Устройство повышенной герметичности для выброса текучей среды
Иллюстрации
Показать всеОбъектом изобретения является компактное устройство нагнетания текучей среды, содержащее две камеры (А, В), разделенные средством (5) разделения типа поршня. Одна из камер (В) содержит предназначенную для выброса текучую среду, а другая (А) является камерой наддува, создание давления в которой обеспечивает перемещение средства (5) разделения и выброс текучей среды. Согласно изобретению камера (А) наддува содержит прокладку (50), выполненную с возможностью герметичного отделения внутреннего пространства камеры наддува от боковых стенок резервуара. В результате обеспечивается идеальная герметичность между двумя камерами, которая при этом не ухудшает способность поршня (5) перемещаться со скольжением. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 19 ил.
Реферат
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для выброса текучей среды, в частности к огнетушителю или аварийному гидрогенератору летательного аппарата.
Уровень техники
Известно, что огнетушители с емкостью для огнегасящего состава подразделяются на две большие категории. К первой категории относятся аппараты постоянного давления, в которых газ оказывает постоянное давление на огнегасящий состав в едином баллоне, который служит ему емкостью для этого состава. Огнегасящий состав выбрасывается через клапан, расположенный на выходе из баллона. В аппаратах второй категории выталкивающий газ высвобождается только при пуске огнетушителя и выталкивает огнегасящий состав, который в этом случае не хранится под давлением.
К огнетушителям первого типа можно отнести, например, огнетушители, используемые в настоящее время для гашения пламени в двигателе летательного аппарата. Эти устройства позволяют не только гасить пламя, но также препятствуют распространению этого пламени. Огнегасящий состав содержится в баллоне, чаще всего сферической формы, под давлением, создаваемым инертным газом. Подача огнегасящего состава к обрабатываемым зонам обеспечивается одним или несколькими каналами, соединенными с указанным баллоном. Калиброванная заглушка на нижнем конце баллона обеспечивает перекрывание каждого канала подачи. Имеется также датчик давления для проверки давления в баллоне. При обнаружении загорания срабатывает пиропатрон, и возникающая в результате его срабатывания ударная волна прорывает заглушку, что приводит к выталкиванию огнегасящего состава под действием давления в баллоне в направлении обрабатываемых зон через каналы и к опорожнению баллона.
Основным недостатком этого типа огнетушителей под давлением является их чувствительность к незначительным утечкам, поэтому они требуют постоянного контроля, проверки и обслуживания. Кроме того, баллон заполнен огнетушащим веществом не полностью, так как должен содержать еще и выталкивающий газ.
В огнетушителях второй категории используют отдельное устройство создания давления. Эти аппараты пожаротушения обычно оборудованы первым резервуаром для сжатого газа и вторым резервуаром для огнегасящего состава. При использовании сжатый газ, содержащийся в первом резервуаре, начинает сообщаться через отверстие со вторым резервуаром, содержащим огнегасящий состав, создавая давление в резервуаре с огнегасящим составом. Когда огнегасящий состав оказывается под давлением, он выталкивается наружу для тушения пожара, как и в аппаратах первой категории.
В некоторых случаях в огнетушителях второй категории первый резервуар для сжатого газа можно заменить газогенератором, как описано в документе ЕР 1552859.
Этот тип огнетушителя может содержать установленный в резервуаре разделительный элемент, например, мембрану или поршень, разделяющие резервуар на первую камеру, называемую камерой наддува, и на вторую камеру, содержащую огнегасящий состав. Этот разделительный элемент предназначен для ограничения теплопередачи между генерируемым газом и огнегасящим составом, как описано в документе ЕР 1819403. Действительно, в отсутствие термоизоляции огнегасящий состав может быстро поглощать тепло генерируемого газа, снижая эффективность выброса огнегасящего состава.
Однако характеристики таких огнетушителей можно оптимизировать еще в большей степени. Действительно, используемый на летательном аппарате огнетушитель должен оставаться в рабочем состоянии в широком диапазоне температур, в частности, от около -55°С, учитывая большую высоту полета самолета, и до примерно +95°С. В зависимости от температуры огнегасящий состав может подвергаться большим изменениям в объеме. Эти изменения объема могут привести к созданию сверхвысокого давления в камере наддува, что приводит к нескольким основным недостаткам.
Так, требования по обеспечению безопасности, предписываемые международными правилами в области авиации, усложняют установку устройств с повышенным внутренним давлением вблизи зон, в которые может подаваться огнегасящий состав, в частности, вблизи двигателей. Действительно, эти устройства могут быть повреждены при аварийных ситуациях, например, во время выброса деталей двигателя, при воздействии тепла или пламени. Точно так же, взрыв этих устройств может привести к повреждению указанных зон.
Для соблюдения этого требования предложено решение, согласно которому огнетушитель выполняют с повышенной надежностью, например, с большой толщиной стенок. Это решение приводит к увеличению общей массы огнетушителя, что может отрицательно сказаться на характеристиках летательного аппарата.
Согласно другому решению огнетушитель устанавливают на достаточном удалении от указанных зон. Однако это удаление требует использования подающего трубопровода большей длины между огнетушителем и указанными зонами, что приводит к потерям напора в трубопроводе и снижает эффективность нагнетания. Кроме того, большая масса трубопровода тоже отрицательно сказывается на характеристиках летательного аппарата.
Разумеется, эта же проблема существует и для устройств выброса текучей среды, используемых в качестве аварийного гидрогенератора для летательного аппарата, где необходимо избегать любого чрезмерного повышения давления в устройстве в нерабочем положении и при этом обеспечивать оптимальную эффективность выброса.
Обычно, как показано на фиг.1, устройство для выброса текучей среды, предназначенное для борьбы с пожаром, содержит резервуар А1 под давлением, соединенный с контуром А4 подачи текучей среды в точку тушения А5. Резервуар соединен с контуром А4 подачи текучей среды через клапан А2, управляемый дистанционно при помощи любого соответствующего устройства А6. Открывание клапана А2 приводит к выбросу содержимого из резервуара А1 под давлением в контур подачи А4 в направлении точки тушения А5. Для обеспечения максимальной эффективности такого устройства необходимо, чтобы резервуары находились максимально близко к точке тушения, уменьшая длину контура подачи и ускорения подачи текучей среды к точке тушения при минимальных потерях напора.
Если требуется большое количество текучей среды и если, учитывая ограниченность пространства, невозможно установить резервуар большой емкости вблизи точки тушения или если, учитывая регламентные правила, необходимо иметь в наличии несколько независимых систем или аварийную систему, может потребоваться объединить несколько резервуаров параллельно в одном контуре. В этом случае, согласно первому варианту выполнения первый резервуар под давлением опорожняется после открывания своего клапана А2, затем клапан закрывается, и опорожняется второй резервуар под давлением за счет открывания своего соединительного клапана, который затем закрывается в конце опорожнения и так далее. Закрывание каждого клапана в конце опорожнения необходимо, чтобы избежать заполнения одного или нескольких ранее опорожненных резервуаров текучей средой, выбрасываемой из резервуара с открывшимся клапаном, вместо ее направления в точку тушения.
Это требует наличия сложной системы управления и клапанов, которые могут управляться в двух направлениях, на открывание и на закрывание, то есть, содержащих подвижные детали, наличие которых может привести к потере герметичности. Сложность такого устройства делает его обслуживание дорогим и снижает его надежность, если его используют в системах обеспечения безопасности, где оно должно бездействовать в течение многих лет и срабатывать лишь в нужный момент.
Так, например, из документов ЕР 1502859 В1 или ЕР 1819403 известно использование резервуара, содержащего огнегасящий состав под атмосферным давлением. Давление в нем создается за счет сообщения с баллоном сжатого воздуха или азота или при помощи пиротехнического газогенератора, установленного непосредственно внутри резервуара или находящегося вблизи резервуара и соединенного с ним. В этом последнем случае, согласно ЕР 1819403 в резервуаре имеется мембрана, отделяющая текучую среду от газов, генерируемых в ходе пиротехнической реакции, которая препятствует поглощению текучей средой тепла от этой реакции и снижению ее эффективности. Такой резервуар с текучей средой сообщается с контуром подачи через заглушку, которая разрывается при заданном давлении. Эта заглушка выполняет функцию клапана. Таким образом, для срабатывания и опорожнения устройства достаточно перевести газ под давлением из баллона в резервуар или привести в действие пиротехнический генератор. Заглушка срабатывает от разницы давлений: контур подачи является пустым и находится под атмосферным давлением, тогда как давление в резервуаре повышается и приводит к разрыву заглушки, обеспечивая выброс текучей среды в контур подачи А4 в направлении точки тушения А5.
Это устройство является более надежным, так как не содержит движущихся деталей в клапане, для которых необходимо обеспечивать герметичность и гарантировать надежную работу, в частности, исключение заклинивания. С другой стороны, после разрыва заглушки она уже не может обеспечить перекрывание соединения резервуара с контуром подачи.
В таких ситуациях и везде, где используют клапаны, работающие только на открывание, в контуре подачи можно установить обратные клапаны A3. Такие клапаны пропускают текучую среду только в направлении выхода, как показано стрелкой на фиг.1. Таким образом, во время последовательных срабатываний клапанов для опорожнения других резервуаров, соединенных с этим же контуром подачи, обратные клапаны не позволяют текучей среде заполнять ранее опорожненные резервуары. В случае установки N резервуаров в контуре необходимо установить, по меньшей мере, (N-1) клапанов A3.
Такое количество клапанов создает потери напора в контуре и тоже требует регулярного контроля для обеспечения их работоспособного состояния. Действительно, поскольку при не работающем устройстве, то есть в течение очень длительного времени до нескольких лет, контур подачи А4 остается пустым, такие клапаны могут подвергаться заклиниванию по причине конденсации влаги в контурах, в частности, если устройство установлено в летательном аппарате в негерметичной зоне и подвергается резким перепадам температуры и давления при каждом полете.
Таким образом, возникает необходимость в устройстве, позволяющем параллельно соединить несколько резервуаров с текучей средой с возможностью их последовательного срабатывания без чрезмерных потерь напора в контуре подачи и сохранить надежность работы, сравнимой с надежностью при использовании только одного резервуара.
Как было указано выше, известное устройство выброса текучей среды содержит резервуар с предназначенной для выброса текучей средой, при этом на одном конце резервуара имеются управляемые средства перекрывания, например, клапаны, выполненные с возможностью установления сообщения текучей среды в резервуаре с окружающим пространством для ее выброса.
Согласно одному из вариантов выполнения текучая среда хранится в резервуаре под давлением. Резервуар соединен с контуром подачи через клапан, открывание которого приводит к выбросу текучей среды в контур подачи.
Согласно другому известному варианту выполнения текучая среда хранится в резервуаре не под давлением. Для выброса текучей среды необходимо повысить давление в резервуаре до момента срабатывания клапана, соединяющего резервуар с контуром подачи. Этого эффекта добиваются либо путем прямого воздействия давлением на текучую среду в резервуаре, например, сжатым воздухом, либо сжимая текучую среду, предназначенную для выброса, разделительным элементом, установленным внутри резервуара. Таким разделительным элементом может быть мембрана или поршень, герметично разделяющий резервуар на две камеры, одна из которых содержит предназначенную для выброса текучую среду. Поскольку объем резервуара является фиксированным, повышение давления предназначенной для выброса текучей среды и ее выталкивание из резервуара осуществляют, увеличивая объем камеры, не содержащей текучую среду. Такого изменения объема достигают путем перемещения разделительного элемента либо при помощи механического устройства, либо за счет повышения давления в камере, не содержащей предназначенной для выброса текучей среды. Такое повышение давления обеспечивается подачей в указанную камеру, называемую камерой наддува, текучей среды под давлением.
Обе камеры резервуара герметично отделены друг от друга разделительным элементом, при этом можно использовать текучую среду любого типа, не опасаясь ее смешивания с предназначенной для выброса текучей средой. Например, могут использоваться сжатый воздух или азот. Предпочтительно подаваемую в камеру наддува текучую среду вырабатывает пиротехнический газогенератор, и, согласно наиболее предпочтительному известному варианту выполнения, указанный пиротехнический газогенератор находится непосредственно в резервуаре внутри камеры наддува.
Наконец, управляемые средства перекрывания камеры, содержащей предназначенную для выброса текучую среду, могут быть выполнены в виде заглушки, разрывающейся при заданном давлении указанной текучей среды. В этих условиях получают компактное устройство, содержащее все средства выброса текучей среды. Такое устройство описано в документе ЕР 1819403.
Кроме того, разделительный элемент термически изолирует камеру наддува от предназначенной для выброса текучей среды. Таким образом, при использовании этого устройства в качестве устройства пожаротушения предназначенной для выброса текучей средой может быть, например, огнегасящий состав в жидкой фазе. Этот тип текучей среды может иметь очень высокую теплоемкость, и разделительный элемент позволяет избежать замедления пиротехнической реакции, вырабатывающей газ для повышения давления из-за поглощения тепла огнегасящим составом.
Из всех этих известных вариантов выполнения использование резервуара по существу цилиндрической формы, разделенного на две камеры поршнем, является наиболее эффективным с точки зрения выброса текучей среды, то есть этот вариант выполнения доводит до максимума соотношение между объемом текучей среды, действительно подаваемой в контур подачи, и объемом текучей среды, первоначально содержащейся в резервуаре.
В устройстве этого типа этап выброса содержит пять основных фаз:
1. Срабатывание газогенератора приводит к повышению давления в камере наддува и, соответственно, через поршень, в камере с текучей средой.
2. При достижении определенного давления заглушка камеры, содержащей предназначенную для выброса текучую среду, разрывается, обеспечивая сообщение указанной текучей среды с контуром подачи.
3. После этого разделительный элемент может перемещаться, выбрасывая текучую среду в контур подачи.
4. Когда поршень достигает конца хода, специальные средства стопорят поршень в этом положении, чтобы избежать любого возврата текучей среды в резервуар.
5. После этого специальные средства, образующие клапан, обеспечивают перемещение газов из камеры наддува в контур подачи для продувки этого контура.
Как в камере наддува, так и в камере, содержащей предназначенную для выброса текучую среду, давление является высоким в начале срабатывания и достигает максимума в момент разрыва заглушки. Затем оно понижается и в конце разгрузки достигает значения, близкого к атмосферному.
Такое устройство является одноразовым.
При использовании в качестве устройства пожаротушения или аварийного устройства такое устройство может оставаться неактивным в течение нескольких лет, но при этом оно должно быть готовым к нормальной работе в нужный момент. Однако поскольку поршень должен перемещаться со скольжением внутри резервуара, трудно добиться идеальной герметичности между двумя камерами и одновременно сохранить способность поршня к перемещению в течение промежутка времени, который может доходить до нескольких лет.
Таким образом, в известных вариантах выполнения небольшие количества предназначенной для выброса текучей среды, в конечном счете, начинают просачиваться в камеру наддува.
Если камера наддува сообщается с внешней средой, эта текучая среда может испаряться. Таким образом, при испарении происходят потери текучей среды, и количество предназначенной для выброса текучей среды уменьшается. Если камера наддува является герметичной относительно наружного пространства, то накапливание в ней этой текучей среды снижает эффективность пиротехнической реакции, а значит, и выброса текучей среды в зону тушения.
Кроме того, если, в частности, камера наддува сообщается с наружным пространством, то в ней могут происходить явления конденсации. Таким образом, вода появляющаяся в этой камере, может со временем смешаться с предназначенной для выброса текучей средой и ухудшить ее рабочие характеристики.
В конечном счете, даже если можно гарантировать герметичность поршня в нерабочем состоянии устройства, то первая фаза выброса является критичной из-за резких перепадов давления, которые происходят во время этой фазы. Таким образом, и в этих условиях необходимо тоже сохранять герметичность.
Задачей изобретения является создание компактного устройства выброса текучей среды, содержащего две камеры, отделенные одна от другой средством разделения, при этом герметичность между этими двумя камерами должна оставаться идеальной в течение длительного времени без ухудшения способности поршня к скольжению.
Дополнительной задачей изобретения является устранение, по меньшей мере, части недостатков, присущих известным устройствам.
Раскрытие изобретения
Указанная задача решена в устройстве выброса текучей среды, содержащем резервуар по существу цилиндрической формы, делящее его на две камеры средство разделения, средства уплотнения средства разделения относительно боковых стенок резервуара, причем средство разделения установлено в резервуаре с возможностью перемещения со скольжением вдоль его продольной оси, изменяя при этом относительный объем камер, первая камера заполнена текучей средой и имеет закрытое заглушкой отверстие, так что указанная текучая среда может быть выброшена из резервуара через указанное отверстие при перемещении средства разделения и открывания заглушки, а также средства изменения давления в камере, не содержащей текучей среды и называемой камерой наддува, для перемещения разделительного элемента. Согласно изобретению указанная камера наддува дополнительно содержит прокладку, герметично отделяющую внутреннее пространство камеры наддува от боковых стенок резервуара.
Таким образом, возможные утечки предназначенной для выброса текучей среды, которые могут появиться между средством разделения и стенкой резервуара, остаются изолированными между стенкой и прокладкой. За счет этого устраняется риск потери предназначенной для выброса текучей среды, в частности, по причине ее испарения в камере наддува и риск смешивания этой текучей среды с продуктами конденсации в камере наддува.
Предпочтительно прокладка выполнена с возможностью обеспечения герметичности между камерой наддува и стенками цилиндра постоянно между двумя продольными положениями средства разделения. Это позволяет сохранять герметичность при движении поршня, возникающего, в частности, за счет теплового расширения предназначенной для выброса текучей среды, а также, по меньшей мере, во время части двух первых фаз выброса.
Предпочтительно указанная прокладка выполнена из эластичного материала, растягивающегося в диаметральном направлении. Таким образом, кроме перемещения поршня, повышение давления в камере наддува приводит к растягиванию прокладки, прижимая ее к стенкам резервуара. В результате прокладка продолжает обеспечивать герметичность между камерами даже при наличии высокого давления. Этот эффект позволяет повысить надежность работы устройства, даже если средства уплотнения между поршнем и стенками резервуара со временем слегка теряют свое качество и больше не могут обеспечивать идеальную герметичность под давлением, то есть, в частности, в начале выброса непосредственно перед открыванием заглушки и сразу после ее открывания.
Как только происходит разрыв заглушки и начинается истечение потока, давление предназначенной для выброса текучей среды зависит только от характеристик и потерь напора в контуре подачи. Во время второй фазы выброса эффективность устройства зависит от способности поршня быстро перемещаться. Желательно, чтобы во время этой фазы прокладка не тормозила поступательное перемещение поршня. В связи с этим герметичность прокладки нарушается предпочтительно за пределами определенного положения средства разделения в продольном направлении. Этот позволяет также соединить контур подачи с газами, повышающими давление, чтобы продуть этот контур во время пятой фазы выброса.
Постоянную герметичность прокладки между двумя определенными продольными положениями поршня можно обеспечить за счет продольного упругого растяжения указанной прокладки, в частности, если она выполнена из эластичного материала. Предпочтительно это продольное растяжение облегчается, если прокладка имеет по меньшей мере одну складку, выполненную с возможностью распрямления при поступательном перемещении средства разделения. Этот позволяет использовать для выполнения прокладки более толстый материал, выдерживающий более высокое давление и при необходимости более высокую температуру во время двух первых фаз срабатывания. Таким образом, этот вариант является особенно предпочтительным, когда устройство содержит пиротехнический газогенератор, сообщающийся с камерой наддува, срабатывание которого обеспечивает приведение в действие устройства.
Комбинация этих вариантов выполнения позволяет создать компактное устройство выброса с повышенной герметичностью между камерами. Предпочтительно такое устройство содержит средство сообщения камеры наддува с наружным пространством, сохраняющее в этой камере постоянное давление при медленных изменениях давления и объема и закрывающее указанную камеру при изменениях давления и объема, происходящих в результате срабатывания пиротехнического газогенератора. Это позволяет поддерживать устройство выброса без превышения внутреннего давления в нерабочем состоянии, что повышает его безопасность и позволяет уменьшить его вес и габариты. Действительно, поскольку устройство не подвергается постоянному действию внутреннего давления, его можно выполнить с менее толстыми стенками, не снижая при этом его надежности в отношении разрыва.
Согласно варианту осуществления изобретения наиболее подходящему для использования устройства выброса текучей среды в качестве средства пожаротушения, устройство содержит средства сообщения выделяющихся в результате пиротехнической реакции газов с контуром подачи текучей среды в конце ее выброса. Это позволяет, с одной стороны, продуть контур подачи, а с другой стороны, использовать все количество огнегасящего состава и получать срабатывание в две фазы: на первой фазе осуществляется выброс большого количества огнегасящего состава в зону возгорания, а на второй фазе происходит распыление в зоне возгорания аэрозоля, содержащего огнегасящий состав и газ, выделившийся в результате пиротехнической реакции.
Возможность выброса одного огнегасящего состава на указанной первой фазе срабатывания позволяет получить максимальную концентрацию огнегасящего состава, что является критерием, чаще всего проверяемым в рамках сертификации системы пожаротушения, в частности, для устранения возгорания авиационного двигателя.
Во второй указанной фазе подача аэрозоля, содержащего газ, повышающий давление, обеспечивает, с одной стороны, его участие в тушении с учетом самой природы этого газа (инертность), а с другой стороны - хорошее распределение огнегасящего состава по всей зоне возгорания.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением может содержать средства предупреждения возврата газа или текучей среды из контура подачи в резервуар после его полного опорожнения. Это позволяет повысить эффективность устройства и, в частности, максимально увеличить соотношение между действительно выброшенной текучей средой и текучей средой, первоначально содержавшейся в резервуаре. Это позволяет также в одном контуре подачи параллельно объединить несколько резервуаров такого типа, чтобы иметь в распоряжении большее количество предназначенной для выброса текучей среды. В этом случае различные резервуары срабатывают последовательно без риска заполнения текучей средой одного из уже опорожненных резервуаров при нагнетании текучей среды из другого резервуара вместо ее нагнетания в точку тушения.
При использовании устройства в соответствии с настоящим изобретением для пожаротушения предпочтительно текучей средой, предназначенной для выброса, является огнегасящий состав типа фторкетона.
В альтернативном варианте такое устройство можно также использовать в качестве аварийного гидрогенератора, и в этом случае нагнетаемой текучей средой является гидравлическое масло, которое может обеспечить поддержание высокого давления в каком-либо гидравлическом контуре в аварийной ситуации.
С учетом компактности этих устройств, их надежности и их незначительного веса, а также слабой чувствительности к перепадам давления и температуры эти устройства с успехом можно использовать в летательных аппаратах.
Объектом настоящего изобретения является устройство выброса текучей среды, содержащее:
- резервуар с текучей средой, содержащий цилиндрический корпус, герметично закрытый на своих концах первой и второй концевыми частями,
- средства выработки сжатого газа,
- жесткое средство разделения, установленное в резервуаре с возможностью перемещения в осевом направлении и расположенное между первой концевой частью и текучей средой, образуя герметичные первую камеру и вторую камеру, содержащую указанную текучую среду,
- средства сообщения резервуара с указанными средствами выработки сжатого газа, обеспечивающие возможность подачи выработанного газа в указанную первую камеру резервуара,
- выпускное отверстие во второй концевой части,
при этом в первой концевой части установлен клапан давления, открытый при отсутствии в резервуаре выработанного сжатого газа, сообщая первую камеру с окружающим пространством, независимо от осевого положения средства разделения, и закрытый при наличии в резервуаре указанного сжатого газа, обеспечивая герметичность указанной первой камеры.
Предпочтительно клапан давления выполнен с возможностью закрывания под действием давления, создаваемого вырабатываемым сжатым газом в указанной первой камере.
В варианте осуществления настоящего изобретения клапан давления содержит корпус по существу трубчатой формы, нижняя сторона которого содержит седло, при этом указанный корпус клапана содержит по меньшей мере один канал для сообщения резервуара с наружным пространством и деталь, подвижную в осевом направлении корпуса клапана, содержащую головку, выполненную с возможностью контактирования с седлом клапана, определяя тем самым закрытое положение клапана.
Предпочтительно клапан давления дополнительно содержит разделительное устройство, подвижное в осевом направлении корпуса клапана и установленное в радиальном направлении между корпусом клапана и подвижной деталью, при этом разделительное устройство выполнено с возможностью перемещения в положение напротив указанного канала.
Предпочтительно устройство содержит средства распределения, соединенные с выпускным отверстием, при этом канал для сообщения резервуара с наружным пространством соединен с указанными средствами распределения.
Предпочтительно в первой камере резервуара установлена пружина сжатия, действующая на разделительный элемент в осевом направлении в сторону второй концевой части, независимо от осевого положения средства разделения.
В другом варианте осуществления изобретения устройство выброса текучей среды содержит:
- резервуар с текучей средой, содержащий цилиндрический корпус, герметично закрытый на своих концах первой и второй концевыми частями,
- средства выработки сжатого газа,
- жесткое средство разделения, установленное в резервуаре с возможностью перемещения в осевом направлении и расположенное между первой концевой частью и текучей средой, образуя герметичные первую камеру и вторую камеру, содержащую указанную текучую среду,
- средства сообщения резервуара с указанными средствами выработки сжатого газа, обеспечивающие возможность подачи выработанного газа в указанную первую камеру резервуара,
- выпускное отверстие во второй концевой части,
при этом в указанной первой камере резервуара установлена пружина сжатия, действующая на средство разделения в осевом направлении в сторону второй концевой части, независимо от осевого положения средство разделения.
Предпочтительно средство разделения выполнено теплоизолирующим для уменьшения теплообмена между текучей средой и вырабатываемым сжатым газом.
Предпочтительно средство разделения содержит зону теплоизоляции, проходящую по существу в радиальном направлении.
Цилиндрический корпус резервуара вблизи второй концевой части может содержать внутренний кольцевой заплечик, при этом средство разделения содержит по меньшей мере одно средство блокировки, действующее с усилием в радиальном направлении резервуара таким образом, чтобы указанное средство блокировки могло расширяться в радиальном направлении резервуара, когда средство разделения оказывается напротив заплечика, и блокировало перемещение средства разделения в направлении первой концевой части резервуара.
В другом варианте осуществления изобретения, поскольку средство разделения содержит по меньшей мере один соединяющий канал, цилиндрический корпус резервуара содержит внутренний кольцевой заплечик вблизи указанной второй концевой части, при этом во внутренней стороне второй концевой части или на стороне средства разделения выполнена по меньшей мере одна выемка, позволяющая вырабатываемому газу проходить до выпускного отверстия, когда средство разделения оказывается по существу напротив указанного заплечика цилиндрического корпуса резервуара.
В альтернативном варианте средство разделения содержит центральную часть, расположенную по существу по диаметру цилиндрического корпуса резервуара, и боковую часть, по существу входящую в контакт с цилиндрическим корпусом, при этом в окружном направлении между указанными центральной и боковой частями выполнена зона разрыва, а вторая концевая часть содержит участок, образующий упор таким образом, чтобы под давлением вырабатываемого газа центральная часть входила в контакт с участком, образующим упор, приводя, таким образом, к разрушению указанной зоны разрыва и проходу вырабатываемого газа к выпускному отверстию.
В другом варианте осуществления изобретения предусмотрено устройство контроля, содержащее часть электрической цепи, расположенной внутри резервуара таким образом, чтобы электрическая цепь размыкалась, когда средство разделения оказывается за пределами определенного положения в направлении второй концевой части.
Предпочтительно устройство контроля содержит электрическую цепь, в которой по меньшей мере один электрический провод соединяет первую концевую часть со средством разделения, при этом длина указанного провода выбрана такой, чтобы происходил разрыв или отсоединение этого провода, если средство разделения перемещается за пределы определенного положения в направлении второй концевой части.
Предпочтительно устройство выброса содержит заглушку, герметично закрывающую выпускное отверстие, и средства подачи, соединенные с этим отверстием.
Предпочтительно средства выработки сжатого газа содержат газогенератор, содержащий камеру с отверстием для выпуска газа и определенное количество пиротехнического газогенерирующего вещества.
Объектом настоящего изобретения является также использование устройства выброса, содержащего описанные выше признаки, в качестве аварийного гидрогенератора для летательного аппарата с целью производства гидравлической энергии, преобразующейся в механическое действие. В этом случае предпочтительной текучей средой является масло.
Возможно также использование устройства выброса текучей среды с N резервуарами с текучей средой, выполненных с возможностью последовательного опорожнения. Число N равно или превышает 2, при этом N резервуаров параллельно соединены с одним контуром подачи текучей среды при помощи соединений, содержащих заглушку, выполненную с возможностью разрыва под действием определенного перепада давления. По меньшей мере N-1 резервуаров содержат средства, выполненные с возможностью окончательного перекрывания указанного соединения с контуром внутри резервуара в конце опорожнения. Поскольку соединение с контуром перекрывается в конце опорожнения в каждом резервуаре текучей среды, опорожнение может срабатывать последовательно в любом резервуаре без риска заполнения текучей средой уже опорожненных резервуаров вместо ее подачи в необходимые точки, например, в зоны тушения пожара. Это решение с несколькими резервуарами позволяет располагать большим количеством предназначенной для выброса текучей среды в резервуарах меньших размеров, которые легче встроить в ограниченное пространство, и без чрезмерных потерь напора за счет отсутствия клапанов или вентилей в указанном контуре, что позволяет также упростить установку и обслуживание и одновременно повысить надежность.
Указанные устройства выброса могут быть устройствами «мембранного» типа, как описано в ЕР 1819403, измененными таким образом, чтобы средства разрыва мембраны в конце опорожнения можно было убрать и заменить такой формой, при которой мембрана будет соответствовать отверстию соединения с контуром подачи, и чтобы под действием давления, создаваемого в резервуаре газами пиротехнического генератора, она перекрывала это отверстие. Вместе с тем, предпочтительно указанные резервуары оборудуют поршневыми устройствами, в которых выброс текучей среды из резервуара по существу цилиндрической формы происходит при поступательном перемещении поршня, действующего на текучую среду. Перемещение поршня может быть обеспечено любым известным специалисту средством, например, электрическим, гидравлическим или пневматическим приводом, или за счет прямого действия магнитного поля на поршень, или путем подачи газа под давлением за поршнем, аналогично мембранному устройству. В сравнении с мембранным устройством такое поршневое устройство обеспечивает лучшее опорожнение резервуара наподобие шприца, а также упрощает перекрытие отверстия в конце хода, поскольку сторона поршня перекрывает отверстие соединения с контуром подачи либо за счет прямого контакта, либо через соответствующие средства уплотнения.
Согласно этому варианту осуществления изобретения необходимо поддерживать усилие, действующее на поршень или на мембрану при помощи привода или за счет давления газа в конце хода, чтобы они продолжали перекрывать соединение.
Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления изобретения устройство содержит средства стопорения положения поршня в конце хода. В этих условиях для сохранения усилия перекрывания соединения контура подачи в конце хода нет необходимости поддерживать под нагрузкой приводы или под давлением газ, действующий на поршень, что позволяет повысить надежность работы устройства с точки зрения потерь в устройствах, действующих с усилием на поршень, а также безопасность материальной части и людей после срабатывания устройства, так как нет необходимости поддерживат