RU2753787C1

RU2753787C1 - Safety automatic valve

Info

Publication number: RU2753787C1
Application number: RU2021100367A
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Чернышков
Original assignee: Александр Владимирович Чернышков
Priority date: 2021-01-12
Filing date: 2021-01-12
Publication date: 2021-08-23

Abstract

FIELD: ventilation systems.

SUBSTANCE: invention relates to ventilation systems for buildings and structures equipped with protective equipment against damaging effects. The protective automatic valve contains a support body, body sections, each of which has a through groove for the passage of air, as well as interacting with the body, interconnected movable elements connected to the drive of their movement and overlapping the through grooves of the body. Each movable element is made in the form of a bar pivotally connected to the body, having a cam with an inclined surface fixed on it. The drive is made in the form of a toothed rack, the tooth of each rack has an inclined surface and is arranged to interact with the inclined surface of the strip cam. The rack is connected to the electromagnetic and manual drives of its movement by means of the electromagnetic drive rod. The stem is located in the slider of the handwheel for manual movement of the rack. An axis is located in the lugs on the lower surface of each section of the support body, on which the bar is hingedly fixed with the possibility of its rotation in the vertical plane relative to the support body.

EFFECT: increase in the reliability of the automatic safety valve.

3 cl, 3 dwg

Description

Данный защитный автоматический клапан предназначен для защиты вентиляционных, воздухозаборных и газовыхлопных отверстий от проникновения в них воздушных ударных и тепловых волн высокой активности.This automatic safety valve is designed to protect ventilation, air intake and gas exhaust openings from the penetration of high-activity air shock and heat waves.

Из зарубежной патентной документации известны защитные клапаны, к которым относятся, в частности, раскрытая в описании патента GB 586341 А вентиляционная установка, имеющая множество впускных и выпускных клапанов, соединенных с системой воздушных каналов, при этом установка отличается наличием перегородки, имеющей сопротивление потоку, адаптированному так, чтобы была разница между внешним и внутренним давлением воздуха. В одном исполнении перегородка, вставленная рядом с клапаном в воздушный канал, содержит две стенки и расположена внутри прямоугольного или круглого барабана из листового металла. Стенки выполнены с продольными отверстиями, из которых одни отверстия имеют больший диаметр. Горловина барабана закрыта перфорированной пластиной. Описано несколько других устройств перегородки, таких как множество пластин с прорезями, размещенных одна за другой; множество пластин, имеющих перфорацию в виде конических сопел, сужающихся в направлении воздушного потока; множество пластин, расположенных в шахматном порядке для образования зигзагообразного канала для воздушного потока, и две пластины, снабженные трубчатыми соплами. Трубы первой пластины перекрывают трубы второй пластины, так что воздушный поток не имеет прямого пути. Устройство клапана содержит внутреннюю и внешнюю клапанные пластины, расположенные на винте, ввинченном в крестовину, при этом пластины управляют проходными сечениями внутренних и внешних отверстий (GB 586341 А, 14.03.1947). Protective valves are known from foreign patent documents, which include, in particular, a ventilation unit disclosed in the patent specification GB 586341 A, having a plurality of inlet and outlet valves connected to a system of air ducts, while the unit is characterized by the presence of a partition having a flow resistance adapted so that there is a difference between external and internal air pressure. In one embodiment, a baffle inserted adjacent to the valve in the air channel comprises two walls and is positioned within a rectangular or circular sheet metal drum. The walls are made with longitudinal holes, some of which have a larger diameter. The throat of the drum is closed with a perforated plate. Several other baffle devices have been described, such as a plurality of slotted plates positioned one behind the other; a plurality of plates having perforations in the form of conical nozzles tapering in the direction of the air flow; a plurality of plates staggered to form a zigzag airflow channel; and two plates provided with tubular nozzles. The tubes of the first plate overlap the tubes of the second plate so that the air flow does not have a straight path. The valve device contains an internal and external valve plates located on a screw screwed into the cross, while the plates control the flow areas of the internal and external holes (GB 586341 A, 03/14/1947).

В описании патента US 4383477 А раскрыто защитное устройство для предотвращения подачи в помещение неочищенного наружного воздуха, которое имеет седло клапана, корпус клапана, средства для соединения вентилятора с внешним воздуховодом и средства управления для изменения положения корпуса клапана. Стационарные опорные элементы связаны с корпусом клапана через муфту, которая при повторяющихся управляющих импульсах от средств управления поочередно переводит корпус клапана во внешнее положение и возвращает его во внутреннее положение. Обе эти позиции выбраны таким образом, чтобы внутреннее отверстие соответствовало минимальной потребности в вентиляции помещения, а внешнее - потребности в вентиляции с находящимися людьми в помещении (US 4383477 А, 17.05.1983).US Pat. No. 4,383,477 A discloses a security device for preventing untreated outside air from entering a room, which has a valve seat, a valve body, means for connecting the fan to an external air duct, and controls for changing the position of the valve body. The stationary support elements are connected to the valve body through a coupling, which, with repeated control impulses from the control means, alternately moves the valve body to the external position and returns it to the internal position. Both of these positions are chosen in such a way that the inner opening corresponds to the minimum ventilation requirement of the room, and the external one corresponds to the ventilation requirement with people in the room (US 4383477 A, 05/17/1983).

В патенте DE 2000254 A раскрыто вентиляционное устройство с пластинчатой поверхностью - с расположенными на расстоянии друг от друга вентиляционными элементами, которые могут взаимно перемещаться по отношению к неподвижным направляющим элементам, которые образуют вентиляционные прорези, причем направляющие элементы объединены для образования двухстенного направляющего профиля, как в во внутренней стене, так и во внешней стене на расстоянии от нее расположены вентиляционные прорези, вентиляционные элементы представляют собой отдельные профили планок, которые удерживаются вместе соединительным профилем, а соединительный профиль - сторона внутренней стенки, обращенная от внешней стенки направляющего профиля, расположена и выступает с выступами для удержания пластинчатых профилей в вентиляционных отверстиях во внутренней стене (DE 2000254 A, 30.09.1971).DE 2000 254 A discloses a ventilation device with a lamellar surface - with spaced apart ventilation elements that can mutually move with respect to fixed guide elements that form ventilation slots, the guide elements being combined to form a double-walled guide profile, as in ventilation slots are located in the inner wall and in the outer wall at a distance from it, the ventilation elements are separate profiles of the strips that are held together by the connecting profile, and the connecting profile - the side of the inner wall facing the outer wall of the guide profile, is located and protrudes from projections for holding the lamellar profiles in the ventilation holes in the inner wall (DE 2000254 A, 09/30/1971).

В патенте US 3782050 А раскрыта сборка жалюзи для установки в здании, которая включает в себя множество пластинок жалюзи, установленных в наклонных положениях с наклоном вниз от задней части к передней части. Каждая из пластин жалюзи включает в себя удлиненный желоб с открытым верхом, имеющий ромбовидное поперечное сечение, которое проходит вдоль нижнего края пластинок жалюзи. Каждая из лопастей жалюзи также имеет вертикальный подъем вдоль своей средней области (US 3782050 А, 01.01.1974).US Pat. No. 3,782,050 A discloses a shutter assembly for installation in a building that includes a plurality of louver plates mounted in tilted positions sloping downward from rear to front. Each of the louver plates includes an elongated open-top trough having a diamond-shaped cross-section that extends along the lower edge of the louver plates. Each of the louver blades also has a vertical rise along its middle region (US 3782050 A, 01.01.1974).

В известной конструкции устройства перекрытия воздушного канала, раскрытого в патенте RU 134299 U1, устройство содержит раму, модуль из перекрывающих элементов (лопаток), установленных с возможностью поворота под действием давления воздушного потока, причем каждая лопатка нагружена по длине автономным элементом, причем лопатки расположены под углом к потоку воздуха и прикреплены к осям, которые установлены в боковинах рамы, с возможностью совершения вращения, причем для ограничения поворота лопаток внизу рамы установлен упор, а вверху рамы установлены две прижимные планки, при этом нагрузочные автономные элементы выполнены в виде противовесов, закрепленных с одной стороны каждой оси при помощи фиксаторов на регулировочных шпильках. Лопатки имеют изогнутую зигзагообразную форму (RU 134299 U1, 10.11.2013).In the known design of the device for closing the air channel, disclosed in the patent RU 134299 U1, the device contains a frame, a module of closing elements (blades) installed with the possibility of rotation under the action of the air flow pressure, each blade being loaded along the length by an autonomous element, and the blades are located under angle to the air flow and are attached to the axes, which are installed in the sidewalls of the frame, with the possibility of rotation, and to limit the rotation of the blades at the bottom of the frame, a stop is installed, and at the top of the frame there are two clamping bars, while the load autonomous elements are made in the form of counterweights fixed with one side of each axle using the clips on the adjusting pins. The blades have a curved zigzag shape (RU 134299 U1, 10.11.2013).

Из рекламной публикации известен защитный автоматический клапан типа ЗКА для защиты воздухозаборных и вентиляционных отверстий, содержащий забетонированную в проеме сооружения закладную деталь, опору клапана, электропривод запирания запорных элементов клапана, а также ручной привод запирания запорных элементов (Защитный клапан автоматический ЗКА. Каталог компании ММЗСО. 2015-2020. Интернет http://mmzso.ru/production/klapani/klapani_germeticheskie_ventilyatsionnie_ma_01005/.2020). From an advertising publication, an automatic protective valve of the ZKA type is known for protecting air intake and ventilation openings, containing a embedded part concreted in the opening of the structure, a valve support, an electric drive for locking the valve locking elements, as well as a manual drive for locking the locking elements (Automatic protective valve ZKA. Catalog of the company MMZSO. 2015-2020. Internet http://mmzso.ru/production/klapani/klapani_germeticheskie_ventilyatsionnie_ma_01005/.2020).

Известен противовзрывной защитный клапан для воздухозаборных и выхлопных труб фортификационных сооружений, состоящий из корпуса, решетки, лопастей и пружинно-рычажных механизмов, причем с целью отсечения воздушного (газового) тракта от наружной воздушной среды при воздействии избыточного давления и разрежения, в нем применены две группы подвижных лопастей, одной из которых перекрыты отверстия решетки при действии избыточного давления, а другой группой, расположенной с обратной стороны решетки, перекрыты отверстия при действии разрежения. Решетка имеет V-образную форму. Подвижные лопасти размещены в исходном положении параллельно направлению воздушного (газового) потока (RU 301102 А1, 27.10.1999).Known anti-explosion protective valve for air intake and exhaust pipes of fortifications, consisting of a housing, a grate, blades and spring-lever mechanisms, and in order to cut off the air (gas) path from the external air environment when exposed to excessive pressure and vacuum, it uses two groups of movable blades, one of which overlaps the openings of the grate under the action of excessive pressure, and the other group located on the reverse side of the grating, overlaps the openings under the action of vacuum. The grille is V-shaped. The movable blades are placed in the initial position parallel to the direction of the air (gas) flow (RU 301102 A1, 10/27/1999).

В патенте RU 2240476 С2 раскрыто защитное устройство для защиты сооружений гражданской обороны в целях предотвращения проникновения через них ударной волны ядерного взрыва или для снижения воздействия ударной волны, более конкретно, касающееся конструкций противовзрывных устройств, предназначенных для их установки в воздухозаборных и вытяжных каналах защитных сооружений, и которое включает опорную раму с фланцем, выполненную в виде опорной решетки, к которой шарнирно прикреплены подпружиненные пружинами лопасти под фиксированным наклонным углом к решетке, например, под углом 45°, и рамку фиксации указанного угла. Подпружиненные лопасти выполнены с профилем кромок, которые при сопряжении друг с другом в закрытом положении образуют лабиринтные каналы (RU 2240476 С2, 20.11.2004).The patent RU 2240476 C2 discloses a protective device for protecting civil defense structures in order to prevent the penetration of a nuclear explosion shock wave through them or to reduce the impact of a shock wave, more specifically, concerning the structures of anti-explosive devices intended for their installation in the air intake and exhaust ducts of protective structures, and which includes a support frame with a flange, made in the form of a support grid, to which the blades, spring-loaded by springs, are pivotally attached at a fixed inclined angle to the grid, for example, at an angle of 45 °, and a frame for fixing the specified angle. The spring-loaded blades are made with a profile of the edges, which, when mated with each other in the closed position, form labyrinth channels (RU 2240476 C2, 20.11.2004).

В описании патента RU 2147357 С1 раскрыта саморегулирующая жалюзийная решетка для естественной вытяжной вентиляции зданий с приводом от перепада давления до и после решетки, которое воспринимается взаимно связанными сильфонами, установленными соответственно в помещении и за решеткой в вытяжном канале. Результирующее перемещение штока привода от сильфона посредством тяг передается посредством тяг на жалюзи, поворачивая их соответственно изменяющемуся перепаду давления (RU 2147357 С1, 04.10.2000).The patent description RU 2147357 C1 discloses a self-regulating louvred grille for natural exhaust ventilation of buildings driven by a differential pressure before and after the grill, which is perceived by interconnected bellows installed, respectively, in the room and behind the grill in the exhaust duct. The resulting movement of the actuator stem from the bellows by means of rods is transmitted by means of rods to the louvers, turning them in accordance with the changing pressure drop (RU 2147357 C1, 04.10.2000).

Из известных устройств близким к представленному в данном описании изобретению является конструкция ЗАО «Московский Механический Завод Специального Оборудования» - защитный автоматический клапан, содержащий корпус, установленные в корпусе опорную неподвижную решётку и расположенную над ней подвижную решетку, концентрично расположенные в каждой решетке щели, между которыми выполнены кольцевые перемычки таким образом, что щели неподвижной решетки расположены под перемычками подвижной решетки с возможностью закрытия этими перемычками щелей неподвижной решетки. Подвижная решетка связана с подпружиненным относительно корпуса штоком, последний связан с расположенным под углом к штоку подпружиненной тягой с уступом на ее конце, взаимодействующим с клиновым скосом штока, который выполнен в пазу штока, на конце штока, расположенного за пределами корпуса над подвижной решеткой, закреплена подпружиненная пружиной относительно корпуса шайба. В корпусе шарнирно закреплен L-образный двуплечий рычаг, одно плечо которого контактирует с нижним концом штока, а другое его плечо контактирует с расположенным в корпусе концом тяги, при этом в корпусе установлено средство связи тяги с приводом ее перемещения и фиксации тяги в ее рабочем положении (RU 2353859 С1, 27.04.2009 - прототип).Of the known devices close to the invention presented in this description is the design of CJSC "Moscow Mechanical Plant of Special Equipment" - a protective automatic valve containing a body, a supporting fixed lattice installed in the body and a movable lattice located above it, concentrically located in each lattice slots, between which the annular bridges are made in such a way that the slots of the fixed lattice are located under the bridges of the movable lattice with the possibility of closing the slots of the fixed lattice by these bridges. The movable grate is connected to a rod spring-loaded relative to the body, the latter is connected to a spring-loaded rod located at an angle to the rod with a ledge at its end, interacting with the wedge bevel of the rod, which is made in the rod groove, at the end of the rod located outside the body above the movable grate, fixed washer spring-loaded with respect to the body. An L-shaped two-armed lever is hinged in the body, one arm of which is in contact with the lower end of the rod, and its other shoulder contacts the end of the rod located in the body, while the body has a means for connecting the rod with a drive for its movement and fixing the rod in its working position (RU 2353859 C1, 04/27/2009 - prototype).

Общими признаками прототипа и представленного в данном описании изобретения являются такие признаки, что оба решения относятся к защитным автоматическим клапанам, каждый из которой содержит корпус опоры, секции корпуса, в каждой из которых имеется сквозной паз для прохождения воздушной среды, а также взаимодействующие с корпусом связанные между собой подвижные элементы, соединенные с приводом их перемещения и перекрывающие сквозные пазы корпуса.The general features of the prototype and the invention presented in this description are such that both solutions relate to automatic safety valves, each of which contains a support body, body sections, each of which has a through groove for the passage of air, as well as associated with the body moving elements between themselves, connected to the drive of their movement and overlapping the through grooves of the body.

Недостатком раскрытого в патенте RU 2353859 С1 решения является неудовлетворительная герметичность перекрывания воздуховода, связанная как с кинематическими особенностями привода рабочего перекрывающего элемента (элементов), служащего для закрывания воздуховода, так и с конструкцией рабочего элемента, габариты которого не обеспечивают его плотное прилегание к ответной части рабочего элемента (прилегание подвижной решетки к неподвижной решетке). Это связано с тем, что большая площадь каждого рабочего элемента, воспринимающая на себя большую нагрузку ударной воздушной волны, может быть в значительной мере подвержена изгибам, приводящим к разгерметизации клапана, снижению его защитных функций и надежности. The disadvantage of the solution disclosed in the patent RU 2353859 C1 is the unsatisfactory tightness of the air duct closure associated both with the kinematic features of the drive of the working closing element (elements) serving to close the air duct, and with the design of the working element, the dimensions of which do not ensure its tight fit to the counterpart of the working element (adhesion of the movable lattice to the fixed lattice). This is due to the fact that a large area of each working element, which takes on a large load of an air blast wave, can be significantly subjected to bending, leading to a depressurization of the valve, a decrease in its protective functions and reliability.

Техническим результатом представленного в данном описании изобретения является повышение надежности клапана.The technical result of the invention presented in this description is to improve the reliability of the valve.

Технический результат получен защитным автоматическим клапаном, содержащим корпус опоры, секции корпуса, в каждой из которых имеется сквозной паз для прохождения воздушной среды, а также взаимодействующие с корпусом связанные между собой подвижные элементы, соединенные с приводом их перемещения и перекрывающие сквозные пазы корпуса, причем каждый подвижный элемент выполнен в виде шарнирно соединенной с корпусом планки, имеющей закреплённый на ней кулачок с наклонной поверхностью, привод выполнен в виде зубчатой рейки, зуб каждой рейки имеет наклонную поверхность и расположен с возможностью взаимодействия с наклонной поверхностью кулачка планки, при этом рейка связана с электромагнитным приводом её перемещения и с ручным приводом её перемещения посредством штока электромагнитного привода, шток расположен в ползуне маховика ручного перемещения рейки, причем в проушинах на нижней поверхности каждой секции опоры расположена ось, на которой шарнирно закреплена планка с возможностью её поворота в вертикальной плоскости относительно корпуса опоры, зубья зубчатой рейки последовательно закреплены на рейке и наклонная поверхность каждого зуба находится в постоянном контакте с наклонной поверхностью кулачка соответствующей планки.The technical result is obtained by a protective automatic valve containing a support body, body sections, each of which has a through groove for the passage of air, as well as interacting with the body movable elements connected to each other, connected to the drive of their movement and overlapping the through grooves of the body, each the movable element is made in the form of a bar pivotally connected to the body, having a cam with an inclined surface attached to it, the drive is made in the form of a toothed rack, the tooth of each rack has an inclined surface and is arranged to interact with the inclined surface of the strip cam, while the rack is connected to an electromagnetic a drive for its movement and with a manual drive for its movement by means of an electromagnetic drive rod, the rod is located in the slider of the flywheel for manual movement of the rack, and in the lugs on the lower surface of each section of the support there is an axis on which the bar is hinged with the possibility of its rotation Once in the vertical plane relative to the support body, the teeth of the toothed rack are sequentially fixed on the rack and the inclined surface of each tooth is in constant contact with the inclined surface of the cam of the corresponding bar.

Электромагнитный привод зубчатой рейки содержит шток тягового электромагнита с катушкой, стопор штока, тягу и связанный со штоком ручной привод, дублирующий автоматический привод на случай обесточивания, указанные привода размещены в корпусе, который соединен с корпусом опоры, тяга подпружинена пружиной и шарнирно соединена с рейкой, шток соединен с тягой регулируемой муфтой, содержащей пружинный демпфер, на штоке закреплён с возможностью регулирования положения штока упор для взаимодействия со стопором, имеющем электромагнит с катушкой и шток с закреплённым на его конце стопором, при этом между торцом стопора и корпусом электромагнитного привода размещена пружина стопора, поджимающая стопор к поверхности упора, а на тяге закреплен регулируемый упор с возможностью его перемещения по тяге и фиксации на ней.The electromagnetic drive of the gear rack contains a rod of a traction electromagnet with a coil, a rod stopper, a rod and a manual drive connected to the rod, duplicating an automatic drive in case of power failure, these drives are located in a housing that is connected to the support housing, the rod is spring-loaded and pivotally connected to the rack, the rod is connected to the rod by an adjustable clutch containing a spring damper, a stop is fixed on the rod with the possibility of adjusting the position of the rod for interaction with the stopper, which has an electromagnet with a coil and a rod with a stopper attached to its end, while a stopper spring is placed between the end of the stopper and the body of the electromagnetic drive , pressing the stopper to the surface of the stopper, and an adjustable stopper is fixed on the rod with the possibility of moving it along the rod and fixing it on it.

Ручной привод клапана содержит ползун, расположенный в ступице маховика привода, в ползуне подвижно расположен шток тягового электромагнита, а на выходящем из ползуна конце штока жёстко закреплено кольцо, взаимодействующее с ползуном при закрывании клапана вручную.The manual valve actuator contains a slider located in the drive flywheel hub, the rod of the traction electromagnet is movably located in the slider, and a ring is rigidly fixed at the end of the stem emerging from the slider, which interacts with the slider when the valve is closed manually.

На фиг. 1 показан защитный автоматический клапан, расположенный в воздуховоде строения.FIG. 1 shows an automatic safety valve located in a building duct.

На фиг. 2 - кинематическая схема клапана (планки клапана открыты).FIG. 2 - kinematic diagram of the valve (valve slats are open).

На фиг. 3 - кинематическая схема клапана (планки клапана закрыты).FIG. 3 - kinematic diagram of the valve (valve slats are closed).

Защитный автоматический клапан (фиг. 1) содержит корпус опоры 1, соединённые с опорой 1 планки 2, зубчатую рейку 3 (фиг. 2), зубья которой расположены с возможностью взаимодействия с планками 2. Рейка 3 установлена на опоре с возможностью перемещения в продольном направлении в направляющих опоры. The protective automatic valve (Fig. 1) contains a support body 1, connected to the support 1 of the strip 2, a toothed rack 3 (Fig. 2), the teeth of which are arranged to interact with the slats 2. The rack 3 is mounted on the support with the ability to move in the longitudinal direction in the guides of the support.

Корпус опоры 1 установлен в проёме вентилируемого строения, при этом опора 1 представляет собой сборную конструкцию, состоящую из нескольких секций, соединённых друг с другом болтовыми соединениями. В каждой секции имеются сквозные окна, через которые проходит рабочая воздушная среда. В проушинах на нижней поверхности каждой секции, расположена ось, на которой шарнирно закреплена планка 2. При повороте планки по часовой стрелке до касания поверхности опоры 1 планка имеет возможность перекрывать окно секции опоры 1. На оси каждой планки имеются по две пружины кручения, один конец пружины упирается в опору, а второй закреплён на планке. Пружины создают крутящий момент, используемый для поворота планки.The body of the support 1 is installed in the opening of the ventilated structure, while the support 1 is a prefabricated structure consisting of several sections connected to each other by bolted connections. Each section has through windows through which the working air passes. In the lugs on the lower surface of each section, there is an axis on which the bar is hinged 2. When the bar is turned clockwise until it touches the surface of support 1, the bar has the ability to overlap the window of the support section 1. On the axis of each bar there are two torsion springs, one end the spring rests against the support, and the second is fixed to the bar. The springs create the torque used to swing the bar.

Электромагнитный привод содержит шток 4 тягового электромагнита, катушку 5 тягового электромагнита, стопор 6, тягу 7 и ручной привод 8 (дублёр автоматического привода). Элементы привода размещены в корпусе, который при помощи крепёжных элементов соединён с клапаном. Тяга 7 электромагнита шарнирно соединена с рейкой 3. Шток 4 соединён с тягой 7 регулируемой муфтой 9, содержащей пружинный демпфер. На штоке 4 закреплён с возможностью регулирования положения штока упор 10 для ограничения перемещений стопора 11.The electromagnetic drive contains a rod 4 of a traction electromagnet, a coil 5 of a traction electromagnet, a stopper 6, a rod 7 and a manual drive 8 (an automatic drive doubler). The drive elements are located in a housing, which is connected to the valve by means of fasteners. The rod 7 of the electromagnet is pivotally connected to the rail 3. The rod 4 is connected to the rod 7 by an adjustable clutch 9 containing a spring damper. On the rod 4, the stop 10 is fixed with the possibility of adjusting the position of the rod to limit the movements of the stop 11.

Электромагнит 6 стопора 11 содержит катушку 12, шток 13 с закреплённым на его конце стопором 11, и пружину 14, которой подпружинен стопор 11. Пружина 14 расположена между торцом стопора 11 и корпусом опоры 1 так, что она поджимает стопор 11 к поверхности упора 10. Конструкция привода содержит 11.The electromagnet 6 of the stopper 11 contains a coil 12, a rod 13 with a stopper 11 fixed at its end, and a spring 14 with which the stopper 11 is spring-loaded. The spring 14 is located between the end of the stopper 11 and the body of the support 1 so that it presses the stopper 11 against the surface of the stopper 10. The drive design contains 11.

Ручной привод 8 клапана (дублёр автоматического привода) является частью привода, и он содержит ползун 15 и ступицу 16 маховика. Ступица имеет на внутренней поверхности резьбу, а на наружной - проточку, в которую входит кольцевой выступ корпуса, препятствующий осевому перемещению ступицы. Ползун 15 имеет на наружной поверхности резьбу, которой он соединён со ступицей маховика 16, а на внутренней поверхности ползуна имеется шпоночный паз, при помощи которого ползун соединён со штоком 4 тягового электромагнита посредством шпонки. The manual actuator 8 of the valve (an automatic actuator override) is part of the actuator, and it contains a slider 15 and a hub 16 of the flywheel. The hub has a thread on the inner surface and a groove on the outer surface, into which the annular protrusion of the housing enters, which prevents axial displacement of the hub. The slider 15 has a thread on the outer surface, by which it is connected to the hub of the flywheel 16, and on the inner surface of the slider there is a keyway, by means of which the slider is connected to the rod 4 of the traction electromagnet by means of a key.

Шток 4 может перемещаться в осевом направлении относительно ползуна 15. На левом конце штока 4 жёстко закреплено кольцо 17, служащее упором для ползуна 15 при закрывании клапана вручную. На тяге 7 закреплён регулируемый упор 23 с возможностью его перемещения по тяге и фиксации на тяге, при этом тяга 7 подпружинена в осевом направлении пружиной 18.The stem 4 can move in the axial direction relative to the slider 15. At the left end of the stem 4, a ring 17 is rigidly fixed, which serves as a stop for the slider 15 when the valve is closed manually. An adjustable stop 23 is fixed on the rod 7 with the possibility of moving it along the rod and fixing it on the rod, while the rod 7 is spring-loaded in the axial direction by the spring 18.

Клапан имеет несколько планок 2, каждая из которых закреплена на оси 19 с возможностью поворота планки в вертикальной плоскости и закрывания пазов 20, которые выполнены в опоре 1 и служат для прохождения воздушной среды. The valve has several strips 2, each of which is fixed on an axis 19 with the possibility of rotating the plate in the vertical plane and closing the slots 20, which are made in the support 1 and serve for the passage of the air medium.

Клапан имеет кулачки 21 (фиг. 2) с наклонными поверхностями, при этом кулачки закреплены на планках 2, а зубчатая рейка 3 имеет зубья 22, являющиеся частью зубчатой рейки 3, при этом наклонные поверхности зубьев 22 постоянно контактируют и функционально взаимодействуют с наклонными поверхностями кулачков 21.The valve has cams 21 (Fig. 2) with inclined surfaces, while the cams are fixed on the strips 2, and the toothed rack 3 has teeth 22, which are part of the toothed rack 3, while the inclined surfaces of the teeth 22 constantly contact and functionally interact with the inclined surfaces of the cams 21.

Наклонные поверхности кулачков и планок находятся в постоянном контакте скольжения между собой, при этом смежные планки и кулачки попарно соединены друг с другом известным образом с возможностью скольжения так, что каким бы ни был угол наклона корпус клапана - каждый кулачок и смежная с ним планка всегда находятся в контакте друг с другом.The inclined surfaces of the cams and strips are in constant sliding contact with each other, while the adjacent strips and cams are connected in pairs with each other in a known manner with the possibility of sliding so that whatever the angle of inclination of the valve body - each cam and the adjacent strip are always in contact with each other.

На схеме расположения клапана (фиг. 1) показаны клапанный узел 24, содержащий множество рабочих элементов клапана - планок 2 и узел 25 привода клапанного узла. Узел 24 клапана расположен в воздушной полости 26, сообщённой с воздуховодом, через который на клапан действует воздушная ударная волна, показанная позицией 29. The valve arrangement diagram (Fig. 1) shows a valve assembly 24 containing a plurality of valve working elements - strips 2 and a valve assembly drive assembly 25. The valve assembly 24 is located in an air space 26 communicating with an air duct through which an air blast wave, shown at 29, acts on the valve.

Узел 25 клапана расположен в воздушной полости 27, отделённой от полости 26 стеной строения. Полость 27 может быть сообщена с полостью 30 воздуховода, заполненного воздушной средой строения. Полости 27 и 30 имеют средства их изоляции друг от друга. Позицией 28 на фиг. 2 показан воздушный поток нормально работающей системы вентиляции. Элементы электромагнитного и ручного привода размещены в корпусе 31, который соединён с корпусом опоры 1 клапана.The valve assembly 25 is located in the air cavity 27, separated from the cavity 26 by the wall of the structure. The cavity 27 can be in communication with the cavity 30 of the air duct filled with the air of the building. The cavities 27 and 30 have means for isolating them from each other. At 28 in FIG. 2 shows the airflow of a normally operating ventilation system. Elements of the electromagnetic and manual drive are located in the housing 31, which is connected to the housing of the valve support 1.

Работает защитный автоматический клапан следующим образом. В режиме нормальной эксплуатации клапана каждая планка 2 поворачивается вокруг оси 19 под действием собственного веса и занимает нижнее рабочее положение (фиг. 2). При этом открывается доступ в вентилируемое помещение 30 (фиг. 1) рабочей воздушной среды, которая показана направленными вниз стрелками 28 на фиг. 2. В открытом положении планок 2 воздушная среда проходит через пазы 20, которые выполнены в корпусе опоры 1. При работе клапана на вытяжку воздуха из вентилируемого помещения, направление движения воздуха направлено в сторону открытых планок 2. Когда планки 2 открыты, их положение стабилизируется потоком рабочей воздушной среды, действующей на каждую планку, а также силой пружин 18. Две пружины 18 кручения создают крутящий момент, поворачивающий планку в направлении против часовой стрелки, при этом каждый кулачок 21 поджимается пружинами к зубу 22, и стабилизируют положение планки в воздушном потоке. При этом выполненные на зубчатой рейке 3 наклонные зубья 22 взаимодействуют с наклонными кулачками 21 планок 2. В положении нормальной работы клапана планки 2 находятся в крайнем правом положении, как это показано на фиг. 2.The protective automatic valve works as follows. In normal operation of the valve, each bar 2 rotates around the axis 19 under its own weight and occupies the lower operating position (Fig. 2). This opens access to the ventilated room 30 (Fig. 1) of the working air environment, which is shown by arrows 28 directed downward in Fig. 2. In the open position of the strips 2, the air medium passes through the grooves 20, which are made in the body of the support 1. When the damper operates to extract air from the ventilated room, the direction of air movement is directed towards the open strips 2. When the strips 2 are open, their position is stabilized by the flow working air, acting on each bar, as well as the force of the springs 18. Two torsion springs 18 create a torque that turns the bar counterclockwise, while each cam 21 is pressed by the springs against the tooth 22, and stabilize the bar in the air flow. In this case, the inclined teeth 22 made on the toothed rack 3 interact with the inclined cams 21 of the slats 2. In the position of normal operation of the valve, the slats 2 are in the extreme right position, as shown in FIG. 2.

В указанном положении планок 2 шток тягового электромагнита 4 и связанные с ним тяга 7 и рейка 3 находятся в крайнем правом положении под действием предварительно и постоянно сжатой пружины 18, один торец которой упирается в корпус 31 электропривода, а второй конец пружины упирается в регулируемый упор 23, неподвижно закреплённый на тяге 7 с возможностью регулировки его положения на тяге для обеспечения необходимого усилия пружины 18. При необходимости вылет рейки 3 и её положение относительно планок 2 регулируют муфтой 3.In the indicated position of the strips 2, the rod of the traction electromagnet 4 and the associated rod 7 and the rack 3 are in the extreme right position under the action of a previously and constantly compressed spring 18, one end of which abuts against the housing 31 of the electric drive, and the second end of the spring abuts against an adjustable stop 23 , fixed on the rod 7 with the possibility of adjusting its position on the rod to provide the required force of the spring 18. If necessary, the extension of the rack 3 and its position relative to the slats 2 are adjusted by the coupling 3.

Когда планки 2 клапана открыты (фиг. 2) стопор 11 касается поверхности упора 10 и прижимается к нему пружиной 14. При подаче от средств автоматического управления клапаном сигнала на закрывание клапана шток 4 втягивается в катушку 5 электромагнита, перемещаясь в крайнее левое положение (фиг. 3). После того, как торец упора 10 переместится за ось стопора 11, последний под действием поджимающей пружины 14 переместится в сторону оси штока 4 так, как это показано на фиг. 3, и заблокирует возможность обратного перемещения штока 4. При этом торец упора 10 будет упираться в стопор 11. Одновременно с перемещением штока 4 смещаются влево связанные с ним тяга 7 и зубчатая рейка 3. При этом наклонные зубья 22 рейки 3, воздействуют на закреплённые на планках 2 кулачки 21, поворачивают кулачки и планки 2 на осях 19 по часовой стрелке и прижимают планки 2 к нижним опорным поверхностям корпуса опоры 1. В этом положении перекрывается доступ извне воздушного потока 29 в воздуховод и движение воздуха внутри строения прекращается. Вместе с перемещением тяги 4 происходит сжатие пружины 18, и зубья 22 рейки 3 упираются в кулачки 21 планок 2.When the valve strips 2 are open (Fig. 2), the stopper 11 touches the surface of the stopper 10 and is pressed against it by the spring 14. When a signal is supplied from the automatic valve control means to close the valve, the rod 4 is drawn into the solenoid coil 5, moving to the extreme left position (Fig. 3). After the end of the stop 10 moves beyond the axis of the stop 11, the latter, under the action of the biasing spring 14, will move towards the axis of the rod 4, as shown in FIG. 3, and will block the possibility of reverse movement of the rod 4. In this case, the end of the stop 10 will abut against the stopper 11. Simultaneously with the movement of the rod 4, the rod 7 and the toothed rack 3 associated with it are displaced to the left. slats 2 cams 21, rotate the cams and slats 2 on the axes 19 clockwise and press the slats 2 to the lower supporting surfaces of the support body 1. In this position, access from the outside of the air flow 29 to the duct is blocked and the movement of air inside the building stops. Together with the movement of the rod 4, the spring 18 is compressed, and the teeth 22 of the rack 3 abut against the cams 21 of the strips 2.

После прекращения воздействия внешнего воздушного потока 29, подают напряжение на катушку 12 электромагнита перемещения стопора 11 (фиг. 3), при этом шток 13 стопора 11 втягивается в катушку 12 и перемещается в сторону от штока 4, освобождая упор 10 (фиг. 2). Тяга 7 под действием пружины 18 перемещается в крайнее правое положение, перемещая также связанные с ней шток 4 и рейку 3. При этом планки 2 под действием собственного веса (и действия крутящего момента пружин) поворачиваются на осях 19 в направлении против часовой стрелки и открывают доступ потоку 28 воздуха через пазы 20 в секциях клапана. After the cessation of the external air flow 29, voltage is applied to the coil 12 of the electromagnet for moving the stopper 11 (Fig. 3), while the rod 13 of the stopper 11 is drawn into the coil 12 and moves away from the rod 4, releasing the stop 10 (Fig. 2). The rod 7 under the action of the spring 18 moves to the extreme right position, also moving the rod 4 and the rack 3 associated with it. In this case, the strips 2, under the action of their own weight (and the action of the torque of the springs), rotate on the axes 19 in the counterclockwise direction and open access the flow of air 28 through the slots 20 in the valve sections.

Если по каким-либо причинам команда на закрывание планок 2 от средств автоматики не осуществлена, то планки 2 перемещаются в верхнее положение под действием скоростного напора воздушного потока 29 (фиг. 1, 3), при этом планки 2 перекрывают доступ внешней среды в полость 30 воздуховода. После прекращения воздействия воздушного потока 29, планки 2 под действием собственного веса поворачиваются на осях в направлении против часовой стрелки. If, for some reason, the command to close the strips 2 from the automation means is not carried out, then the strips 2 move to the upper position under the action of the high-speed pressure of the air flow 29 (Figs. 1, 3), while the strips 2 block the access of the external environment to the cavity 30 duct. After the cessation of the action of the air flow 29, the strips 2 under the action of their own weight rotate on the axes in the counterclockwise direction.

Для закрывания клапана вручную (в аварийных ситуациях, когда клапан обесточен) вращают маховик 16 (фиг. 2), при этом ползун 15, вращаясь по резьбе в ступице маховика, смещается в левую сторону, доходит до упора - кольца 17, закреплённого на левом конце штока 4 и начинает перемещать влево шток 4 и связанные с ним упор 10, муфту 9, тягу 7 и рейку 3. При этом зубья 22 перемещаются влево и поворачивают планки 2 в закрытое рабочее положение, показанное на фиг. 3. Вращение маховика выполняют до щелчка, свидетельствующего о том, что стопор 11 переместился вниз, вошёл во взаимодействие с торцом упора 10 и блокирует обратное перемещение штока 4, оставляя клапан в закрытом положении.To close the valve manually (in emergency situations when the valve is de-energized), rotate the flywheel 16 (Fig. 2), while the slider 15, rotating along the thread in the flywheel hub, moves to the left side, reaches the stop - the ring 17, fixed at the left end rod 4 and starts to move to the left the rod 4 and the stop 10 associated with it, the coupling 9, the rod 7 and the rack 3. In this case, the teeth 22 move to the left and rotate the strips 2 to the closed operating position shown in FIG. 3. Rotation of the handwheel is performed until it clicks, indicating that the stopper 11 has moved down, interacts with the end of the stop 10 and blocks the reverse movement of the stem 4, leaving the valve in the closed position.

Для открывания клапана вручную необходимо вручную вытянуть шток 13 стопора и зафиксировать его в вытянутом положении фиксатором, после чего, вращая маховик, перемещают вправо шток 4 и соединённые с ним упор 10, муфту 9, тягу 7 и рейку 3. После перемещения штока 4 в конечное положение, планки 2 поворачиваются под собственным весом в открытое положение. После окончания ручных операций, работоспособность клапана в автоматическом режиме восстанавливают, предварительно освободив шток 13 от стопора 11.To open the valve manually, it is necessary to manually pull the stopper stem 13 and fix it in the extended position with a retainer, after which, rotating the handwheel, move the stem 4 to the right and the stop 10, coupling 9, rod 7 and rail 3 connected to it. position, the planks 2 rotate under their own weight to the open position. After the end of manual operations, the valve operability in automatic mode is restored by first releasing the stem 13 from the stopper 11.

Описанный защитный автоматический клапан обеспечивает автоматическое закрывание и открывание указанных воздушных пазов опоры, в том числе с дистанционного пульта управления, а также автоматическое закрывание воздухозаборного отверстия путём отсекания скоростного воздушного потока. В случае обесточивания клапана его конструкция обеспечивает закрывание и открывание клапана вручную. The described protective automatic valve provides automatic closing and opening of the specified air slots of the support, including from the remote control, as well as automatic closing of the air intake opening by cutting off the high-speed air flow. In the event of a de-energized valve, its design allows the valve to be closed and opened manually.

Клапан может быть установлен в горизонтальном положении, под наклоном к горизонтали, включая угол наклона в пределах 35-55°, при этом клапан монтируется в воздушном проёме воздуховода и крепится болтами на смонтированной в воздуховоде раме или на металлоконструкции строения.The damper can be installed in a horizontal position, inclined to the horizontal, including an angle of inclination within 35-55 °, while the damper is mounted in the air opening of the air duct and bolted to a frame mounted in the air duct or to the metal structure of the building.

Технический результат - повышение надёжности клапана - получен конструктивным решением привода планок клапана, расположением планок, выбором их размеров и соответствующих размерам планок размеров пазов опоры, служащих для прохождения воздушной среды. The technical result - increased reliability of the valve - is obtained by the constructive solution of the drive of the valve slats, the arrangement of the slats, the choice of their sizes and the corresponding sizes of the slats in the dimensions of the support grooves that serve for the passage of the air medium.

В результате значительную часть от ударной воздушной волны воспринимают на себя перемычки между пазами опоры, уменьшая при этом ударные нагрузки на планках. Это позволило уменьшить массу планок, исключить работу планок в тяжёлых условиях и исключить возможность их коробления и, таким образом повысить надёжность перекрывания планками пазов опоры. Использование в конструкции клапана множества небольших по размерам планок обеспечило надёжное их поджатие к опоре и надёжную фиксацию в рабочем положении. Надёжность поджатия к опоре планок позволила повысить плотность прилегания планок к опоре и надёжность работы клапана как в нормальном режиме работы, так и в случае закрытия клапана от ударной воздушной волны. As a result, a significant part of the air blast wave is absorbed by the bridges between the support slots, while reducing the shock loads on the strips. This made it possible to reduce the mass of the slats, exclude the slats from working in difficult conditions and exclude the possibility of warping, and thus increase the reliability of the slats overlapping the support grooves. The use of a plurality of small-sized strips in the design of the valve ensured their reliable compression against the support and reliable fixation in the working position. Reliability of pressing against the support of the strips made it possible to increase the tightness of the strips to the support and the reliability of the valve both in normal operation and in the case of closing the valve from an air shock wave.

Существенно также, что конструкция клапана обеспечивает минимальное время его срабатывания в опасных условиях работы, исчисляемое сотыми долями секунды, что в большой мере позволило повысить безопасность персонала в помещениях строения в случае внезапного удара. Также существенно, что клапан отвечает требованиям большой пропускной способности воздуха в рабочем режиме и требованиям выдерживать большие нагрузки в режиме защиты помещений от внезапных воздушных ударных нагрузок. Техническое решение данного изобретения реализовано в испытанном опытном образце защитного клапана автоматического ЗКА-20М.It is also significant that the design of the valve ensures the minimum response time in hazardous operating conditions, calculated in hundredths of a second, which greatly improved the safety of personnel in the premises of the building in the event of a sudden impact. It is also essential that the valve meets the requirements of high air throughput in operating mode and the requirements to withstand heavy loads in the mode of protecting premises from sudden air shock loads. The technical solution of this invention is implemented in a tested prototype of the automatic safety valve ZKA-20M.

Claims

1. A protective automatic valve containing a support body, body sections, each of which has a through groove for the passage of air, as well as interacting with the body, interconnected movable elements connected to the drive of their movement and overlapping the through grooves of the body, characterized in that that each movable element is made in the form of a bar pivotally connected to the body, having a cam with an inclined surface attached to it, the drive is made in the form of a toothed rack, the tooth of each rack has an inclined surface and is arranged to interact with the inclined surface of the strip cam, while the rack is connected with an electromagnetic drive for its movement and with a manual drive for its movement by means of an electromagnetic drive rod, the rod is located in the slider of the flywheel for manual movement of the rack, and in the lugs on the lower surface of each section of the support body there is an axis on which the bar is hinged with the possibility of turning it into vertical plane relative to the support body, the teeth of the rack are sequentially fixed on the rack, and the inclined surface of each tooth is in constant contact with the inclined surface of the cam of the corresponding bar.

2. The protective automatic valve according to claim 1, characterized in that the electromagnetic drive of the toothed rack comprises a rod of a traction electromagnet with a coil, a rod stopper, a rod and a manual drive connected to the rod, duplicating the automatic drive in case of power failure, these drives are located in a housing, which connected to the support body, the rod is spring-loaded and pivotally connected to the rail, the rod is connected to the rod by an adjustable clutch containing a spring damper, a stop is fixed on the rod with the possibility of adjusting the position of the rod for interaction with the stopper, which has an electromagnet with a coil and a rod fixed at its end a stopper, while between the end of the stopper and the body of the electromagnetic drive there is a stopper spring, which presses the stopper to the surface of the stopper, and an adjustable stop is fixed on the rod with the possibility of moving it along the rod and fixing it on it.

3. The protective automatic valve according to claim 2, characterized in that the manual valve actuator contains a slider located in the hub of the drive flywheel, the rod of the traction electromagnet is movably located in the slider, and a ring is rigidly fixed at the end of the rod emerging from the slider, which interacts with the slider when closing valve manually.