RU130370U1

RU130370U1 - DEVICE FOR SUBMITTING A FLUID WORKING ENVIRONMENT

Info

Publication number: RU130370U1
Application number: RU2012143220/06U
Authority: RU
Inventors: Павел Васильевич Гаин; Эндже Дамировна Гаина; Марина Алексеевна Морозова; Татьяна Николаевна Ярулина
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2013-07-20

Abstract

1. Устройство для подачи текучей рабочей среды, содержащее емкость с выходным патрубком, внутри которой размещены камера из эластичного материала, заполненная текучей рабочей средой, и коллектор, установленный с возможностью вывода текучей рабочей среды из емкости, источник газа, механизм стравливания газа, систему задействования и герметизирующий элемент, установленный в выходном патрубке емкости, при этом источник газа соединен с каналами подвода газа к наружной поверхности камеры и с механизмом стравливания газа, отличающееся тем, что механизм стравливания газа содержит спускной клапан и узел задержки срабатывания, а герметизирующий элемент выполнен в виде невозвратно-запорного клапана.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник газа и механизм стравливания газа установлены в емкости, при этом для их размещения в корпусе емкости выполнены, по крайней мере, одна дополнительная полость.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что канал задействования источника газа выполнен в виде электрического или пиротехнического механизма.4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в механизме стравливания газа спускной клапан выполнен в виде пироклапана или электромагнитного клапана, а узел задержки срабатывания - в виде пиротехнического замедлителя или реле времени с обеспечением срабатывания механизма стравливания газа соответственно от пиротехнической или электрической системы задействования.5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в емкости установлено средство для нагрева рабочей среды с электрическим или пиротехническим каналом задействования.6. Устройство по п.5, отличающееся тем, ч�1. A device for supplying a fluid working medium containing a container with an outlet pipe, inside which a chamber of elastic material filled with a fluid working medium is placed, and a collector installed with the possibility of withdrawing a fluid working medium from the tank, a gas source, a gas bleed mechanism, an activation system and a sealing element installed in the outlet of the tank, while the gas source is connected to channels for supplying gas to the outer surface of the chamber and with a gas bleeding mechanism, characterized in that a mechanism for venting gas comprises the drain valve and the response delay unit, and a sealing member is formed as a non-return locking klapana.2. The device according to claim 1, characterized in that the gas source and the gas bleeding mechanism are installed in the tank, and at least one additional cavity is made for their placement in the tank body. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the channel for activating the gas source is made in the form of an electric or pyrotechnic mechanism. The device according to claim 1 or 2, characterized in that in the gas bleeding mechanism the drain valve is made in the form of a pyro valve or an electromagnetic valve, and the operation delay unit is in the form of a pyrotechnic moderator or time switch, with the gas bleeding mechanism triggered, respectively, from the pyrotechnic or electric system activation. 5. The device according to claim 1 or 2, characterized in that a means for heating the working medium with an electric or pyrotechnic activation channel is installed in the tank. The device according to claim 5, characterized in that

Description

Устройство для подачи текучей рабочей среды относится к гидротранспорту с использованием давления газа и может быть применено для подачи различных жидкостей.A device for supplying a fluid working medium relates to hydraulic transport using gas pressure and can be used to supply various liquids.

Известны устройства для подачи, дозирования и распределения смазок и других рабочих сред. Перемещение и транспортирование рабочих сред к месту ее потребления достигается за счет обжатия или расширения давлением газа эластичной камеры (мешка, оболочки, колпака и т.д.). Уменьшение или увеличение объема эластичной камеры обеспечивает выдавливание рабочей среды из резервуара или из той части его полости, где эта рабочая среда находится до срабатывания устройства.Known devices for feeding, dosing and distribution of lubricants and other working environments. Moving and transporting working media to the place of its consumption is achieved by compressing or expanding the gas pressure of the elastic chamber (bag, shell, cap, etc.). Reducing or increasing the volume of the elastic chamber ensures the extrusion of the working medium from the reservoir or from the part of its cavity where this working medium is located before the device operates.

При изучении справочно-информационных и патентных фондов были выделены наиболее близкие аналоги заявляемого технического решения:When studying reference and information and patent funds, the closest analogues of the claimed technical solution were identified:

- автоматическое устройство для подачи смазки, приведенное в международной заявке №89/01589, МПК⁹ F16N 11/10, публикация 23.02.89. Устройство содержит резервуар (емкость) со смазкой, эластичную камеру и электрохимический элемент для генерирования газа, посредством давления которого камера расширяется и выдавливает смазку из резервуара;- an automatic device for supplying lubricant described in international application No. 89/01589, IPC ⁹ F16N 11/10, publication 02/23/89. The device comprises a reservoir (reservoir) with lubricant, an elastic chamber and an electrochemical cell for generating gas, by means of which pressure the chamber expands and squeezes the lubricant out of the reservoir;

- устройство для смазки пневматических механизмов с использованием давления газа, приведенное в патенте США №3724601, МПК⁹ F16N 7/30, публикация 03.04.73. Устройство имеет корпус с выходным патрубком, в котором размещен контейнер (емкость) со смазкой в виде мешка из эластичного материала, который под давлением газа (потока воздуха) сплющивается и через перфорированный элемент (жиклер) выдавливает смазку в этот поток. Перфорированный элемент установлен перед выходным патрубком.- a device for lubricating pneumatic mechanisms using gas pressure, is shown in US patent No. 3724601, IPC ⁹ F16N 7/30, publication 03.04.73. The device has a housing with an outlet pipe, in which a container (container) with lubricant is placed in the form of a bag of elastic material, which is compressed under pressure of a gas (air flow) and squeezes the lubricant into this stream through a perforated element (nozzle). A perforated element is installed in front of the outlet pipe.

Общими недостатками этих аналогов является низкий и нестабильный КПД (количество выдавливаемой рабочей среды относительно количества, размещенного в устройстве) из-за неравномерности обжатия (или расширения) камеры, в которой она хранится, вследствие чего снижается уровень параметрической надежности устройства.The common disadvantages of these analogues are low and unstable efficiency (the amount of extruded working medium relative to the amount housed in the device) due to the uneven compression (or expansion) of the camera in which it is stored, which reduces the level of parametric reliability of the device.

Известно устройство для подачи текучих рабочих сред с использованием давления газа, приведенное в патенте RU №2334160, МПК⁹ F16N 7/30 (2006.01), публикация 20.09.2008, Б.И.№26. Устройство содержит емкость с входным патрубком для подвода газа и выходным патрубком для вывода рабочей среды. Внутри емкости размещены камера со стенками из эластичного материала, установленная с возможностью подвода к ее внешней поверхности газа, и коллектор, установленной с возможностью вывода рабочей среды из емкости. В выходном патрубке установлен герметизирующий элемент в виде мембраны.A device for supplying fluid working environments using gas pressure is given in patent RU No. 2334160, IPC ⁹ F16N 7/30 (2006.01), publication September 20, 2008, B.I. No. 26. The device comprises a container with an inlet pipe for supplying gas and an output pipe for outputting the working medium. Inside the tank there is a chamber with walls of elastic material installed with the possibility of supplying gas to its outer surface, and a collector installed with the possibility of withdrawing the working medium from the tank. A sealing element in the form of a membrane is installed in the outlet pipe.

В выходном патрубке емкости может быть установлен обратный клапан, открывающийся при подаче рабочей среды в камеру в процессе изготовления устройства. При этом герметизирующая мембрана устанавливается в запорном элементе обратного клапана.A check valve can be installed in the outlet pipe of the tank, which opens when the medium is supplied to the chamber during the manufacturing process of the device. In this case, the sealing membrane is installed in the shut-off element of the check valve.

К недостаткам конструкции этого устройства следует отнести, прежде всего, наличие герметизирующего элемента в виде мембраны. В процессе срабатывания устройства требуется создание избыточного давления, превышающего величину, необходимую для надежного разрушения (прорыва) мембраны. Величина этого давления зависит не только от толщины непосредственно самой мембраны или параметров разупрочняющих надрезов (при их наличии), но и от физико-механических свойств материала, из которого мембрана изготовлена, а также от способов и показателей механической заделки мембраны в корпусе. В связи с этим величина давления разрушения не может иметь малые значения (практически, не менее 3 МПа), так как тонкая мембрана может быть полностью раздавлена при ее механической заделке в корпусе. При этом фактическое значение величины давления разрушения мембраны может изменяться в весьма широком диапазоне (на практике от 3 до 18 МПа). Отсюда для надежного разрушения мембраны во всех условиях эксплуатации возникает необходимость увеличения давления газа, что приводит к эквивалентному росту толщины силовых элементов емкости, габаритов и массы устройства в целом. В то же время, увеличенное давление газа в процессе обжатия эластичной камеры при срабатывании устройства приводит к возрастанию вероятности образования трещин, последующего прорыва стенок камеры и смешивания рабочей среды с газом, что сказывается отрицательно на КПД и надежности работы устройства, поскольку смешивание рабочей среды с газом не допускается как в процессе срабатывания, так и после.The disadvantages of the design of this device include, first of all, the presence of a sealing element in the form of a membrane. In the process of operation of the device requires the creation of excess pressure in excess of the value necessary for reliable destruction (breakthrough) of the membrane. The magnitude of this pressure depends not only on the thickness of the membrane itself or on the parameters of softening notches (if any), but also on the physicomechanical properties of the material from which the membrane is made, as well as on the methods and indicators of mechanical sealing of the membrane in the housing. In this regard, the value of the fracture pressure cannot have small values (practically, at least 3 MPa), since a thin membrane can be completely crushed during its mechanical termination in the housing. Moreover, the actual value of the membrane destruction pressure can vary over a very wide range (in practice, from 3 to 18 MPa). Hence, for reliable destruction of the membrane in all operating conditions, the need arises to increase the gas pressure, which leads to an equivalent increase in the thickness of the power elements of the tank, dimensions and mass of the device as a whole. At the same time, increased gas pressure during compression of the elastic chamber when the device is triggered increases the likelihood of cracking, subsequent breakthrough of the chamber walls and mixing of the working medium with gas, which negatively affects the efficiency and reliability of the device, since mixing the working medium with gas It is not allowed both during the operation and after.

Кроме того, в устройстве отсутствует механизм стравливания газа, вследствие чего в течение длительного времени после срабатывания устройства высокое давление газа воздействует на эластичную камеру. Это приводит к еще большей вероятности образования трещин, последующего прорыва стенок камеры и смешивания рабочей среды с газом, что сказывается отрицательно на надежности работы устройства и безопасности его эксплуатации.In addition, the device does not have a gas bleeding mechanism, as a result of which, for a long time after the device is triggered, high gas pressure acts on the elastic chamber. This leads to an even greater likelihood of cracking, subsequent breakthrough of the chamber walls and mixing of the working medium with gas, which negatively affects the reliability of the device and its safe operation.

Известно устройство для подачи текучих рабочих сред с использованием давления газа, приведенное в патенте RU №2223441, МПК⁹ F16N 7/30, 11/10, публикация 10.02.2004, Б.И.№4. Это устройство содержит емкость для хранения рабочей среды с выходным патрубком, источник газа, механизм стравливания газа и систему задействования, внутри емкости размещены камера из эластичного материала, коллектор, установленный с возможностью вывода рабочей среды из емкости, и герметизирующий элемент, установленный в выходном патрубке, источник газа соединен с механизмом стравливания газа и с каналами подвода газа к наружной поверхности камеры, установленной в емкости.A device for supplying fluid working environments using gas pressure is given in patent RU No. 2223441, IPC ⁹ F16N 7/30, 11/10, publication 10.02.2004, B.I. No. 4. This device contains a container for storing a working medium with an outlet pipe, a gas source, a gas bleeding mechanism and an activation system, a chamber of elastic material is placed inside the tank, a collector installed with the possibility of withdrawing the working medium from the tank, and a sealing element installed in the outlet pipe, the gas source is connected to the gas bleeding mechanism and to the gas supply channels to the outer surface of the chamber installed in the tank.

При этом герметизирующий элемент выполняется в виде мембраны, а коллектор может быть выполнен в виде жесткого или гибкого перфорированного элемента, или в виде пружины.In this case, the sealing element is made in the form of a membrane, and the collector can be made in the form of a rigid or flexible perforated element, or in the form of a spring.

Данное устройство выбрано за прототип.This device is selected for the prototype.

К недостаткам конструкции этого устройства следует отнести наличие герметизирующего элемента в виде мембраны.The disadvantages of the design of this device include the presence of a sealing element in the form of a membrane.

Как указывалось выше, этот недостаток сказывается отрицательно на КПД, надежности работы устройства и безопасности его эксплуатации.As mentioned above, this drawback affects the efficiency, reliability of the device and the safety of its operation.

Надежность срабатывания устройства, выбранного за прототип, и стабильность его КПД не гарантируются также по причине увеличенной вероятности прорыва стенок камеры с течением времени хранения после срабатывания, в связи с использованием в механизме стравливания газа дросселирующего устройства, которое соединяет емкость и источник газа с окружающей средой. Используемое дросселирующее устройство изготавливается, чаще всего, путем прессования сеток из пластичных металлов и сплавов. Его пропускная способность выбирается из условия ограничения утечки газа в течение времени работы устройства, например, в пределах от 4 до 10%. В случае использования дросселирующего устройства, имеющего обоснованно выбранный диапазон пропускной способности, газ, с одной стороны, не может полностью вытечь в окружающую среду, не успев выполнить полезную работу. С другой стороны, время воздействия высокого давления газа на эластичную камеру после срабатывания устройства сокращается до нескольких часов. Следует отметить, что при указанной выше величине утечки газа фактическая пропускная способность имеет достаточно малую величину. По причине малости размеров газопроницаемых элементарных ячеек (пор) такое дросселирующее устройство весьма чувствительно к чистоте используемого газа. Экспериментально подтверждена стабильность пропускной способности дросселирующего устройства при работе с чистым азотом от источника газа баллонного типа. В то же время опытным путем были получены результаты, свидетельствующие о резком уменьшении пропускной способности при работе с генераторными источниками газа, в которых используются пиротехнические составы (ПТС), генерирующие, например, азот.The reliability of the operation of the device selected for the prototype, and the stability of its efficiency are also not guaranteed due to the increased likelihood of a breakthrough of the chamber walls with the storage time after operation, due to the use of a throttling device in the gas bleeding mechanism that connects the tank and the gas source to the environment. The throttling device used is made, most often, by pressing nets of ductile metals and alloys. Its throughput is selected from the condition of limiting gas leakage during the operating time of the device, for example, in the range from 4 to 10%. In the case of using a throttling device having a reasonably selected range of throughputs, gas, on the one hand, cannot completely leak into the environment before it has completed useful work. On the other hand, the time of exposure to high gas pressure on the elastic chamber after the device is activated is reduced to several hours. It should be noted that with the above gas leakage, the actual throughput is quite small. Due to the small size of the gas-permeable unit cells (pores), such a throttling device is very sensitive to the purity of the gas used. The stability of the flow capacity of the throttling device when working with pure nitrogen from a balloon-type gas source has been experimentally confirmed. At the same time, experimentally obtained results indicating a sharp decrease in throughput when working with generator gas sources that use pyrotechnic compositions (PTS) that generate, for example, nitrogen.

В связи с этим возможны повреждения эластичной камеры, приводящие к прорыву ее стенок после срабатывании устройства, так как вследствие резкого уменьшения пропускной способности газ прекращает вытекать в окружающую среду, и поэтому дросселирующее устройство не обеспечивает сокращение времени воздействия высокого давления газа на эластичную камеру после срабатывания устройства. Кроме того, за счет вытекания газа в течение времени работы устройства возникает необходимость использовать источник газа с увеличенной на величину допустимой утечки газа закладкой. Это приводит также к эквивалентному росту толщины силовых элементов корпуса источника газа, увеличению габаритов и массы, как источника газа, так и устройства в целом. В то же время, увеличенное давление газа в процессе обжатия эластичной камеры при срабатывании устройства приводит к возрастанию вероятности образования трещин, последующего прорыва стенок камеры и смешивания рабочей среды с газом, что в итоге сказывается также отрицательно на КПД, надежности работы устройства и безопасности его эксплуатации.In this regard, damage to the elastic chamber can occur, leading to a breakthrough of its walls after the device is triggered, since due to a sharp decrease in throughput, the gas stops flowing into the environment, and therefore the throttling device does not reduce the time of exposure to high gas pressure on the elastic chamber after the device is triggered . In addition, due to the outflow of gas during the operating time of the device, it becomes necessary to use a gas source with an increase of the bookmark by the amount of allowable gas leakage. This also leads to an equivalent increase in the thickness of the power elements of the body of the gas source, an increase in the dimensions and mass of both the gas source and the device as a whole. At the same time, increased gas pressure during compression of the elastic chamber when the device is triggered increases the likelihood of cracking, subsequent breakthrough of the chamber walls and mixing of the working medium with gas, which also negatively affects the efficiency, reliability of the device and its safe operation .

Задачей настоящей полезной модели является повышение надежности работы устройства и стабильности КПД.The objective of this utility model is to increase the reliability of the device and the stability of the efficiency.

При использовании заявляемой полезной модели достигается следующий технический результат:When using the claimed utility model, the following technical result is achieved:

- повышение стабильности КПД;- improving the stability of efficiency;

- повышение надежности работы конструкции и безопасности его эксплуатации, в том числе за счет исключения возможности смешивания рабочей среды с газом после срабатывания устройства;- improving the reliability of the structure and the safety of its operation, including by eliminating the possibility of mixing the working medium with gas after the device is triggered;

- уменьшение как габаритов и массы устройства, так и полного времени его работы.- reducing both the dimensions and weight of the device, and the total time of its operation.

Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечиваются тем, что в устройстве для подачи текучей рабочей среды, содержащем емкость с выходным патрубком, источник газа, механизм стравливания газа и систему задействования, внутри емкости размещены камера из эластичного материала, заполненная текучей рабочей средой, коллектор, установленный с возможностью вывода рабочей среды из емкости, и герметизирующий элемент, установленный в выходном патрубке, источник газа соединен с механизмом стравливания газа и с каналами подвода газа к наружной поверхности камеры, установленной в емкости, при этом согласно полезной модели:The solution of the problem and the achievement of the technical result are ensured by the fact that in the device for supplying a fluid working medium containing a container with an outlet pipe, a gas source, a gas bleeding mechanism and an activation system, a chamber of elastic material filled with a fluid working medium, a collector are placed inside the container installed with the possibility of withdrawing the working medium from the tank, and a sealing element installed in the outlet pipe, the gas source is connected to the gas bleeding mechanism and from the channel and supplying gas to the outer surface of a camera mounted in the container, wherein according to the utility model:

- механизм стравливания газа содержит спускной клапан и узел задержки срабатывания;- the gas bleeding mechanism includes a bleed valve and a delay unit;

- герметизирующий элемент, установленный в выходном патрубке емкости, выполнен в виде невозвратно-запорного клапана, открывающегося при срабатывании устройства под действием давления рабочей среды без возвращения в исходное состояние.- the sealing element installed in the outlet pipe of the tank is made in the form of a non-return valve, which opens when the device is triggered by the pressure of the working medium without returning to its original state.

Кроме того, в заявляемом техническом решении:In addition, in the claimed technical solution:

- источник газа и механизм стравливания газа могут быть установлены в емкости, при этом для их размещения в корпусе емкости могут быть выполнены, по крайней мере, одна дополнительная полость;- the gas source and the gas bleeding mechanism can be installed in the tank, and at least one additional cavity can be made for their placement in the tank body;

- канал задействования источника газа может быть выполнен в виде электрического или пиротехнического механизма;- the channel for activating the gas source can be made in the form of an electric or pyrotechnic mechanism;

- в механизме стравливания газа могут быть выполнены спускной клапан в виде пироклапана или электромагнитного клапана, а узел задержки срабатывания - в виде пиротехнического замедлителя или реле времени с обеспечением срабатывания механизма стравливания газа соответственно от пиротехнической или электрической системы задействования;- in the gas bleeding mechanism, a bleed valve can be made in the form of a pyro valve or an electromagnetic valve, and the operation delay unit can be in the form of a pyrotechnic moderator or time switch, with the gas bleeding mechanism triggered, respectively, from a pyrotechnic or electric activation system;

- в емкости может быть установлено средство для нагрева рабочей среды с электрическим или пиротехническим каналом задействования;- in the tank can be installed a means for heating the working environment with an electric or pyrotechnic channel activation;

- система задействования устройства может быть выполнена электрической или пиротехнической с возможностью одновременного задействования источника газа, средства нагрева рабочей среды и узла задержки срабатывания в механизме стравливания газа.- the device activation system can be made electric or pyrotechnic with the possibility of simultaneously activating the gas source, means for heating the working medium and the operation delay unit in the gas bleeding mechanism.

Содержание в механизме стравливания газа спускного клапана и узла задержки срабатывания за счет образования отверстия с большой пропускной способностью при срабатывании спускного клапана обеспечивает возможность максимального сокращения времени воздействия высокого давления газа на эластичную камеру после срабатывания устройства. Кроме того, предложенный вариант исполнения механизма стравливания газа исключает необходимость использования источника газа, как указывалось выше, с увеличенной закладкой, и поэтому позволяет на эквивалентную величину уменьшить давление в источнике газа и толщины силовых элементов всех составных частей, а в итоге улучшить габаритно-массовые характеристики устройства в целом. В то же время, уменьшенное давление газа в процессе обжатия эластичной камеры при срабатывании устройства приводит к снижению вероятности образования трещин, последующего прорыва стенок камеры и смешивания рабочей среды с газом, что сказывается положительно на КПД и надежности работы устройства.The content in the gas bleeding mechanism of the drain valve and the response delay assembly due to the formation of an opening with high throughput when the drain valve is activated provides the possibility of minimizing the time of exposure to high gas pressure on the elastic chamber after the device is triggered. In addition, the proposed embodiment of the gas bleeding mechanism eliminates the need to use a gas source, as mentioned above, with an increased tab, and therefore allows an equivalent value to reduce the pressure in the gas source and the thickness of the power elements of all components, and ultimately improve the overall mass characteristics devices in general. At the same time, reduced gas pressure during compression of the elastic chamber when the device is triggered reduces the likelihood of cracking, subsequent breakthrough of the chamber walls and mixing of the working medium with gas, which has a positive effect on the efficiency and reliability of the device.

Установка герметизирующего элемента в выходном патрубке емкости и его выполнение в виде невозвратно-запорного клапана, открывающегося при срабатывании устройства под действием давления рабочей среды без возвращения в исходное состояние позволяет:The installation of a sealing element in the outlet pipe of the tank and its implementation in the form of a non-return valve, which opens when the device is triggered by the pressure of the working medium without returning to its original state, allows you to:

- за счет использования в качестве герметизирующего элемента невозвратно-запорного клапана с меньшим давлением открывания (не более 1 МПа) по сравнению с разрушаемой мембраной (до 18 МПа) дополнительно уменьшить величину давления в источнике газа. Это также эквивалентно уменьшению толщины силовых элементов, практически, всех составных частей, за счет чего достигается дополнительное улучшение габаритно-массовых характеристик устройства в целом. Уменьшение давления газа, необходимого для открывания выхода рабочей среды из емкости, положительно сказывается на КПД и надежности работы всего устройства;- due to the use of a non-return valve as a sealing element with a lower opening pressure (not more than 1 MPa) compared to a destructible membrane (up to 18 MPa), additionally reduce the pressure in the gas source. This is also equivalent to a decrease in the thickness of the power elements of almost all components, due to which an additional improvement in the overall mass characteristics of the device is achieved. Reducing the gas pressure necessary to open the outlet of the working medium from the tank has a positive effect on the efficiency and reliability of the entire device;

- одновременно с уменьшением давления газа, необходимого для открывания выхода рабочей среды из емкости, обеспечить без нарушения целостности устройства и проведения дополнительных технологических операций возможность обратного истечения через герметизирующий элемент текучих сред (рабочей среды, газа и пр.), в случае их случайного попадания к потребителю, например, в аварийных ситуациях, что повышает безопасность эксплуатации, как непосредственно устройства, так и агрегатов, укомплектованных такими устройствами.- at the same time as reducing the gas pressure necessary to open the outlet of the working medium from the tank, to ensure, without violating the integrity of the device and carrying out additional technological operations, the possibility of backflow through the sealing element of fluids (working medium, gas, etc.), in case of accidental contact with to the consumer, for example, in emergency situations, which increases the safety of operation of both the device itself and the units equipped with such devices.

Установка источника газа и механизма стравливания газа в емкости и их размещение, по крайней мере, в одной дополнительной полости, выполненной в корпусе емкости, позволяют исключить ряд соединительных трубопроводов и разъемных соединений, обеспечивает возможность уменьшить габариты и массу составных частей и устройства в целом, и за счет этого также повысить надежность работы устройства.The installation of a gas source and a gas bleeding mechanism in the tank and their placement in at least one additional cavity made in the tank body, eliminates the number of connecting pipelines and detachable connections, makes it possible to reduce the dimensions and weight of the components and the device as a whole, and due to this, also to increase the reliability of the device.

Выполнение канала задействования источника газа в виде электрического или пиротехнического механизма позволяет согласовать конструкцию данной составной части устройства с техническими возможностями потребителя, исходя из возможности обеспечения требуемой надежности работы всего устройства.The implementation of the channel for activating the gas source in the form of an electric or pyrotechnic mechanism allows you to coordinate the design of this component of the device with the technical capabilities of the consumer, based on the ability to provide the required reliability of the entire device.

Такие же преимущества обеспечивают и варианты выполнения:The same advantages are provided by the following options:

- в механизме стравливания газа спускного клапана в виде пироклапана или электромагнитного клапана, а узла задержки срабатывания - в виде пиротехнического замедлителя или реле времени с обеспечением срабатывания механизма стравливания газа соответственно от пиротехнической или электрической системы задействования;- in the gas bleeding mechanism of the drain valve in the form of a pyrovalve or electromagnetic valve, and the response delay unit - in the form of a pyrotechnic moderator or time switch, with the gas bleeding mechanism triggered, respectively, from the pyrotechnic or electrical activation system;

- системы задействования устройства электрической или пиротехнической с возможностью одновременного задействования источника газа, средства нагрева рабочей среды и узла задержки срабатывания в механизме стравливания газа.- a system for activating an electric or pyrotechnic device with the possibility of simultaneously activating a gas source, means for heating the working medium and a response delay unit in the gas bleeding mechanism.

Установка в емкости средства для нагрева рабочей среды с электрическим или пиротехническим каналом задействования обеспечивает возможность уменьшения времени срабатывания устройства в условиях отрицательной температуры, прежде всего, при использовании рабочей среды, имеющей в этих условиях высокую вязкость.The installation in the tank of means for heating the working medium with an electric or pyrotechnic activation channel provides the possibility of decreasing the response time of the device at low temperatures, especially when using a working medium having a high viscosity under these conditions.

Следует отметить, что, практически, при любом конструктивном исполнении коллектора, именно на его входе, за счет необходимости выполнения резко сужающихся проходных каналов, гидравлическое сопротивление истечению рабочей среды увеличивается. Установка средства для нагрева рабочей среды в коллекторе позволяет обеспечить уменьшение времени срабатывания устройства с минимальными энергетическими затратами, т.е. с использованием минимального количества тепла. За счет этого для существенного уменьшения времени срабатывания устройства требуется минимальный расход тепла без повышения количества и давления используемого газа, выдавливающего рабочую среду из эластичной камеры, без увеличения габаритов и массы источника газа и устройства в целом. Путем регулирования количества тепла и интенсивности его расхода время срабатывания устройства может быть уменьшено, практически, до любой величины, что способствует повышению надежности работы при сохранении требуемого уровня безопасности во всех условиях эксплуатации. Кроме того, установка в емкости собственного средства для нагрева рабочей среды, снабженного каналом задействования, обеспечивает возможность синхронизации процессов подогрева рабочей среды и ее выдавливания из емкости. Синхронизация указанных процессов во времени также способствует повышению надежности работы устройства.It should be noted that, practically, with any design of the collector, precisely at its entrance, due to the need to perform sharply tapering passage channels, the hydraulic resistance to the expiration of the working medium increases. The installation of means for heating the working medium in the collector allows to reduce the response time of the device with minimal energy costs, i.e. using minimal heat. Due to this, to significantly reduce the response time of the device, a minimum heat consumption is required without increasing the amount and pressure of the gas used, squeezing the working medium out of the elastic chamber, without increasing the dimensions and mass of the gas source and the device as a whole. By controlling the amount of heat and the intensity of its consumption, the response time of the device can be reduced, practically, to any value, which helps to increase reliability while maintaining the required level of safety in all operating conditions. In addition, the installation in the tank of its own means for heating the working environment, equipped with an activation channel, provides the ability to synchronize the processes of heating the working environment and its extrusion from the tank. Synchronization of these processes in time also improves the reliability of the device.

В совокупности признаки предложенного устройства обеспечивают повышение, как безопасности эксплуатации и стабильности КПД, так и надежности срабатывания конструкции. Кроме того, появляется техническая возможность уменьшить:In the aggregate, the features of the proposed device provide an increase in both operational safety and stability of efficiency, and the reliability of operation of the structure. In addition, there is a technical opportunity to reduce:

- габариты и массу составных частей и устройства в целом;- the dimensions and weight of the components and the device as a whole;

- полное время работы устройства.- the total operating time of the device.

Примеры исполнения устройства поясняются фиг.1 и 2.Examples of the device are illustrated in figures 1 and 2.

Предложенное устройство, представленное на фиг.1 и 2, содержит емкость 1 с выходным патрубком 2, источник газа 3, механизм 4 стравливания газа и систему задействования 5 (на фиг.2 не показана). Внутри емкости 1 размещены эластичная камера 6, канал 7 подвода газа к камере 6, коллектор 8 с отверстиями 9 и пазами 10 для вывода рабочей среды 11, герметизирующий элемент 12, выполненный в виде невозвратно-запорного клапана, открывающегося под действием давления рабочей среды без возвращения в исходное состояние за счет установки затвора 13, фиксаторов 14, пружин 15 и 16.The proposed device, shown in figures 1 and 2, contains a container 1 with an outlet pipe 2, a gas source 3, a gas bleeding mechanism 4 and an actuation system 5 (not shown in FIG. 2). An elastic chamber 6, a channel 7 for supplying gas to the chamber 6, a collector 8 with openings 9 and slots 10 for discharging the working medium 11, a sealing element 12, made in the form of a non-return-shut-off valve that opens under the influence of the working medium pressure without returning, are placed inside the tank 1 in the initial state due to the installation of the shutter 13, latches 14, springs 15 and 16.

Источник газа 3 соединен с механизмом 4 и каналом 7 подвода газа к камере 6 в емкости 1. Механизм 4 содержит спускной клапан 17 и узел задержки срабатывания 18.The gas source 3 is connected to the mechanism 4 and the channel 7 for supplying gas to the chamber 6 in the tank 1. The mechanism 4 includes a drain valve 17 and a response delay unit 18.

В емкости 1 установлено средство 19 для нагрева рабочей среды за счет использования тепла, выделяемого при сгорании ПТС 20.In the tank 1, a means 19 is installed for heating the working environment through the use of heat generated during the combustion of the TCP 20.

Средство для нагрева 19, источник газа 3 и механизм 4 имеют каналы задействования соответственно 21, 22 и 23.The heating means 19, the gas source 3 and the mechanism 4 have activation channels 21, 22 and 23, respectively.

Эластичная камера 6 установлена в корпусе емкости 1 и загерметизирована с использованием фланца 24.An elastic chamber 6 is installed in the housing of the container 1 and sealed using a flange 24.

Между местом герметизации камеры 6 с корпусом и каналом подвода газа к камере в емкости 1 выполнена полость 25, объем которой выбран из условия компенсации максимального расширения камеры при разогреве рабочей среды в условиях эксплуатации.Between the place of sealing of the chamber 6 with the housing and the channel for supplying gas to the chamber in the tank 1, a cavity 25 is made, the volume of which is selected from the condition of compensation for the maximum expansion of the chamber during heating of the working medium in operating conditions.

Система задействования 5 может быть выполнена электрической или пиротехнической с возможностью одновременного задействования источника газа 3, средства для нагрева 19 и узла задержки срабатывания 18.The actuation system 5 can be made electric or pyrotechnic with the possibility of simultaneously activating a gas source 3, means for heating 19 and a delay unit 18.

В устройстве, представленном на фиг.2, используется система задействования 5 (на фиг.2 не показана), выполненная пиротехнической с возможностью одновременного задействования средства для нагрева 19, источника газа 3 и узла задержки срабатывания 18 в механизме стравливания газа. Поэтому в каналах 21, 22 и 23 задействования указанных составных частей установлены приемные навески ПТС соответственно 26, 27 и 28.In the device shown in FIG. 2, an actuation system 5 (not shown in FIG. 2) is used, made pyrotechnic with the possibility of simultaneously activating the means for heating 19, the gas source 3 and the operation delay unit 18 in the gas bleeding mechanism. Therefore, in the channels 21, 22 and 23 of the involvement of these components are installed receiving PTS 26, 27 and 28, respectively.

Дополнительно в спускном клапане 17 выполнены разрушаемый элемент 29, пробойник 30, каналы 31 для выхода газа в окружающую среду, пробка 32, изолирующая внутренние полости спускного клапана 17 от окружающей среды, и навеска ПТС 33, обеспечивающая получение импульса давления для перемещения пробойника 32.Additionally, in the drain valve 17, a destructible element 29, a punch 30, channels 31 for release of gas into the environment, a plug 32 isolating the internal cavities of the drain valve 17 from the environment, and a PTC 33 hitch providing a pressure pulse for moving the punch 32 are made.

В узле задержки срабатывания 18 установлена навеска ПТС 34 для передачи огневого импульса от навески 28 к навеске 33. Высота (длина) навески 34 и скорость горения ПТС, используемого для ее изготовления, выбраны из условия обеспечения необходимого времени задержки срабатывания спускного клапана 17 относительно момента задействования средства для нагрева 19 и источника газа 3.In the operation delay unit 18, a PTS hitch 34 is mounted for transmitting a fire pulse from the hitch 28 to the hitch 33. The height (length) of the hitch 34 and the burning speed of the PTS used for its manufacture are selected from the condition of providing the necessary delay time for the response valve 17 to operate relative to the moment of activation means for heating 19 and a gas source 3.

Для размещения источника газа и механизма стравливания газа в корпусе емкости 1 выполнены дополнительные полости соответственно 35 и 36.To place the gas source and the gas bleeding mechanism in the container body 1, additional cavities 35 and 36 are made, respectively.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При подаче команды на срабатывание, см. фиг.1, система задействования устройства 5 вырабатывает сигналы и выдает их, см. фиг.1 и 2, на каналы 21, 22 и 23 соответственно средства для нагрева 19, источника газа 3 и узла задержки срабатывания 18.When giving a command to operate, see figure 1, the activation system of the device 5 generates signals and generates them, see figures 1 and 2, to channels 21, 22 and 23, respectively, of a means for heating 19, a gas source 3 and a delay unit eighteen.

В устройстве, представленном на фиг.2, система задействования устройства содержит пиропатрон (на фиг.2 не показано) с навеской ПТС, продукты горения которого воспламеняют приемные навески соответственно 26, 27 и 28.In the device shown in FIG. 2, the device activation system comprises a squib (not shown in FIG. 2) with a PTS hitch, the combustion products of which ignite the receiving hinges 26, 27 and 28, respectively.

В устройстве, представленном на фиг.1, процесс задействования протекает аналогично, если система задействования выполнена пиротехнической, или с использованием, например, источника электрического тока (напряжения) и электровоспламенителей, если система задействования выполнена электрической.In the device shown in Fig. 1, the actuation process proceeds similarly if the actuation system is pyrotechnic, or using, for example, a source of electric current (voltage) and electric igniters, if the actuation system is electric.

Следует отметить, что в случае отсутствия в составе устройства средства нагрева рабочей среды, система задействования выполняется с возможностью одновременного задействования источника газа 3 и узла задержки срабатывания 18.It should be noted that if there is no means of heating the working medium in the device, the activation system is configured to simultaneously activate the gas source 3 and the operation delay unit 18.

После задействования, см. фиг.1 и 2, каналов 21, 22 и 23 начинаются процессы срабатывания соответственно средства для нагрева 19, источника газа 3 и узла задержки срабатывания 18. При этом о процессах срабатывания каждой из перечисленных составных частей устройства следует сказать особо.After activation, see FIGS. 1 and 2, channels 21, 22 and 23, the response processes of the means for heating 19, the gas source 3 and the response delay unit 18, respectively, begin. Moreover, the response processes of each of the listed components of the device should be specifically mentioned.

Во-первых, при срабатывании источника газа 3, который может быть, как баллонного, так и генераторного типов, вытекающий из источника газ доходит до спускного клапана 17 и до наружной поверхности камеры 6. Утечка газа в окружающую среду не происходит, так как узел задержки срабатывания 18 еще не выдал сигнал на срабатывание спускного клапана 17. В устройстве, представленном на фиг.2, газ удерживается разрушаемым элементом 29. Под действием давления газа камера 6 начинает обжиматься и выворачиваться относительно фланца 24. Это приводит к возрастанию давления рабочей среды, которая воздействует на затвор 13. Преодолевая сопротивление пружин 15 и 16, под действием давления рабочей среды затвор 13 перемещается. При этом благодаря наличию в канале перемещения затвора 13 двух канавок (на фиг.1 и 2 канавки не обозначены), фиксаторов 14 и пружины 16, герметизирующий элемент (невозвратно-запорный клапан) 12 под действием давления рабочей среды открывается без возвращения в исходное состояние. Тем самым обеспечивается техническая возможность (в случае необходимости) обратного истечения через герметизирующий элемент 12 и рабочей среды, и газа.Firstly, when a gas source 3 is triggered, which can be either a balloon or a generator type, the gas flowing from the source reaches the drain valve 17 and the outer surface of the chamber 6. There is no gas leak into the environment, since the delay unit actuation 18 has not yet issued a signal for triggering the drain valve 17. In the device shown in figure 2, the gas is held by the destructible element 29. Under the influence of gas pressure, the chamber 6 begins to be crimped and turned out relative to the flange 24. This leads to an increase the pressure of the working medium, which acts on the shutter 13. Overcoming the resistance of the springs 15 and 16, under the influence of the pressure of the working medium, the shutter 13 moves. Moreover, due to the presence of two grooves in the channel of movement of the shutter 13 (grooves are not indicated in FIGS. 1 and 2), latches 14 and springs 16, the sealing element (non-return valve) 12 opens under the influence of the working medium without returning to its original state. This ensures the technical possibility (if necessary) of the reverse flow through the sealing element 12 and the working medium and gas.

Во-вторых, в то же самое время уже воспламенился и начинает гореть ПТС 20, которым снаряжено средство для нагрева 19. При этом ПТС 20 выбирается из условия обеспечения длительности процесса горения, практически, в течение всего времени работы устройства. От тепла, выделяемого при горении ПТС 20, нагреваются корпус средства для нагрева 19, коллектор 8 и рабочая среда 11, находящаяся в отверстиях 9 и пазах 10, а также расположенная вблизи коллектора 8. В указанных местах каналы для прохождения рабочей среды имеют максимальное гидродинамическое сопротивление истечению. За счет работы средства 19 вязкость расположенной в этих местах прогретой части рабочей среды уменьшается, и она за счет поддавливания выворачивающейся камерой 6 остальной непрогретой части рабочей среды, расположенной в области, где гидродинамическое сопротивлению истечению мало, начинает значительно быстрее вытекать из емкости. В процессе дальнейшего возрастания давления, находящаяся в камере 6 рабочая среда 11, проходя отдельными струями через отверстия 9 и пазы 10, продолжает подогреваться, и таким образом полностью выдавливается к потребителю (на фиг.1 и 2 потребитель и его соединение с емкостью 1 не показаны). При этом полное время работы устройства, в емкости которого установлено средство для нагрева 19, по сравнению с устройствами без такого средства, может быть уменьшено.Secondly, at the same time, the PTS 20 has already ignited and begins to burn, which is equipped with a means for heating 19. In this case, the PTS 20 is selected from the condition of ensuring the duration of the combustion process, practically, during the entire operating time of the device. From the heat generated during combustion of the PTS 20, the housing of the heating means 19, the collector 8 and the working medium 11 located in the openings 9 and the grooves 10, as well as located near the collector 8 are heated. In these places, the channels for the passage of the working medium have maximum hydrodynamic resistance expiration. Due to the operation of the means 19, the viscosity of the heated part of the working medium located in these places decreases, and it due to the pressing of the remaining unheated part of the working medium located in the area where the hydrodynamic resistance to flow is small by turning out the chamber 6, begins to flow out of the tank much faster. In the process of a further increase in pressure, the working medium 11 located in the chamber 6, passing in separate jets through the openings 9 and the grooves 10, continues to heat up, and thus is completely squeezed out to the consumer (in Figs. 1 and 2, the consumer and its connection with capacity 1 are not shown ) In this case, the total operating time of the device, in the capacity of which the means for heating 19 is installed, can be reduced in comparison with devices without such means.

В-третьих, во время протекания процессов срабатывания источника газа 3 и средства для нагрева 19 продолжается также работа узла задержки срабатывания 18 в механизме стравливания газа. При этом время работы узла задержки срабатывания 18 выбирается с достаточным запасом больше полного времени работы устройства, в течение которого вся рабочая среда 11 выдавливается камерой 6 из емкости 1 к потребителю. После завершения работы узла задержки срабатывания 18 выдается сигнал на срабатывание спускного клапана 17, который обеспечивает сообщение газовых полостей и каналов емкости 1 и источника газа 3, включая каналы 7, с окружающей средой.Thirdly, during the course of the actuation processes of the gas source 3 and the means for heating 19, the operation of the actuation delay unit 18 in the gas bleeding mechanism also continues. In this case, the operating time of the operation delay unit 18 is selected with a sufficient margin more than the total operating time of the device, during which the entire working medium 11 is squeezed out by the camera 6 from the tank 1 to the consumer. After the operation of the operation delay unit 18, a response signal is issued for the drain valve 17, which provides the communication of gas cavities and channels of the tank 1 and gas source 3, including channels 7, with the environment.

В устройстве, представленном на фиг.2, сигнал от узла задержки срабатывания 18 воспринимается навеской ПТС 33, обеспечивающей получение импульса давления для перемещения пробойника 30. В процессе перемещения пробойник 30 разрушает элемент (мембрану) 29 с образованием сквозного отверстия с большой пропускной способностью. Под действием давления газа выталкивается изолирующая пробка 32 и после этого газ свободно сбрасывается до давления, близкого к атмосферному.In the device shown in FIG. 2, the signal from the operation delay unit 18 is received by the PTC 33 hitch, which provides a pressure pulse for moving the punch 30. During the movement, the punch 30 destroys the element (membrane) 29 with the formation of a through hole with a large bandwidth. Under the influence of gas pressure, the insulating plug 32 is pushed out and after that the gas is freely discharged to a pressure close to atmospheric.

После выполнения действий и операций, изложенных выше, процесс срабатывания устройства следует считать завершенным.After performing the actions and operations described above, the process of operation of the device should be considered completed.

Для повторного срабатывания устройства источник газа 3, механизм 4 стравливания газа и система задействования 5 (в том случае, если они выполнены полностью пиротехническими или с использованием ПТС), а также средство для нагрева 19 в емкости 1 заменяются новыми. Камера 6 вновь заполняется заданным количеством рабочей среды 11. Герметизирующий элемент 12 демонтируется из емкости 1 и после принудительного приведения в исходное состояние (техническая возможность проведения такой операции в конструкции предусмотрена) может использоваться повторно.To re-operate the device, the gas source 3, the gas bleeding mechanism 4 and the activation system 5 (in the event that they are made completely pyrotechnic or using PTS), as well as the means for heating 19 in the tank 1 are replaced with new ones. The chamber 6 is again filled with a predetermined amount of the working medium 11. The sealing element 12 is disassembled from the container 1 and after a forced reset (the technical possibility of such an operation is provided in the design) can be reused.

В процессе экспериментального подтверждения работоспособности данного устройства для изготовления камеры 6, изолирующих элементов затвора 13 в емкости 1 и пробок 32 (см. фиг.2) в спускном клапане 17, была использована резиновая смесь. Корпус емкости 1 с патрубком 2 изготавливался из алюминиевых сплавов. Для изготовления силовых элементов источника газа 3, механизма 4 стравливания газа, системы задействования 5 и герметизирующего элемента (невозвратно-запорного клапана) 12 использовались стальные сплавы, а для пружин 15 и 16 невозвратно-запорного клапана 12 - стальная проволока.In the process of experimental confirmation of the operability of this device for the manufacture of a chamber 6, insulating elements of the shutter 13 in the tank 1 and plugs 32 (see figure 2) in the drain valve 17, a rubber mixture was used. The container body 1 with pipe 2 was made of aluminum alloys. Steel alloys were used to manufacture the power elements of the gas source 3, the gas bleeding mechanism 4, the actuation system 5, and the sealing element (non-return valve) 12, and steel wire for the springs 15 and 16 of the non-return valve 12.

Эксперименты проводились с емкостями, как со средствами нагрева рабочей среды, так и без них, при использовании источников газа и баллонного, и генераторного типов. Испытания проводились в условиях, как положительных, так и отрицательных температур.The experiments were carried out with tanks, both with and without means for heating the working medium, using gas sources of both balloon and generator types. The tests were carried out under conditions of both positive and negative temperatures.

Практические результаты, полученные при использовании устройства, показывают, что в случае выполнения конструкции согласно предлагаемой полезной модели обеспечиваются высокая надежность работы, безопасность эксплуатации и стабильный КПД устройства. При этом по сравнению с устройством, выбранным в качестве прототипа, габариты и масса предложенного устройства могут быть уменьшены в 2,5 раза, а полное время работы до 100 раз.Practical results obtained when using the device show that in the case of design according to the proposed utility model, high reliability, operational safety and stable efficiency of the device are ensured. Moreover, compared with the device selected as a prototype, the dimensions and mass of the proposed device can be reduced by 2.5 times, and the total operating time to 100 times.

Claims

1. A device for supplying a fluid working medium containing a container with an outlet pipe, inside which a chamber of elastic material filled with a fluid working medium is placed, and a collector installed with the possibility of withdrawing a fluid working medium from the tank, a gas source, a gas bleed mechanism, an activation system and a sealing element installed in the outlet of the tank, while the gas source is connected to channels for supplying gas to the outer surface of the chamber and with a gas bleeding mechanism, characterized in that a mechanism for venting gas comprises the drain valve and the response delay unit, and a sealing member is formed as a non-return check valve.

2. The device according to claim 1, characterized in that the gas source and the gas bleed mechanism are installed in the tank, and at least one additional cavity is made for their placement in the tank body.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the channel for activating the gas source is made in the form of an electric or pyrotechnic mechanism.

4. The device according to claim 1 or 2, characterized in that in the gas bleeding mechanism the drain valve is made in the form of a pyro valve or an electromagnetic valve, and the operation delay unit is in the form of a pyrotechnic moderator or time switch with the gas bleeding mechanism triggering, respectively, from the pyrotechnic electrical activation system.

5. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the tank has means for heating the working medium with an electric or pyrotechnic channel for activation.

6. The device according to claim 5, characterized in that the actuation system of the device is made electric or pyrotechnic with the possibility of simultaneously activating a gas source, means for heating the working medium and the operation delay unit in the gas bleeding mechanism.