ВАНТУЗ Российский патент 2000 года по МПК F16K24/00 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к устройствам для удаления газа из трубопроводов для транспортировки жидкостей, и может быть использовано в напорных водоводах.

Известен вантуз (см. а.с. СССР N 576476 от 26.04.76, М.Кл² F 16 K 24/00, F 16 T 1/45, опубл. 15.10.77), содержащий корпус с впускным отверстием в днище и выпускным отверстием в крышке. Выпускное отверстие в крышке закрыто жестко закрепленным газовыпускным элементом, выполненным в виде пластинки из пористого несмачиваемого материала, например из боросиликатного стекла, подвергнутого гидрофобизирующей обработке.

Выделившийся из транспортируемой по трубопроводу жидкости газ поступает в корпус вантуза и через поры пластинки выходит в атмосферу. При отсутствии газа корпус вантуза заполнен жидкостью. Гидрофобная поверхность пористой пластинки препятствует утечке жидкости из трубопровода.

Недостатком известного вантуза является низкая производительность, обусловленная низкой пропускной способностью газовыпускной пластинки. Это приводит к неэффективности использования такого вантуза в высоконапорных трубопроводах или трубопроводах, транспортирующих газожидкостные смеси с большим содержанием газа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемому является вантуз (см. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений. М., Стройиздат, 1979, с. 354), содержащий корпус с впускным отверстием в днище и выпускным отверстием в крышке, снабженный направляющими, выполненными на внутренней поверхности корпуса, а также размещенный в корпусе поплавковый запорный орган. Поплавковый запорный орган выполнен пустотелым с оболочкой из твердого материала (чаще всего из металла).

Известный вантуз работает следующим образом.

При заполнении корпуса вантуза жидкостью поплавковый запорный орган перемещается вдоль направляющих под крышку и контактирует с ней по седлу, запирая выпускное отверстие. При снижении уровня жидкости в корпусе поплавковый запорный орган отпирает выпускное отверстие. Однако, на практике вантуз известной конструкции в низконапорных трубопроводах работает с низкой производительностью, а в высоконапорных трубопроводах не срабатывает.

При снижении уровня жидкости в корпусе вантуза под воздействием возросшего давления газа, выделившегося из жидкости, поплавковый запорный орган зависает в верхнем положении и не открывает выпускное отверстие. Это объясняется тем, что давление газа оказывает на поплавковый запорный орган прижимное усилие, направленное против открытия выпускного отверстия. Для снижения этого прижимного усилия уменьшают выпускное отверстие до минимальных размеров, что снижает производительность вантуза. Но и в этом случае вантуз не всегда срабатывает, так как вертикальная составляющая давления газа, действующая на поплавковый запорный орган в зоне проекции седла против открытия выпускного отверстия, оказывается нескомпенсированной, что и обусловливает зависание поплавкового запорного органа в верхнем положении.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования вантуза путем использования нового материала для изготовления конструктивных элементов, что обеспечивает компенсацию прижимного усилия, воздействующего на поплавковый запорный орган, и за счет этого достигается повышение производительности вантуза и обеспечивается его работоспособность как в низко-, так и в высоконапорных трубопроводах, транспортирующих газожидкостные смеси.

Поставленная задача решается тем, что в вантузе, содержащем корпус с впускным отверстием в днище и выпускным отверстием в крышке, снабженный направляющими, выполненными на внутренней поверхности корпуса, а также размещенный в корпусе поплавковый запорный орган, новым, согласно изобретению, является то, что поплавковый запорный орган выполнен из пористого гидрофобного материала.

Между совокупностью признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

Выполнение поплавкового запорного органа из пористого гидрофобного материала обеспечивает постоянный вывод выделившегося из транспортируемой жидкости газа из корпуса вантуза, в том числе и при закрытом выпускном отверстии.

Газ при этом проходит сквозь поры материала, из которого выполнен поплавковый запорный орган, и через выпускное отверстие выходит в атмосферу. При снижении уровня жидкости в корпусе вантуза поплавковый запорный орган опускается вместе с ним и отпирает выпускное отверстие для выхода газа. Зависание поплавкового запорного органа в верхнем положении не происходит, так как газ проходит сквозь поры материала, из которого выполнен поплавковый запорный орган, и в зоне его контакта с крышкой корпуса (так называемое седло) оказывает на поплавковый запорный орган воздействие, равное по величине, но направленное противоположно прижимному усилию. Таким образом, выполнение поплавка из пористого гидрофобного материала обеспечивает компенсацию прижимного усилия, обусловленного воздействием на поплавковый запорный орган в зоне проекции седла вертикальной составляющей давления газа, направленной против открытия выпускного отверстия.

За счет этого исключается зависание поплавкового запорного органа в верхнем положении, обеспечивается работоспособность вантуза как в низко-, так и в высоконапорных трубопроводах для транспортировки газожидкостных смесей. Кроме того, повышается производительность вантуза, поскольку за счет выполнения поплавкового запорного органа из пористого гидрофобного материала обеспечивается постоянный вывод газа из корпуса вантуза, а также исключается необходимость минимизации выпускного отверстия для снижения прижимного усилия.

На чертеже схематически изображен заявляемый вантуз, общий вид.

Вантуз содержит цилиндрический корпус 1 с днищем 2 и крышкой 3. В днище 2 выполнено впускное отверстие 4, в крышке 3 - выпускное отверстие 5, а на внутренней поверхности корпуса 1 выполнены направляющие 6. В корпусе 1 размещен поплавковый запорный орган 7, выполненный из пористого гидрофобного материала (например, из пеностекла, из боросиликатного стекла, подвергнутого гидрофобизирующей обработке).

Поплавковый запорный орган 7 при закрытом выпускном отверстии 5 контактирует с крышкой 3 корпуса 1 по седлу 8. Вертикальная проекция седла 8 на поверхности поплавкового запорного органа 7 образует зону 9.

Заявляемый вантуз работает следующим образом.

При заполнении трубопровода жидкостью вытесняемый воздух выходит из него в атмосферу через вантуз, воздух при этом проходит через впускное отверстие 4 в днище 2 и выпускное отверстие 5 в крышке 3 корпуса 1 вантуза. При заполнении корпуса 1 жидкостью поплавковый запорный орган 7, всплывая вместе с поднимающимся уровнем жидкости, перемещается вдоль направляющих 6 под крышку 3, где контактирует с седлом 8 и запирает выпускное отверстие 5. За счет выполнения поплавкового запорного органа из пористого гидрофобного материала при закрытом выпускном отверстии 5 обеспечивается постоянный вывод газа из трубопровода, а утечка жидкости при этом исключается.

При превышении давления газа, выделившегося из транспортируемой жидкости, над давлением жидкости в трубопроводе газ вытесняет жидкость из корпуса 1 вантуза, уровень ее понижается. Вместе с ним опускается и поплавковый запорный орган 7, открывая выпускное отверстие 5. Зависание поплавкового запорного органа в верхнем положении исключается, так как газ проходит сквозь пористый материал, из которого выполнен поплавковый запорный орган 7, и в зоне седла 8 оказывает на него воздействие, равное по величине, но направленное противоположно прижимному усилию. То есть, выполнение поплавкового запорного органа 7 из пористого гидрофобного материала обеспечивает компенсацию прижимного усилия, воздействующего на поплавковый запорный орган в зоне 9 вертикальной проекции седла 8 в направлении против открытия выпускного отверстия 5. Происходит отрыв поплавкового запорного органа 7 от поверхности, ограничивающей выпускное отверстие 5, которое при этом открывается. Газ выходит из корпуса 1 вантуза, давление его падает, а уровень жидкости опять начинает расти. В дальнейшем цикличность работы вантуза повторяется.

Таким образом, заявляемое конструктивное выполнение вантуза, а именно выполнение поплавкового запорного органа из пористого гидрофобного материала в совокупности с известными признаками изобретения обеспечивает компенсацию прижимного усилия, воздействующего на поплавковый запорный орган, и за счет этого достигается повышение производительности вантуза и обеспечивается его работоспособность как в низко-, так и в высоконапорных трубопроводах.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к устройствам для удаления газа из трубопроводов для транспортировки жидкостей, и может быть использовано в напорных водоводах. Вантуз содержит корпус с впускным отверстием в днище и выпускным отверстием в крышке, снабженный направляющими, выполненными на внутренней поверхности корпуса, а также размещенный в корпусе поплавковый запорный орган. Поплавковый запорный орган выполнен из пористого гидрофобного материала. При заполнении корпуса жидкостью поплавковый запорный орган, всплывая вместе с поднимающимся уровнем жидкости, перемещается вдоль направляющих под крышку, где контактирует с седлом и запирает выпускное отверстие. При превышении давления газа, выделившегося из транспортируемой жидкости, над давлением жидкости в трубопроводе газ вытесняет жидкость из корпуса вантуза, уровень ее понижается. Вместе с ним опускается и поплавковый запорный орган, открывая выпускное отверстие. Зависание поплавкового запорного органа в верхнем положении исключается, так как газ проходит сквозь пористый материал, из которого выполнен поплавковый запорный орган, и в зоне седла оказывает на него воздействие, равное по величине, но направленное противоположно прижимному усилию. Повышает надежность, производительность вантуза и обеспечивает его работоспособность как в низко-, так и в высоконапорных трубопроводах. 1 ил.

Вантуз, содержащий корпус с впускным отверстием в днище и выпускным отверстием в крышке, снабженный направляющими, выполненными на внутренней поверхности корпуса, а также размещенный в корпусе поплавковый запорный орган, отличающийся тем, что поплавковый запорный орган выполнен из пористого газопроницаемого гидрофобного материала.