RU175643U1 - MICROMODULAR SOLID FUEL GAS GENERATOR - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к автономным источникам газа, в частности к газогенерирующим устройствам на базе сменных твердотопливных газогенераторов, вырабатывающих сжатый инертный низкотемпературный газ, который используется в качестве рабочего тела в исполнительных механизмах пневмооборудования, пневмоприводах, системах газового пожаротушения. Микромодульный твердотопливный газогенератор содержит емкость, газогенерирующее средство в виде, по меньшей мере, двух газогенераторов холодного газа, размещенных в герметичной кассете, закрепленной снаружи емкости с использованием быстродействующего соединения, датчики давления и блок управления, обеспечивающий последовательное срабатывание каждого газогенератора, при этом емкость посредством тройника соединена с двумя независимыми питающими магистралями, к которым подключено по одной кассете с газогенераторами, посредством вентиля емкость соединена с расходной магистралью, причем каждая питающая магистраль снабжена обратным клапаном, датчиком давления, быстродействующим соединением и шаровым краном, а расходная магистраль с редуктором высокого давления, расходным соплом и двумя датчиками давления, установленными до и после редуктора. Изобретение позволяет обеспечить непрерывную подачу газа с постоянным давлением и расходом в течение заданного промежутка времени.The utility model relates to autonomous gas sources, in particular to gas generating devices based on replaceable solid fuel gas generators that produce compressed inert low-temperature gas, which is used as a working fluid in pneumatic equipment actuators, pneumatic drives, gas fire extinguishing systems. A micromodular solid fuel gas generator contains a container, gas generating means in the form of at least two cold gas generators placed in a sealed cartridge mounted on the outside of the container using a quick-acting connection, pressure sensors and a control unit that ensures successive operation of each gas generator, with the container via a tee connected to two independent supply lines, to which one cartridge with gas generators is connected, by means of till, the flow tank is connected to the backbone, wherein each supply line is provided with a check valve, pressure sensor, high-speed connection and ball valve, a service manifold with high pressure reducer, the nozzle and consumable two pressure sensors mounted before and after the gear unit. The invention allows for a continuous gas supply with a constant pressure and flow rate over a given period of time.

Description

Полезная модель относится к автономным источникам газа, в частности к газогенерирующим устройствам на базе сменных твердотопливных газогенераторов, вырабатывающих сжатый инертный низкотемпературный газ, который используется в качестве рабочего тела в исполнительных механизмах пневмооборудования, пневмоприводах, системах газового пожаротушения.The utility model relates to autonomous gas sources, in particular to gas generating devices based on replaceable solid fuel gas generators that produce compressed inert low-temperature gas, which is used as a working fluid in pneumatic equipment actuators, pneumatic drives, gas fire extinguishing systems.

Из уровня техники по основному конструктивному признаку известен газогенератор по патенту РФ №2404847 (дата публикации 27.11.2010 г.) с модульным построением камер с газогенерирующими зарядами, срабатывающими последовательно при передаче огневого импульса от камеры к камере. Описанное техническое решение позволяет решать задачу регулирования количества генерируемого газа для изменения формы и амплитуды импульса давления в рабочем объеме газонаполняемого устройства только за счет изменения числа камер сгорания без конкретизации характеристик газа, при этом замена камер в процессе работы газогенератора исключена.The prior art gas generator according to the patent of the Russian Federation No. 2404847 (publication date 11/27/2010) with a modular construction of chambers with gas-generating charges that are triggered sequentially when a fire pulse is transmitted from chamber to chamber is known from the prior art for the main structural feature. The described technical solution allows us to solve the problem of controlling the amount of gas generated to change the shape and amplitude of the pressure pulse in the working volume of the gas-filled device only by changing the number of combustion chambers without specifying the characteristics of the gas, while replacing the chambers during operation of the gas generator is excluded.

Известна также конструкция устройства газового пожаротушения по патенту РФ №2495695 (дата публикации 20.10.2013 г.) на основе модульной (блочной) компоновки автономных низкотемпературных твердотопливных газогенераторов с одновременным срабатыванием.Also known is the design of a gas fire extinguishing device according to the patent of the Russian Federation No. 2495695 (publication date 10/20/2013) based on the modular (block) layout of autonomous low-temperature solid fuel gas generators with simultaneous operation.

Обе описанные конструкции характеризуются общим признаком, заключающимся в неуправляемом газообразовании, при котором невозможно после запуска данных устройств изменить их временные рамки функционирования.Both described designs are characterized by a common feature, which is uncontrolled gas generation, in which it is impossible to change their operating time frame after starting these devices.

Наиболее близким, и потому принятым за прототип, является техническое решение по патенту РФ №2288762 (дата публикации 10.12.2006 г.), содержащее емкость для огнетушащего вещества, газогенерирующее средство в виде, по меньшей мере, двух газогенераторов холодного газа, размещенных в герметичной кассете, закрепленной снаружи емкости и сообщенной с ней посредством быстродействующего соединения, датчик давления в емкости и блок управления, обеспечивающий последовательное срабатывание газогенераторов.The closest, and therefore adopted as a prototype, is the technical solution according to the patent of the Russian Federation No. 2288762 (publication date 10/12/2006), containing a container for a fire extinguishing substance, a gas-generating agent in the form of at least two cold gas generators placed in a sealed a cassette mounted on the outside of the tank and communicated with it through a quick connection, a pressure sensor in the tank and a control unit that provides sequential operation of the gas generators.

К недостаткам прототипа следует отнести: невозможность обеспечения постоянства расхода газа из распылителя, невозможность замены отработанной кассеты на снаряженную без прекращения работы устройства, ограниченность времени непрерывной работы устройства количеством газогенераторов в кассете, невозможность предварительного (до начала работы) заполнения свободных объемов емкости и кассеты с газогенераторами сжатым инертным газом от внешнего источника (стационарная линия, стандартный баллон и др.).The disadvantages of the prototype include: the inability to maintain a constant flow of gas from the atomizer, the inability to replace the spent cartridge with the equipped one without stopping the operation of the device, the limited time of continuous operation of the device with the number of gas generators in the cartridge, the inability to pre-fill the free volumes of the container and cartridge with gas generators compressed inert gas from an external source (stationary line, standard cylinder, etc.).

Задачей заявляемого технического решения является создание твердотопливного газогенератора на базе сменных микромодульных источников инертного низкотемпературного газа, обеспечивающего непрерывную подачу газа с постоянным давлением и расходом в течение заданного промежутка времени.The objective of the proposed technical solution is to create a solid fuel gas generator based on replaceable micromodular sources of inert low-temperature gas, providing a continuous gas supply with constant pressure and flow rate over a given period of time.

Поставленная задача решается предложенной конструкцией микромодульного твердотопливного газогенератора, который содержит емкость, газогенерирующее средство в виде, по меньшей мере, двух газогенераторов холодного газа, размещенных в герметичной кассете, закрепленной снаружи емкости с использованием быстродействующего соединения, датчики давления и блок управления, обеспечивающий последовательное срабатывание газогенераторов, при этом емкость посредством тройника соединена с двумя независимыми питающими магистралями, к которым подключено по одной кассете с газогенераторами, и посредством вентиля емкость соединена с расходной магистралью, причем каждая питающая магистраль снабжена обратным клапаном, датчиком давления, быстродействующим соединением и шаровым краном, а расходная магистраль с редуктором высокого давления, расходным соплом и двумя датчиками давления, установленными до и после редуктора.The problem is solved by the proposed design of a micromodular solid fuel gas generator, which contains a container, gas generating means in the form of at least two cold gas generators placed in an airtight cartridge mounted on the outside of the container using a quick connection, pressure sensors and a control unit that provides sequential operation of the gas generators , while the capacity by means of a tee is connected to two independent supply lines, to which one cassette with gas generators is connected, and by means of a valve, the container is connected to a supply line, each supply line having a non-return valve, a pressure sensor, a quick connection and a ball valve, and a supply line with a high pressure reducer, a flow nozzle and two pressure sensors installed up to and after the gearbox.

Проведенный анализ уровня техники показывает, что предлагаемое техническое решение, сохраняя достоинства прототипа в части кассетной компоновки газогенераторов холодного газа с управлением их последовательного срабатывания и в части возможности неоднократного останова и запуска, отличается наличием двух газодинамически несвязанных питающих магистралей с двумя сменными кассетами, работающими поочередно, и наличием редуктора высокого давления в расходной магистрали, что в совокупности обеспечивает потребителя инертным низкотемпературным газом с постоянным давлением и расходом в течение заданного промежутка времени.The analysis of the prior art shows that the proposed solution, while retaining the advantages of the prototype in terms of the cassette layout of cold gas generators with the control of their successive operation and in terms of the possibility of repeated shutdown and start, is distinguished by the presence of two gasdynamically unconnected supply lines with two removable cassettes operating in turn, and the presence of a high pressure reducer in the supply line, which together provides the consumer with an inert low temperature Saturn gas with constant pressure and flow rate for a predetermined period of time.

Редуцируемый сжатый газ с постоянными расходными характеристиками исключает ударное воздействие на исполнительные механизмы пневмооборудования, что положительно сказывается на сроках эксплуатации.Reduced compressed gas with constant flow characteristics eliminates the impact on the actuators of pneumatic equipment, which has a positive effect on the operating life.

Двухкассетная компоновка газогенераторов позволяет производить замену отработанной кассеты на снаряженную без останова работы устройства, тем самым обеспечивая режим длительной непрерывной подачи рабочего газа потребителю. При этом время непрерывной работы устройства ограничено только количеством собранных кассет с газогенераторами, а не количеством газогенераторов в кассете, как в прототипе.The dual-cassette arrangement of gas generators allows replacing the spent cartridge with the empty one without stopping the operation of the device, thereby providing a continuous continuous supply of working gas to the consumer. At the same time, the continuous operation of the device is limited only by the number of assembled cartridges with gas generators, and not by the number of gas generators in the cartridge, as in the prototype.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом общего вида микромодульного твердотопливного газогенератора устройства (фиг.), который содержит емкость 1, в которой герметично установлены вентиль 2 и тройник 3. К тройнику 3 герметично подсоединены две питающие магистрали 4, на каждой из которых смонтированы обратный клапан 5, датчик давления 6, шаровой кран 7 и быстродействующее соединение 8. К каждой питающей магистрали 4 посредством быстродействующего соединения 8 подсоединена сменная кассета 9 с газогенераторами 10. К вентилю 2 герметично подсоединена расходная магистраль 11, на которой смонтированы редуктор высокого давления 12, два датчика давления 6 (до и после редуктора 12) и расходное сопло 13. К датчикам давления 6 и газогенераторам 10 подключен блок управления 14.The essence of the proposed technical solution is illustrated by a general view drawing of a micromodule solid fuel gas generator of the device (Fig.), Which contains a container 1 in which valve 2 and tee 3 are hermetically sealed. Two supply lines 4 are tightly connected to tee 3, on each of which a check valve 5 is mounted , pressure sensor 6, ball valve 7 and quick connection 8. To each supply line 4 through a quick connection 8 is connected a removable cartridge 9 with gas generators 10. To vent Liu 2 sealingly connected expenditure line 11 on which are mounted high-pressure reducer 12, two pressure sensor 6 (before and after the gear unit 12) and supplies the nozzle 13. Pressure sensors 6 and a gas generator 10 is connected the control unit 14.

Предлагаемый микромодульный твердотопливный газогенератор работает следующим образом.The proposed micromodular solid fuel gas generator operates as follows.

Две кассеты 9 с газогенераторами 10 устанавливают в микромодульном твердотопливном газогенераторе и состыковывают посредством быстродействующих соединений 8 с питающими магистралями 4. Подсоединяют блок управления 14 и подключают внешний источник сжатого газа к первой питающей магистрали 4 через шаровой кран 7, который открывают и при закрытых вентиле 2 и шаровом кране 7 другой питающей магистрали 4 производят закачку сжатым газом внутренних полостей первой питающей магистрали 4, кассеты 9 с газогенераторами 10 и емкости 1 до максимально допустимого давления. Контроль за заполнением ведет блок управления 14 по датчику давления 6 в первой питающей магистрали 4. Как только свободные объемы будут заполнены газом до заданного давления, шаровой кран 7 закрывают и отсоединяют от него подводящую линию внешнего источника газа. Аналогично заполняют вторую питающую магистраль 4 и кассету 9 с газогенераторами 10. В процессе работы микромодульного твердотопливного газогенератора устройства, по мере расходования газа и падения давления в емкости 1 до заданного минимального уровня, блок управления 14 по данным датчика давления 6, установленного перед редуктором 12, запускает очередной газогенератор 10 кассеты 9, в результате чего происходит очередная порционная подпитка газогенерирующего устройства сжатым инертным газом. Замену отработанной кассеты 9 на снаряженную проводят с помощью быстродействующего соединения 8 по команде блока управления 14, для чего осуществляют сброс давления из кассеты 9 и питающей магистрали 4 до атмосферного с помощью соответствующего шарового крана 7. При этом устройство продолжает работать в режиме непрерывной подачи газа в пределах необходимой потребности.Two cassettes 9 with gas generators 10 are installed in a micromodule solid fuel gas generator and are connected via quick connections 8 to the supply lines 4. Connect the control unit 14 and connect the external source of compressed gas to the first supply line 4 through a ball valve 7, which is opened even with the valves 2 and ball valve 7 of the other supply line 4 injected with compressed gas the internal cavities of the first supply line 4, cassette 9 with gas generators 10 and capacity 1 to the maximum Stim pressure. The filling control is carried out by the control unit 14 by the pressure sensor 6 in the first supply line 4. As soon as the free volumes are filled with gas to a predetermined pressure, the ball valve 7 is closed and the supply line of the external gas source is disconnected from it. The second supply line 4 and cassette 9 with gas generators 10 are filled in the same way. During operation of the micromodule solid fuel gas generator of the device, as the gas is consumed and the pressure in the tank 1 drops to a predetermined minimum level, the control unit 14 according to the pressure sensor 6 installed in front of the gearbox 12, launches the next gas generator 10 of the cartridge 9, as a result of which there is another portion of the gas-generating device with compressed inert gas. The replacement of the spent cartridge 9 with the empty one is carried out using a high-speed connection 8 at the command of the control unit 14, for which pressure is released from the cartridge 9 and the supply line 4 to atmospheric using the corresponding ball valve 7. In this case, the device continues to operate in a continuous gas supply mode limits of necessary need.

Заявляемая конструкция микромодульного твердотопливного газогенератора устройства не вызовет затруднений при ее изготовлении. Используемые материалы, узлы запорной и регулирующей арматуры, а также компоненты электронного блока управления выпускаются отечественной промышленностью и доступны. Работоспособность и эффективность данной конструкции подтверждена положительными экспериментальными результатами испытаний полноразмерного макета микромодульного твердотопливного газогенератора.The inventive design micromodular solid fuel gas generator of the device will not cause difficulties in its manufacture. The materials used, the components of the shutoff and control valves, as well as the components of the electronic control unit are produced by the domestic industry and are available. The operability and effectiveness of this design is confirmed by the positive experimental results of tests of a full-size prototype micromodular solid fuel gas generator.

Claims (1)

Микромодульный твердотопливный газогенератор, содержащий емкость, газогенерирующее средство в виде, по меньшей мере, двух газогенераторов холодного газа, размещенных в герметичной кассете, закрепленной снаружи емкости с использованием быстродействующего соединения, датчики давления и блок управления, обеспечивающий последовательное срабатывание каждого газогенератора, отличающийся тем, что емкость посредством тройника соединена с двумя независимыми питающими магистралями, к которым подключено по одной кассете с газогенераторами, посредством вентиля емкость соединена с расходной магистралью, причем каждая питающая магистраль снабжена обратным клапаном, датчиком давления, быстродействующим соединением и шаровым краном, а расходная магистраль с редуктором высокого давления, расходным соплом и двумя датчиками давления, установленными до и после редуктора.A micromodular solid fuel gas generator containing a container, gas generating means in the form of at least two cold gas generators placed in a sealed cartridge mounted on the outside of the container using a quick coupling, pressure sensors and a control unit that ensures the successive operation of each gas generator, characterized in that the capacity by means of a tee is connected to two independent supply lines, to which one cartridge with gas generators is connected, through the valve, the tank is connected to the supply line, and each supply line is equipped with a check valve, a pressure sensor, a quick connection and a ball valve, and the supply line with a high pressure reducer, a flow nozzle, and two pressure sensors installed before and after the reducer.

Images