СПОСОБ ПОДАЧИ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ К ПОТРЕБИТЕЛЯМ, ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1995 года по МПК F17D3/00 F16K21/04 

Изобретение относится к сантехнической и иной трубопроводной арматуре, используемой в бытовом, коммунальном хозяйстве, в химической, нефтегазовой, энергетической и иной промышленности.

Известен способ прекращения утечки рабочей среды путем автоматического перекрытия поврежденного трубопровода специальным отсекателем, способным перекрывать трубопровод при резком и/либо до определенного порогового уровня снижении давления в трубопроводе, происшедшем в результате разрыва трубопровода [1].

Этот способ, в отличие от предлагаемого, не предусматривает автоматическое снижение расхода рабочей среды через забытые открытыми или подтекающие запорные и/либо регулирующие устройства (краны, вентили и т.п.), стоящие, например, у потребителей воды (и т.п.) в квартирах и производственных помещениях, что является существенным недостатком.

В качестве прототипа второго объекта изобретения - запорно-регулирующего устройства, располагаемого в трубопроводных магистралях возле потребителей рабочей среды, выбран вентиль [2].

Его основные недостатки - это недостаточно четкая работа предохранительного запорного органа при близком расположении к нему регулирующего запорного органа и определенная трудоемкость процесса подготовки к возобновлению отбора рабочей среды после срабатывания предохранительного запорного органа.

Суть отличий способа подачи рабочей среды к потребителям, включающего создание напора в трубопроводной магистрали, имеющей в своем составе предохранительные проходные затворы, коммутируемые (открываемые - закрываемые) централизовано и/либо регионально (возле потребителей), заключается в том, что периодически (в том числе по определенному графику( или по сигналу об аварии централизованно либо в контрольных точках по ходу магистрали снижают напор рабочей среды до уровня и на время, необходимые для срабатывания бистабильных предохранительных затворов, находящихся, главным образом, у потребителей и имеющих минимальный уровень и максимальное время срабатывания (закрытия), после чего напор увеличивают до номинального, а открытие сработавших предохранительных затворов осуществляют сами потребители, а магистральных - централизовано или регионально.

Суть общих отличий запорно-регулирующего устройства, содержащего корпус со сливной и напорной полостями, отделенными друг от друга перегородкой с перекрываемым проходным каналом, возле которого в сливной полости размещен регулирующий запорный орган, соединенный с приводным элементом, а в напорной - предохранительный запорный орган, упруго нагруженный в сторону проходного канала и посредством толкателя через данный канал взаимодействующий с регулирующим запорным органом или его приводом, заключается в том, что между регулирующим запорным органом и его приводным элементом установлен упругий элемент.

В одном из подвариантов для удобства пользования толкатель установлен в канале регулирующего запорного органа и его приводного элемента с возможностью герметизированного выхода одним из концов за пределы приводного элемента (наружу).

На фиг. 1 и 2 запорно-регулирующее устройство изображено соответственно с открытым и закрытым предохранительным запорным органом; на фиг. 3 - вариант с толкателем, выходящим наружу.

На данных иллюстрациях цифрой 1 обозначена подводящая рабочую среду трубопроводная магистраль, а цифрой 2 - приводной элемент регулирующего запорного органа, например, в составе бытового смесителя горячей и холодной воды. Доработка данного смесителя для придания его вентилям (краном) свойства бистабильности, что необходимо для реализации предложенного способа подачи рабочей среды, осуществлена без изменения существующей конструкции: путем установки между подводящим патрубком 3 и корпусом 4 смесителя (запорно-регулирующего устройства), скрепленных накидной гайкой 5, вставки, выполняющей функцию бистабильного предохранительного запорного органа. Эта вставка содержит фланец 6 с каналами 7 для прохода рабочей среды вне поперечного сечения сильфонного предохранительного запорного органа 8, торцевой частью 9 реализующего свою запорную функцию. Винтовая пружина 10, накручиваемая по резьбовидным гофрам сильфона 8, позволяет корректировать осевую жесткость последнего. На приводном элементе (штоке) 2 закреплен толкатель 11, способный воздействовать на торец 9, расположенного в напорной полости 12 сильфона 8 с целью его отвода от проходного отверстия 13. Согласно фиг. 1 это отверстие перекрыто регулирующим запорным органом 14, закрепленным на приводном штоке 2, вращаемом маховичком 15, а сильфон сжат (по длине) давлением рабочей среды. Регулирование поступления рабочей среды в сливную полость 16 осуществляется перемещением органа 14. При этом давления рабочей среды в полости 12 по-прежнему достаточно для удержания сильфона 8 в сжатом состоянии. Если напор рабочей среды в магистрали 1 упадет ниже расчетного уровня (случайно или в соответствии с предложенным способом), то усилия упругости сильфона 8 и пружины 10 становится достаточно для перекрытия проходного окна 13 со стороны напорной полости 12 (см. фиг. 2). При возобновлении подачи рабочей среды окно 13 останется закрытым, поскольку в представленной ситуации основная часть площади торца 9 сильфона 8 за счет контакта со стенкой канала 13 изолирована от действия вновь появившегося в полости 12 напора. Для подготовки возобновления отбора рабочей среды через сливную полость 16 достаточно путем закручивания штока 2 толкателем 11 немного приоторвать торец 9 сильфона 8 от окна 13 (чтобы давление рабочей среды начало действовать на всю площадь торца 9 и, преодолев сопротивление стенки сильфона 8, сжало (укоротило) его. Для более четкой и надежной работы орган 14 отжат от торца штока 2 пружиной 17. Это гарантирует отвод торца 9 сильфона 8 вправо только после более надежного перекрытия отверстия 13 со стороны сливной полости 16. В варианте по фиг. 3 толкатель 11 концом 18 через шток 2 выходит наружу. Он имеет уплотнительное кольцо 19 и упорный фланец 20. Подача рабочей среды (воды, например) по предложенному способу с использованием у потребителей выше охарактеризованного запорно-регулирующего устройства с бистабильным предохранительным запорным органом 8, 9, осуществляется следующим образом. Допустим, регулирующий запорный орган 14 забыт открытым (как на фиг. 2), что очень вероятно при непостоянной (режимной и эпизодической) подаче воды. По определенному графику, например раз-два в сутки (это зависит от специфики магистрали, ее назначения и т.п. ), кратковременно (на единицы секунд) снижают напор в подводящей магистрали 1. К примеру, на входе в дом, подъезд, квартиру и т.п.).

За время отсутствия требуемого напора предохранительный запорный орган 8, 9 за счет упругости стенок сильфона 8 перекроет проходной канал 13 и останется в этом положении (свойство бистабильности) и при возобновлении напора, предотвращая бесполезный расход воды и другие возможные негативные последствия (затопление квартиры и т.п.). Для возобновления отбора воды вращением маховичка 15 кран сначала закрывают (положение запорного органа 14 согласно фиг. 1), чтобы толкатель 11 синициировал скачкообразное открытие предохранительного запорного органа 9, а затем открывают и регулируют отбор воды (тем же маховичком 15). В варианте по фиг. 3 для снятия с предохранения (для открытия канала 13 со стороны напорной полости 12) достаточно кратковременно нажать на выступающий конец 18 подпружиненного толкателя 11. В регулировании же расхода опять участвует маховичок 15.

Использование: в коммунальном хозяйстве. Сущность изобретения: создают напор в трубопроводной магистрали с предохранительными проходными затворами и централизованного или регионального открытия - закрытия их. Периодически или по сигналу об аварии централизовано или в контрольных точках по ходу магистрали снижают напор рабочей среды до уровня и на время, необходимое для срабатывания магистральных или бистабильных предохранительных затворов у потребителей с миним. уровнем и макс. временем срабатывания. Затем напор увеличивают до номинального. Открытие сработавших бистабильных предохранительных затворов осуществляют сами потребители, магистральных - централизованно или регионально. Сливная и напорная полости корпуса отделены друг от друга перегородкой с проходным каналом, возле которого в сливной полости размещен регулирующий запорный орган, соединенный с приводным элементом, в напорной - предохранительный запорный орган, упруго нагруженный в сторону канала и толкателем через канал взаимодействующий с регулирующим запорным органом или его приводом. Между регулирующим органом и приводным элементом установлен упругий элемент. 2 с.п. ф-лы, 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СПОСОБ ПОДАЧИ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ К ПОТРЕБИТЕЛЯМ, ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО.