ВОДОРАЗБОРНАЯ КОЛОНКА Российский патент 1994 года по МПК E03B9/04 

Изобретение относится к водорегулирующей арматуре, устанавливаемой на сети.

Известна гидрант-колонка, включающая корпус с боковым водовыпуском и двумя манжетами на торцах, который посажен на перфорированный трубчатый элемент, зафиксированный на водоприемном патрубке и заглушенный сверху заглушкой с сальником, через который пропущен шток, соединенный с клапаном, снабженным уплотнительным кольцом. Шток соединен другим концом с гидроприводом, зафиксированным с помощью кронштейнов на корпусе. Клапан закрывает снизу трубчатый элемент и расположен в патрубке с водоприемными окнами. Гидропривод с помощью трубопровода через запорное устройство соединен с подводящей водопроводной сетью и атмосферой. Запорное устройство выполнено в виде трубки с отверстиями и пружиной. Трубка помещена со свободой перемещения в золотниковую камеру, установленную на сети [1].

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции, так как запорное устройство плохо скомпоновано с гидроприводом, малая унификация узлов; рабочая часть гидропривода должна быть больше площади клапана, так как клапан снизу подпирается водой; сложность изготовления клапана, патрубков и трубчатого элемента с окнами, их больная металлоемкость; клапан открывается и закрывается резко с гидроударами, после закрытия клапана в подклапанном пространстве остается вода, что при заморозках ведет к разрушению устройства; затруднена регулировка степени открытия клапана и расхода воды; относительно большое гидравлическое трение; на открытие требуется затратить большое усилие, что ведет к увеличению размеров и металлоемкости гидропривода; большая металлоемкость; устройство не позволяет в процессе регулировать расход воды или работать только от ручного привода.

Наиболее близкой к предлагаемому является водозаборная колонка, содержащая корпус с подводящим и отводящим патрубками и размещенными по его высоте уплотнительными манжетами, в которых установлен с возможностью вертикального перемещения заглушенный сверху трубчатый элемент, имеющий возможность вертикального перемещения, полый шток с выполненными по его высоте отверстиями и горизонтальной перегородкой и кронштейн с гайкой и регулировочным элементом с рукояткой [2].

Недостатками этой колонки являются сложность конструкции и эксплуатация.

На фиг. 1 представлена водозаборная колонка в открытом положении; на фиг.2 - то же, в закрытом.

Водозаборная колонка состоит из подводящего патрубка 1 с фланцем 2, корпуса 3 с верхними 4 и нижними 5 манжетами, водовыпускным окном 6 и отводящим патрубком 7. В манжетах 4 и 5 с возможностью вертикального перемещения установлен трубчатый элемент 8 с водовыпускными отверстиями 9, заглушкой 10 и сальником 11, в котором с возможностью вертикального перемещения размещен шток 12.

Трубчатый элемент 8 сверху снабжен наружной манжетой 13, равновеликой манжетам 4 и 5. Нижняя манжета 5 корпуса 3 смонтирована уплотнительными элементами вниз, причем верхняя манжета 4 установлена над водовыпускным окном 6 и над ней выполнены в корпусе отверстия 14. Кроме того, корпус 3 снабжен сверху заглушкой 15 с сальником 16. При этом шток 12 выполнен полым с заглушками (не показаны) с двух концов трубки, в которой на двух уровнях выполнены отверстия 17 и 18 и которая снабжена упором 19 и регулируемой пружиной 20.

Для того чтобы заглушка 10 трубчатого элемента 8 не прилипала бы к заглушке 15 корпуса 3, она снабжена упорами 21, благодаря чему между указанными заглушками 10 и 15 образована рабочая надпоршневая полость 22.

Для обеспечения плавного закрытия и открытия потока, для регулирования расхода воды в верхнем положении трубчатого элемента 8 и штока 12 нижнее отверстие 18 последнего расположено между заглушками 10 и 15 в рабочей надпоршневой полости 22, а верхнее отверстие 17 - над заглушкой 15 корпуса 3. При этом минимальное значение рабочего вертикального хода штока 12 и трубчатого элемента 8, т.е. расстояние между манжетой 13 последнего и верхней манжетой 4 корпуса 3, выполнено равным расстоянию между нижними кромками манжет 4 и 5 корпуса.

Пружина 20 размещена коаксиально на штоке 12 между упором 19 и втулкой 23 с наружной винтовой резьбой, ввинченной в гайку 24, зафиксированную с помощью кронштейна 25 на корпусе 3. При этом верхний торец штока 12 размещен во втулке 23, а последняя снабжена маховиком (не показан).

Корпус 3 снабжен фланцем 26, размещенным в выточке (не показана) накидного фланца 27, который может быть прикреплен к фланцу 2 подводящего патрубка 1 с помощью метизов. При этом между фланцами 2, 27 и 26 установлены уплотнительные прокладки 28.

Для предотвращения образования воздушных пробок и вакуума в полостях гидранта-колонки и сети шток 12 снабжен торцовым клапаном в виде отверстия 29 в верхней заглушке и поплавка 30.

Колонка работает следующим образом,
В открытом положении втулка 23 вывинчена из гайки 24, а пружина 20 ослаблена. Под действием напора трубчатый элемент 8 и шток 12 поднимаются и окна 6 располагаются между манжетами 4 и 5 корпуса 3. Вода свободно из подводящего патрубка 1 и трубчатого элемента 8 через окна проходит в корпус 3, а затем в отводящий патрубок 7. При этом верхняя манжета 4 корпуса 3 прижимается к трубчатому элементу 8 над окнами 6, предотвращая утечку воды. Корпус 3 испытывает действие силы, вертикально направленной вверх, однако он надежно удерживается благодаря фланцам 26 и 27 на патрубке 1. В открытом положении нижнее отверстие 18 штока 12 располагается в полости 22 между заглушкой 10 трубчатого элемента 8 и заглушкой 15 корпуса 3, а верхнее отверстие 17 - вне полости 22 корпуса 3 (фиг.1).

Для уменьшения расхода воды достаточно с помощью втулки 23 сжать пружину 20, которая опустит шток 12, в результате верхнее отверстие 17 оказывается в надпоршневой полости 22, а нижнее отверстие 18 ниже уровня сальника 11, т.е. в полости трубчатого элемента 8. Вода поступает через отверстие 18 в полость штока 12, а из него через отверстие 17 в полость 22. Поскольку наружный диаметр манжеты 13 трубчатого элемента 8 больше внутренних диаметров манжеты 4 и 5 корпуса 3, образуется своебразный поршень, рабочая верхняя площадь которого больше сечения трубчатого элемента 8. В результате последний опускается, тем более, что воздух и просочившаяся вода выбрасываются из подпоршневой полости через отверстия 14.

Как только трубчатый элемент 8 опустится на некоторую величину, манжета 5 частично перекрывает доступ воды в водовыпускные отверстия 9. Одновременно при этом сальник 11 трубчатого элемента располагается ниже отверстий 18 штока 12, поскольку сила давления стремится последний удержать в верхнем положении. В результате доступ воды в полость 22 прекращается. Для дальнейшего закрытия требуется сильнее сжать пружину 20, т.е. продолжить опускание штока 12. Таким образом, опуская шток 12 на определенную величину, на такую же величину можно опустить трубчатый элемент 8. Благодаря этому можно регулировать расход воды и обеспечить плавное открытие и закрытие водозаборной колонки.

При поступлении воды в полость штока 12 отверстие 29 закрывается поплавком 30.

При самом нижнем положении трубчатого элемента 8 его окна 6 располагаются полностью ниже уровня нижней кромки манжеты 5. При этом ее уплотнительные элементы, направленные вниз, прижимаются к корпусу 3 и трубчатому элементу 8 под окнами, предотвращая поступление воды из трубчатого элемента 8 в полость корпуса 3 и его отводящий патрубок 7 (фиг.2).

При появлении гидроудара шток 12 выталкивается вверх и отверстия 17 располагаются на короткое время вне полости 22, т.е. снаружи корпуса, в результате часть воды из полости 22 выбрасывается, а трубчатый элемент 8 поднимается, при этом избыток воды и напора сбрасывается через отверстия 9 наружу, после чего пружина 20 снова возвращает шток 12 в нижнее положение. В результате вода снова станет поступать в полость 22 и вернет трубчатый элемент 8 в нижнее положение.

При сбросе воды из сети воздух свободно проходит через отверстия 9, засасывается между манжетой 5 и трубчатым элементом 8, благодаря чему в сети вакуума не образуется.

При сбросе воды шток 12 автоматически опускается. При этом его верхнее отверстие 17 располагается на уровне верхней поверхности заглушки 10 трубчатого элемента 8, а нижнее отверстие 18 в этот момент находится под сальником 11. В результате вода полностью вытекает из надпоршневой полости 22 и полости штока 12. Одновременно при этом поплавок 30 опускается и отверстие 29 на верхнем торце открывается, в результате воздух свободно заходит в полость штока 12 корпуса 3, полость 22, трубчатый элемент 8, а из него - в сеть. Таким образом, полностью исключается образование вакуума.

При первоначальном пуске воды в сеть даже при сжатой пружине 20 воздух из сети выходит благодаря тому, что трубчатый элемент 8 может легко подниматься, пока вода не заполнила надпоршневой полости 22. Воздух из последней и из полости штока 12 вытесняется через отверстие 29. Как только произойдет полное вытеснение воздушных пробок, отверстие 29 закрывается поплавком 30.

Сущность изобретения: по высоте корпуса с подводящим и отводящим патрубками размещены уплотнительные манжеты, в которых с возможностью вертикального перемещения установлен заглушенный сверху трубчатый элемент. Полый шток с выполненными по его высоте отверстиями и горизонтальной перегородкой имеет возможность вертикального перемещения. Корпус выполнен с крышкой, его верхняя манжета размещена над отводящим патрубком с образованием над ней камеры, в которой установлена манжета трубчатого элемента, расположенная на его верхнем торце. Полый шток выполнен с поплавковым клапаном и упорами. Один упор размещен на штоке над крышкой, другой - на нижнем конце штока, установленном в полости трубчатого элемента. Между упором штока над крышкой и регулировочным элементом смонтирована пружина. Регулировочный элемент выполнен в виде резьбовой втулки, в которой размещен верхний конец штока. Заглушка трубчатого элемента выполнена с упорами и сальниковым уплотнением. 1 з. п.ф-лы, 2 ил.

1. ВОДОРАЗБОРНАЯ КОЛОНКА, содержащая корпус с подводящим и отводящим патрубками и размещенными по его высоте уплотнительными манжетами, в которых установлен с возможностью вертикального перемещения заглушенный сверху трубчатый элемент, имеющий возможность вертикального перемещения полый шток с выполненными по его высоте отверстиями и горизонтальной перегородкой, и кронштейн с гайкой и регулировочным элементом с рукояткой, отличающаяся тем, что корпус выполнен с крышкой, а его верхняя манжета размещена над отводящим патрубком с образованием над ней камеры, в которой установлена уплотнительная манжета трубчатого элемента, размещенная на его верхнем торце, полый шток выполнен с поплавковым клапаном и упорами, один из которых размещен на штоке над крышкой корпуса, а другой - на нижнем конце штока, установленном в полости трубчатого элемента, при этом между упором штока над крышкой корпуса и регулировочным элементом установлена пружина, регулировочный элемент выполнен в виде резьбовой втулки, в которой размещен верхний конец полого штока, а заглушка трубчатого элемента выполнена с упорами и сальниковым уплотнением. 2. Колонка по п.1, отличающаяся тем, что перегородка полого штока размещена между нижним рядом отверстий и упором на нижнем конце штока, при этом нижний ряд отверстий штока при его верхнем положении размещен в камере, а верхний ряд - над камерой, причем минимальный рабочий ход трубчатого элемента выполнен равным расстоянию между нижними кромками уплотнительных манжет корпуса.