как управляющего импульса для приведения в действие механизма перекрытия. В этом случае не требуется подвод энергии от внешних источников для работы устройства, и работа его осуществляется автоматически без участия людей. Изобретение может использоваться в химической, нефтехимической и нефтяной промышленностях, в энергетике и коммунальном хозяйстве, во всех областях хозяйственной деятельности человека, связанных с применением веществ, поддерживающих реакцию горения.

Известен запорный орган с терморегулированием от протекающей среды, выполненный из сплава никелида титана (SU. а/с №713211 от 21.06.76, F 16 K 17/38, F 28 F 27/00). Способ перекрытия потока среды, осуществляемый запорным органом, включает подвод тепла от среды к запорному органу, изменение его геометрии в результате этого и перекрытие прохода для потока вследствие изменения геометрии запорного органа.

Способ и устройство имеют ряд недостатков:

- не используется энергия потока для привода запорного органа, более того воздействие потока направлено против действия запорного органа, что снижает герметичность перекрытия прохода,

- невозможно использовать тепловое воздействие внешней среды при пожаре извне для приведения в действие запорного органа, так как запорный орган не имеет теплового контакта с внешней средой,

- нет приспособлений для снижения интенсивности возможного гидравлического удара потоком жидкости,

- для приведения устройства в исходное положение требуется его демонтаж.

Известен способ перекрытия потока рабочей среды, включающий подвод тепла от среды к держателю, изменение его формы в результате этого, освобождение подпружиненного запорного органа вследствие изменения формы держателя и перекрытия седла для прохода потока (SU а/с №629393 от 16.03.77, F 16 K 17/38, F 28 F 27/00). Отсечной клапан с термочувствительным управлением для осуществления способа содержит корпус, в котором установлены седло и подпружиненный запорный орган с держателем из никелида титана.

Способ и устройство имеют ряд недостатков:

- для привода запорного органа не используется энергия потока,

- невозможно использование теплового воздействия внешней среды при пожаре извне для привидения в действие запорного органа, так как держатель теплоизолирован внутри корпуса от теплового воздействия внешней среды,

- нет приспособлений для амортизации гидравлического удара потока,

- для приведения устройства в исходное положение требуется его демонтаж.

Известен способ прерывания потока жидкости, включающий вначале частичное перекрытие прохода для потока запорным элементом под силовым воздействием извне и окончательное перекрытие прохода дополнительным запорным элементом под силовым воздействием потока жидкости через частично не перекрытый проход (RU, патент №2031292 от 11.07.91, F 16 K 1/16).

Прерыватель потока жидкости для осуществления способа содержит разъемный корпус с входным и выходным отверстиями и расположенный в нем на приводном поворотном валу запорный элемент, имеющий проходное отверстие, свободно установленный на приводном поворотном валу дополнительный запорный элемент с возможностью перекрытия проходного отверстия запорного элемента и захват на запорном элементе с возможностью взаимодействия с дополнительным запорным элементом.

Способ и устройство имеют ряд недостатков:

- не используется энергия потока для привода запорного элемента, а используется энергия из внешнего источника,

- нет механизма предотвращающего закрытие проходного отверстия в запорном элементе дополнительным запорным элементом под воздействием основного потока жидкости во время поворота запорного элемента до перекрытия им сливного входного отверстия,

- при больших скоростях потока жидкости вероятность этого события очень велика и тогда возможен ничем не смягченный гидравлический удар,

- нет возможности аварийного привидения в действие устройства от теплового воздействия внешней среды при пожаре.

Известен способ перекрытия потока газа, включающий создание перепада давление газа на зафиксированном запорном органе, расфиксирование рабочего органа внешним воздействием, и перекрытие потока газа путем поворота запорного органа под воздействием перепада давления на нем вначале и окончательной посадке его под воздействием потока газа на седло для глушения проходного сечения с амортизацией удара запорного органа (SU, а/с №676798 от 22.04.76, F 16 K 17/34, Е 21 В 43/00). Забойный клапан-отсекатель конструкции В.А. Протасова для осуществления способа содержит корпус с входной и выходной полостями, разделенные перегородкой с отверстием и седлом, взаимодействующим с запорным органом, выполненным в виде захлопки, механизм фиксации захлопки в открытом положении и диафрагму, установленную во входной полости, отверстие в стенке корпуса, сообщающее полость между диафрагмой и перегородкой с седлом с входной полостью и перекрытое зафиксированным запорным органом.

Способ и устройство имеют ряд недостатков:

- приведение в действие устройства внешним силовым воздействием, что требует подвода энергии из постороннего источника и присутствие людей, нет возможности использовать для этого тепловое воздействие внешней среды при пожаре,

- возникновение гидравлического удара в случае экстренного перекрытия потока жидкости, что приводит к разрушению устройства,

- возникновение ударной волны в случае экстренного перекрытия потока газа вызывает разрушение конструкции при предельных значениях допустимых скорости и рабочего давления газа, особенно опасность разрушения велика в случае наличия в газе конденсата.

Данные способ и устройство наиболее близки к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемым техническим результатам.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание способа аварийного перекрытия потока рабочей среды и клапана-отсекателя для осуществления способа, позволяющих перекрывать поток рабочей среды при пожаре, в котором реакцию горения поддерживает поток рабочей среды, предотвращение гидравлических ударов в случае жидкой рабочей среды и предотвращение ударных волн в случае газовой рабочей среды, с использованием для привода механизма перекрытия воздействия потока рабочей среды, а для приведения в действие механизма перекрытия, тепловое воздействие внешней среды при пожаре, как непосредственно вблизи устройства так и на дистанции, без использования энергии из посторонних источников.

1. Техническая задача по способу аварийного перекрытия потока рабочей среды, включающему создание перепада давления рабочей среды на зафиксированном запорном органе, расфиксирование запорного органа внешним воздействием, перекрытие потока рабочей среды путем перемещения запорного органа под воздействием перепада давления рабочей среды на нем вначале и окончательной посадки его под воздействием потока рабочей среды на седло для глушения проходного сечения, амортизацию удара запорного органа о седло, решается согласно изобретению тем, что перепад давления рабочей среды на запорном органе создают путем размещения его в исходном положении непосредственно вблизи струи рабочей среды, в зоне подсоса струей окружающей массы рабочей среды, расфиксирование запорного органа осуществляют за счет изменения формы фиксатора, выполненного из материала с эффектом памяти формы, под тепловым воздействием внешней среды в зоне пожара, при этом перемещение запорного органа выполняют в следующей последовательности: фиксатором перемещают запорный орган в сторону седла, со скоростью изменения формы фиксатора, совместно с воздействием, вначале перепада давления, а далее, потока рабочей среды, на 2/3 пути до седла, тем самым предварительно тормозят поток рабочей среды, а затем освобождают запорный орган от зацепления с фиксатором и сдерживают рост давления рабочей среды от торможения потока путем сброса части рабочей среды через малоинерционные клапаны сброса, одним из которых, установленном на запорном органе напротив центра отверстия в седле, сбрасывают нарастание давления рабочей среды в зоне воздействия ее непосредственно на запорный орган.

Кроме того, изменение формы фиксатора осуществляют путем теплового воздействия на него химическим генератором тепла, который приводят в действие с помощью инициирующего дистанционного химического средства, возбуждаемого тепловым воздействием внешней среды в зоне пожара.

Причем запорный орган освобождают от зацепления с фиксатором путем изменения формы фиксатора тепловым воздействием внешней среды в зоне пожара, затем запорный орган перемещают до седла усилием пружины совместно с воздействием вначале перепада давления, а далее потока рабочей среды.

Расфиксирование запорного органа, соединенного с фиксатором, и перемещение его до седла осуществляют путем изменения формы фиксатора под тепловым воздействием внешней среды в зоне пожара или химического генератора тепла, совместно с воздействием вначале перепада давления, а затем потока рабочей среды.

Техническая задача по клапану-отсекателю для осуществления способа аварийного перекрытия потока рабочей среды, содержащему корпус с отверстием в боковой стенке с входной и выходной полостями, разделенными перегородкой с отверстием и седлом, взаимодействующим с запорным органом, выполненным в виде захлопки, механизм фиксации захлопки в открытом положении, диафрагму, решается согласно изобретению тем, что диафрагма выполнена заодно с седлом, прочно скрепленной с перегородкой, выполненной в виде сильфона, в свою очередь плотно соединенного с патрубком, сообщенным с выходной полостью, встроенным в торцовую стенку корпуса, причем седло имеет две цапфы, ось которых расположена в уплотнительной плоскости седла, связанного посредством цапф и двух поводков с осью качания, с возможностью поворота вокруг оси цапф и оси качания, на которой с помощью сферического шарнира, с возможностью качания в двух направлениях установлена захлопка, уплотнительная плоскость которой проходит через центр сферического шарнира и сопрягается в откинутом от седла положении в зацеплении с фиксатором, выполненном из материала с эффектом памяти формы, одним концом прочно закрепленным, а средней частью плотно, с усилием, прилегающим к теплопроводящему радиатору, герметично установленному в отверстии боковой стенки, оребренной поверхностью обращенному во внешнею среду и теплоизолированному вместе с фиксатором от рабочей среды и корпуса, при этом длина свободного конца фиксатора и вылет язычка захлопки, входящие в зацепление, выбраны такой величины, чтобы зацепление при повороте захлопки от исходного положения до седла сохранялось до 2/3 поворота, а затем прерывалось, кроме того, в центре захлопки выполнено отверстие, соответствующее отверстию в седле, в котором расположен малоинерционный пластинчато-кольцевой клапан сброса в виде упругой пластины, свернутой в кольцо, предварительно напряженной, плотно с упругим усилием перекрывающей окна проходного канала, и в патрубке также выполнены отверстия, напротив которых установлены подобные же малоинерционные пластинчато-кольцевые клапаны сброса, причем суммарная площадь открывающихся максимальных проходных сечений всех клапанов сброса не менее 82% площади проходного сечения канала самого клапана-отсекателя.

Поверхность теплопроводящего радиатора, обращенная во внешнюю среду, выполнена плоской и к ней плотно с усилием прижат химический генератор тепла в комплекте с инициирующим дистанционным химическим средством.

Захлопка загружена пружиной кручения, установленной на оси качания и стремящейся ее повернуть к седлу, а фиксатор входит в зацепление с упором захлопки.

Седло посредством цапф и вилки, шарнирно посаженной на цапфы, связанно с осью качания, с которой вилка соединена с помощью сферического подшипника, и седло имеет возможность качания в двух направлениях, и вокруг оси-качания, а захлопка закреплена на фиксаторе.

Сущность изобретения поясняется на чертежах:

Фиг.1. Общий вид, продольный разрез клапана-отсекателя, I исполнения.

Фиг.2. Сечение А-А, с общего вида.

Фиг.3. Варианты установки клапана-отсекателя.

Фиг.4. Общий вид, продольный разрез II исполнения клапана-отсекателя.

Фиг.5. Вид Б на связь седла с осью качания.

Фиг.6. Общий вид, продольный разрез III исполнения клапана-отсекателя.

Фиг.7. Вид В на связь седла с осью качания.

Фиг.8. Выноска Г с фиг.1, вид на установку химического генератора тепла на теплопроводящий радиатор, разрез.

Фиг.9. Сечение Д-Д по клапану-сброса.

Клапан-отсекатель I исполнения (см. фиг.1, 2, 8, 9) содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полостями, разделенными сильфоном 4, с закрепленными на нем, например пайкой, диафрагмой, выполненной заодно с седлом 5, взаимодействующим с запорным органом в виде захлопки 6, фиксируемой в (открытом) исходном 7 положений фиксатором 8. Сильфон 4 закреплен, например, пайкой, на патрубке 9 встроенном в торцовую стенку корпуса 1. Седло 5 имеет две сапфы 10, ось которых расположена в сопрягаемой с захлопкой 6 уплотнительной плоскости, и связано в посредством цапф 10 и поводков 11 с осью качания 12 встроенной в стенки корпуса 1. Седло 5 имеет возможность качаться вокруг оси цапф 10 и оси-качания 12 в пределах, определяемых упругостью сильфона 4. На оси качания 12 с помощью сферического шарнира 13 установлена захлопка 6, сопрягаемая с седлом 5, уплотнительная плоскость которой, проходит через центр сферического шарнира 13, что позволяет захлопке 6 качаться в двух направлениях. Возможности седла 5 и захлопки 6 к адаптации к угловому положению в пространстве обеспечивают плотное беззазорное прижатие их уплотнительных плоскостей друг к другу, что при наличии прокладки 14 обеспечивает надежную герметизацию сопряжения седло 5 и захлопка 6. В исходном 7 положении захлопка 6 фиксируется фиксатором 8 за счет зацепления его свободного конца с язычком 15 захлопки 6. Длина свободного конца фиксатора 8 и вылет язычка 15 выбирают такой величины, чтобы их зацепление при повороте свободного конца фиксатора 8 сохранялось на 2/3 пути захлопки 6 до седла 5, а далее в положении 7а, захлопки 6 происходило их расцепление. Фиксатор 8 выполнен из материала с эффектом памяти формы, одним концом прочно закреплен и средней частью, являющейся зоной проявления эффекта памяти формы, плотно, с усилием прилегает к теплопроводящему радиатору 16, герметично установленному в отверстии съемной боковой стенки 17 корпуса 1, оребренной поверхностью 18, обращенному во внешнюю среду. Материалом теплопроводящего радиатора 16 выбран материал с высоким коэффициентом теплопроводности, например медь. Оребренная поверхность 18 служит для увеличения теплосъема с внешней среды, например с нагретого атмосферного воздуха или газа. Для создания условий максимальной теплопередачи от теплопередающего радиатора 16 к фиксатору 8, последний должен плотно, без зазоров, с усилием, прилегать к изогнутой поверхности теплопередающего радиатора 16, для чего средняя часть фиксатора 8 изогнута с радиусом больше, чем радиус изгиба поверхности теплопередающего радиатора 16 и при закреплении конца фиксатора 8 вся средняя часть, плотно, с усилием прижмется к изогнутой поверхности теплопередающего радиатора 16. Теплопередающий радиатор 16 вместе с фиксатором 8 теплоизолирован от рабочей среды и корпуса 1 теплоизоляцией 19, что повышает чувствительность его тепловому воздействию. В центре захлопки 6 в отверстии плотно посажен клапан-сброса 20, малоинерционный пластинчато-кольцевой, образованный упругой пластиной, свернутой в кольцо, предварительно напряженной, установленной в проточку клапана-сброса 20 и с упругим усилием перекрывающей окна для прохода рабочей среды. Аналогичные клапаны-сброса 20 установлены на патрубке 9, где напротив отверстий 21 в проточках втулки 22 напрессованной на патрубок 9 установлены кольцевые пластины 23, зафиксированные штифтом 24 от смещения, за один конец. Суммарная площадь максимальных проходных сечений всех клапанов сброса 20 должна быть не менее 82% площади проходного сечения канала F клапана-отсекателя. Имеется вариант установки на плоскую поверхность теплопроводящего радиатора 16, обращенную во внешнюю среду, плотно прижатого к ней без зазоров химического генератора тепла 25 в комплекте с инициирующим дистанционным химическим средством, служащим для привидения в действие генератора тепла 25 от теплового воздействия внешней среды в зоне пожара. Аналогом этого средства может служить, например, бикфордов шнур. В качестве источника энергии в генераторе тепла 25 могут служить медленно горящие пороха, подобные генераторы известны в космической и военной технике.

Клапан-отсекатель II исполнения в отличие от клапана-отсекателя I исполнения (см. фиг.4, 5) содержит пружину кручения 26, установленную на оси качания 12, сопрягаемую с захлопкой 6 и стремящуюся подать ее на седло 5. На захлопке 6 имеется упор 27, входящий в зацепление с фиксатором 8, служащий для удержания захлопки 6 в исходном положении. Имеется также кулачок 28, служащий для возврата фиксатора 8 в исходное положение.

Клапан-отсекатель III исполнения в отличие от клапана-отсекателя I исполнения (см. фиг.6, 7) содержит вилку 29, установленную на оси-качания 12 с помощью сферического подшипника 30, и шарнирно посаженую на цапфы 10, которая связывает сопло 5 с осью качания 12, с возможностью качания седла 5 вокруг оси качания 12, оси цапф 10 и вокруг оси проходящей через центр седла 5 и центр сферического подшипника 30, в пределах, ограниченных упругостью сильфона 4.

Захлопка укреплена на фиксаторе 8.

На фиг.4, 5, 6, 7 условно допущены упрощения в изображении клапанов-отсекателей II и III исполнения и условно не показаны общие для всех исполнений узлы.

Способ аварийного перекрытия потока рабочей среды клапаном-отсекателем осуществляют следующим образом: клапан-отсекатель устанавливается на магистрали, подводящей поддерживающую реакцию горения рабочую среду в защищаемую от возможного пожара зону, вблизи от зоны пожара, с тем, чтобы температура раскаленного воздуха была достаточной величины, чтобы привести в действие клапан-отсекатель. На фиг.3 изображена установка 31 клапана-отсекателя на вертикальном участке трубопровода, подводящего газ в жилой деревянный дом, термическую печь, или же на устье фонтанирующей нефтяной скважины до фонтанной арматуры, на газовую скважину, также, например, на газопровод на входе в цех химического производства, на трубопроводе при выходе его из переборки в защищаемый отсек судна. Возможна установка клапана-отсекателя в варианте 32 дистанционного управления. В этом случае к клапану-отсекателю от зоны пожара прокладывается дистанционное инициирующее химическое средство. Назначение клапана-отсекателя состоит в том, чтобы аварийно, без участия человека, в случае пожара, перекрыть доступ рабочего тела, поддерживающего пожар: горючие жидкости, газ, пыль, кислород, воздух и т.п., в зону пожара и тем самым обеспечить возможность тушения пожара и предотвратить катастрофическое развитие аварийной ситуации.

Поток рабочей среды в клапане-отсекателе I исполнения (см. фиг.1, 2, 8, 9) движется с большой скоростью по каналу F и создает подсос близлежащих масс рабочего тела. Запорный орган - захлопка 6 зафиксирован в положении 7 фиксатором 8. Захлопка 6 находится рядом с потоком рабочего тела и испытывает подсасывающее воздействие потока рабочей среды. При тепловом воздействии внешней среды зоны пожара на теплопередающий радиатор 16 фиксатор 8 нагревается от него и меняет форму, изгибается в сторону седла 5, при этом он перемещает захлопку 6 в сторону седла 5, совместно с воздействием, перепада давления вначале, далее потока рабочей среды, на 2/3 пути до сопла 5. Скорость перемещения захлопки 6 не больше скорости изменения формы фиксатора 8 и в 10-100 раз менее скорости потока рабочей среды. Поэтому поток рабочей среды предварительно тормозится, что сначала же процесса перекрытия потока рабочей среды снижает интенсивность вероятного гидравлического удара. Это объясняется следующим образом: жесткость фиксатора 8 и язычка 15 достаточны, чтобы не деформироваться под воздействием потока рабочей среды. Скорость потока фонтанирующей нефти может быть 100 м/сек и более. 2/3 пути захлопки 6 до сопла 5 поток нефти проходят за 0,001 сек, а захлопка 6 перемещается фиксатором 8 на это же расстояние за 0,1-0,01 сек. В положении 7а фиксатор 8 расщепляется с язычком 15 и далее захлопка 6 движется до сопла 5 под воздействием потока рабочей среды. Удар захлопки 6 и сопло 5 и ударные нагрузки потока амортизируется упругостью прокладки 14, сильфона 4 и часть энергии удара срабатывается при осадке под ударом сильфона 4 на ускорение рабочей среды, находящейся между витками сильфона 4, при этом захлопка 6 тормозится и тормозится поток рабочей среды, и часть ее сбрасывается из входной 2 полости в выходную 3 полость через клапаны сброса 20. Пластины 23 давлением рабочей среды отжимаются от исходного положения и пропускают рабочую среду. Этим сдерживается рост давления до тех пор, пока поток рабочей среды не остановится, т.е. будет перекрыт. Клапаны сброса 20 малоинерционны по причине малой материалоемкости подвижного элемента-пластины 23 и поэтому не влияют на рост давления рабочей среды за счет инерционности элементов, участвующих в торможении потока рабочей среды. Так как суммарная площадь максимальных проходных сечений клапанов-сброса 20 составляет не менее 82% площади проходного сечения канала F клапана-отсекателя, то скорость потока рабочей среды через проходные сечения клапанов-сброса 20 возрастает по сравнению со скоростью рабочей среды в канале F в (100%/82%=1,22) раза, соответственно давление рабочей среды должно возрасти в [(1,22) ²=1,5] раза согласно известной формуле из гидравлики: V=f Н, где V - скорость потока, Н - напор рабочей среды. Таким образом, давление рабочей среды, рост которой сдерживается сбросом рабочей среды через клапаны сброса 20, не будет превышать уровень испытательного давления рабочей среды для клапана-отсекателя: Р_исп Р_раб, где Р_исп - испытательное давление, Р_раб - рабочее давление рабочей среды до начала срабатывания клапана-отсекателя, т.е. до начала торможения потока рабочей среды.

Размещение в центре захлопки 6 одного из клапанов сброса 20 значительно снижает силовое воздействие потока рабочей среды на захлопку 6, седло 5 и сильфон 4 при его торможении. Клапан-отсекатель I исполнения более подходит для перекрытия потока жидкой рабочей среды, например, жидкого топлива, нефтяного фонтана.

Клапан-отсекатель II исполнения (см. фиг.4, 5) предназначен для перекрытия потока газовой рабочей среды. Работа клапана-отсекателя II исполнения осуществляется подобно работе клапана-отсекателя I исполнения с одним отличием: захлопка 6 поворачивается под воздействием пружины кручения 26 и потока рабочей среды сразу от исходного положения 7, так как расцепление фиксатора 8 и упора 27 на захлопке 6 происходит в исходном положении 7 и захлопка 6 перемещается практически со скоростью потока рабочей среды, поэтому удар захлопки 6 о седло может быть большой силы и смягчается прокладкой 14 и сильфоном 4. Рост давления рабочей среды в результате образования ударной волны при торможении газового потока об заторможенную захлопку 6 сдерживается сбросом части рабочей среды через клапаны-сброса 20 из входной полости 2 в выходную полость 3.

Клапан-отсекатель III исполнения (см. фиг.6, 7) подходит более всего для перекрытия потока жидкой рабочей среды.

Перекрытие потока рабочей среды происходит следующим образом: под тепловым воздействием внешней среды в зоне пожара фиксатор 8, нагретый до критической температуры теплопередающим радиатором 16, изгибается и перемещает захлопку 6 к соплу 5 со скоростью изменения формы пластины 30. При этом поток рабочей среды предварительно тормозится. Удар захлопки 6 о седло 5 будет умеренным и амортизируется прокладкой 14 и сильфоном 4. Рост давления рабочей среды в результате торможения потока рабочей среды сдерживается сбросом части рабочей среды через клапаны сброса 20 из входной полости 2 в выходную полость 3.

Приведение клапанов-отсекателей в исходное положение производится путем введения в выходную полость 3 специального приспособления, отгибающего захлопки 6, в исходное положение 7 и взводящие в исходное положение фиксаторы 8, взведение фиксаторов 8 в исходное положение осуществляется силовым воздействием захлопок 6 при их перемещении в исходное положение. В I и II исполнениях клапанов-отсекателей силовым воздействием непосредственно захлопки 6, а во II исполнении посредством кулачка 28 фиксаторы 8 взводятся из положения 33 в исходное положение. Это хорошо видно на фиг.1, 4, 6, можно эту операцию осуществить сняв с корпуса 1 съемную стенку 17.

Использование изобретения позволит быстро и надежно перекрывать поток рабочей среды в зону пожара, предотвращая катастрофическое развитие аварийной ситуации, обеспечивая возможность тушения пожара и снизить вероятность человеческих жертв и размер возможных экологических и материальных потерь. Клапан-отсекатель надежен и удобен в эксплуатации, конструктивно прост, не требует спецоборудования для изготовления.