КЛАПАН ДЛЯ ВАКУУМНЫХ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СИСТЕМ Российский патент 2000 года по МПК E03D9/14 E03F1/00 E03C1/122 F16K1/00 

Настоящее изобретение относится к клапану, а конкретно к клапану для промывки струей воды вакуумной канализационной системы, который состоит из кожуха клапана со входным патрубком, участком сквозного потока и выходным патрубком, а также из привода для открывания и закрывания клапана.

Канализационные стоки из унитаза содержат такие частицы, как бумага и экскременты, поэтому чрезвычайно важно, чтобы клапан упомянутого выше типа был сконструирован таким образом, чтобы частицы не скапливались внутри него и не нарушали его работу. Большее значение имеют простота и дешевизна этих клапанов в производстве и эксплуатации, быстрота, с которой они открываются и закрываются, водонепроницаемость, длительный срок службы, а также то, что они сконструированы таким образом, что при использовании они производят мало шума.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является клапан для вакуумных канализационных систем, в котором участок сквозного прохода изготовлен из эластичного материала, который сжимается для того, чтобы закрыть клапан (заявка Франции 2366186, B 65 F 5/00, 1978). Такое исполнение клапана соответствует вышеуказанным требованиям только на небольшом отрезке, поскольку долговечность этого клапана очень невелика из-за быстрого износа эластичной секции, в связи с чем требуется значительный объем ремонтных работ. Кроме того, в этом клапане не предусмотрено снижение шума.

В патенте Норвегии 164049, E 03 C 1/122, 1990 приведено описание клапана, в котором основное внимание уделяется снижению шума от унитазов, соединенных с вакуумными канализационными системами. Проблема решается за счет использования второго клапана для забора дополнительного воздуха, соединенного с вышеописанным клапаном, который промывается струей воды, в результате чего снижается эффект всасывания. Таким образом, понижается шум из унитаза и увеличивается скорость сточных вод из системы канализации, но это решение является очень сложным и включает большое число компонентов, которые занимают значительное место и производство которых стоит дорого. Это решение также требует дополнительных отверстий в уборной для подвода воздуха, что усложняет категорию пожароопасности помещений. Трудно также координировать работу этих двух клапанов, что приводит к накоплению материала в клапане, а также в канализационной трубе из туалета. Кроме того, для забора дополнительного воздуха используется труба, которая проходит через стенку за унитазом и производит шум, который передается в уборную или соседние комнаты.

В основу настоящего изобретения была положена задача создания простого по конструктивному выполнению клапана для вакуумных канализационных систем, который был бы компактным, дешевым и имел бы длительный срок службы.

Это достигается тем, что в клапане для вакуумных канализационных систем, содержащем кожух клапана со входным патрубком, участком сквозного потока и выходным патрубком, а также привод для открывания и закрывания клапана, согласно изобретению, привод для открывания и закрывания клапана представляет собой подвижный корпус клапана со слегка наклоненной к его оси первой уплотнительной поверхностью, которая выдвигается вдоль периферии корпуса клапана вплоть до цилиндрической части, а вторая уплотнительная поверхность является вертикальной по отношению к направлению потока через клапан, при этом предусмотрено, что первая уплотнительная поверхность опирается на соответствующее наклонное седло, которое расположено на выступе кожуха клапана, причем это седло находится за внутренней стенкой участка сквозного потока, а вторая уплотнительная поверхность тесно опирается на соответствующую цилиндрическую верхнюю часть кожуха клапана.

Корпус клапана может быть выполнен в форме бутылки или ложки, причем ее выпуклая сторона обращена ко входному патрубку, а края этой ложки образуют первую уплотнительную поверхность корпуса клапана.

Желательно, чтобы цилиндрическая верхняя часть кожуха клапана соответствовала второй уплотнительной цилиндрической поверхности - цилиндрической корпуса клапана и была выполнена с конусностью, направленной вниз.

Привод, сообщающий движение корпусу клапана, может быть выполнен в виде пружины и устройства типа "поршень-цилиндр", которое приводится в движение посредством вакуума.

Поршень устройства типа "поршень-цилиндр" соединен с корпусом клапана посредством цилиндрической части, которая прикреплена с возможностью перемещения внутри соответствующей цилиндрической части кожуха клапана.

Цилиндрическая часть кожуха клапана снабжена расположенным непосредственно над выходным патрубком отверстием для подачи дополнительного воздуха, когда корпус клапана находится в положении "открыто".

Отверстие может быть снабжено заслонкой или дроссельным клапаном для регулирования подачи дополнительного воздуха.

Отверстие для подачи дополнительного воздуха может быть соединено воздушным каналом с глушителем.

Далее изобретение поясняется описанием конкретных примеров его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает общую схему клапана, согласно изобретению (продольный размер);
фиг. 2 - другой вариант выполнения клапана, согласно изобретению, с патрубком для дополнительного воздуха и глушителем;
фиг. 3 - клапан, показанный на фиг. 2, смонтированный в туалете.

Как схематически показано на фиг. 1, предлагаемый клапан состоит из кожуха 1 клапана, входного патрубка 2 и выходного патрубка 3, а также из корпуса 4 клапана, приводимого в движение приводом 5 для его открывания и закрывания. Входной и выходной патрубки 2, 3 предпочтительно снабжены фланцами или другими соединительными устройствами 6, 7 для соединения клапана с унитазом или подобными устройствами посредством канализационной трубы 8 или подобного устройства.

Привод 5 для открывания и закрывания клапана представляет собой подвижный корпус 4 клапана со слегка наклоненной к его оси первой уплотнительной поверхностью 9, которая выдвигается вдоль периферии корпуса 4 клапана вплоть до цилиндрической части, а вторая уплотнительная поверхность 10 является вертикальной по отношению к направлению потока через клапан, при этом предусмотрено, что первая уплотнительная поверхность 9 опирается на соответствующее наклонное седло 16, которое расположено на выступе кожуха 1 клапана, причем это седло находится за внутренней стенкой 36 участка 11 сквозного потока, и что вторая уплотнительная поверхность 10 тесно опирается на соответствующую цилиндрическую верхнюю часть 17 кожуха 1 клапана.

Корпус 4 клапана, который на чертеже показан в положении "закрыто", имеет конструкцию, напоминающую дно бутылки или ложку и т.п., нижняя часть которой проходит в участок 11 сквозного потока кожуха 1 клапана, а выпуклая боковая часть обращена ко входному патрубку 2, в то время как вогнутая часть обращена в противоположенную сторону к выходному патрубку 3, и края этой ложки образуют первую уплотнительную поверхность 9. Часть корпуса 4 клапана, которая имеет форму ложки, соединена с вертикальной цилиндрической частью 12, причем цилиндрическая часть 12 так же, как края или поверхность 13 части корпуса 4 клапана типа ложки, снабжена выемками для уплотнительных элементов 14, 15, которые входят в соединение (уплотнительные элементы и выемки для них) для обеспечения необходимого уплотнения корпуса 4 клапана. Уплотнительный элемент 14 опирается на наклонное седло 16 на участке 11 сквозного потока кожуха, когда корпус 4 клапана находится в положении "закрыто", как показано на фиг. 1, и тем самым обеспечивает герметизацию кожуха 1 на этом участке. Цилиндрическая верхняя часть 17 кожуха 1 клапана соответствует второй уплотнительной поверхности 10 - цилиндрической части корпуса 4 клапана и выполнена с конусностью, направленной вниз. Седло 16 образовано выступающей частью кожуха 1 клапана и проходит, как видно из фиг. 1, в слегка наклонном положении кверху вдоль периферии кожуха 1 до тех пор, пока оно не упрется в цилиндрическую часть 17 кожуха 1 клапана напротив уплотнительного элемента 15. Цилиндрическая часть 17 кожуха 1 клапана выполнена с небольшой конусностью, направленной вниз, чем обеспечивается дополнительное прижатие уплотнительного элемента 15, что создает дополнительное уплотнение, когда корпус 4 клапана находится в положении "закрыто".

Привод 5 клапана выполнен в виде пружины 20 и устройства типа "поршень-цилиндр", состоящего из поршня 18 и цилиндров 19, 21 и которое приводится в движение посредством вакуума. Корпус 4 клапана соединен с поршнем 18 посредством цилиндрической части 22, которая прикреплена с возможностью перемещения внутри соответствующей цилиндрической части 24 кожуха 1 клапана. С другой стороны, поршень 18 установлен с возможностью перемещения вверх вдоль внутренней поверхности цилиндра 19 и снабжен уплотнением 23 у внутренней поверхности цилиндра 19. Пружина 20 расположена между стенкой клапана и верхом 25 цилиндра 19 и предназначена для того, чтобы вытолкнуть корпус 4 клапана вниз в положение "закрыто", т.е. к седлу 16. Пружину 20 удерживает в заданном положении цилиндр 21, служащий выступающим вниз цилиндрическим держателем. Этот цилиндр 21 также выполняет функцию направляющей для соединительной цилиндрической части 22 между поршнем 18 и корпусом 4 клапана и повышает устойчивость поршня 18 при его движении.

Наиболее распространенным использованием клапана, как было указано ранее, является применение его в вакуумных канализационных системах и в этом случае удобно, чтобы клапан приводил в действие вакуум посредством трубы или подобного устройства (не показано), которое соединяется с кожухом 1 клапана с одной стороны посредством ниппеля 29, а посредством двухпозиционного клапана "открыто/закрыто" (не показан) соединено с источником вакуума, например, канализационной трубой 8. Когда поршень 18 движется вверх под действием вакуума в полости 26 цилиндра 19, воздух из помещения проходит внутрь через отверстие 37 в дне цилиндра и клапан открывается. При обратном движении клапан закрывается под действием пружины 20, когда цилиндрическая часть 22 с источником вакуума "поднимается" закрывающимся клапаном. Затем воздух из помещения всасывается внутрь через ниппель 29 и поступает в полость 26 в верхней части поршня 18, в то время, как воздух на противоположной части поршня 18 вытесняется из полости 26 через отверстия 37.

Конечно, клапан в соответствии с изобретением может приводиться в движение также под действием среды под давлением, но в этом случае среда под давлением должна подаваться через отверстие 37 в нижней части клапана, а выпуск должен производиться через ниппель 29.

В рамках данного изобретения может быть использован другой тип привода, однако здесь он не описан.

На фиг. 2 показан клапан, аналогичный изображенному на фиг. 1, однако модифицированный путем включения в него вспомогательного входного патрубка 27 для подачи дополнительного воздуха и глушителя 28.

Как было указано выше, проблемы использования унитазов с вакуумом связаны с шумом, возникающим при открывании выпускного клапана унитаза. В соответствии с настоящим изобретением этот шум может быть существенно уменьшен, когда цилиндрическая часть 24 кожуха 1 клапана снабжена расположенным над выходным патрубком 3 отверстием 30 для подачи дополнительного воздуха, когда корпус 4 клапана находится в положении "открыто". Для этого подачу дополнительного воздуха в данном варианте выполнения клапана осуществляют через встроенный отдельный патрубок 27 для подачи дополнительного воздуха и отверстие 30 в цилиндрической части 24 кожуха 1 клапана, расположенное непосредственно над выходным патрубком 3 клапана и которое в данном случае является выходным отверстием патрубка 27. Патрубок 27 для подачи воздуха (отверстие 30) предпочтительно может быть снабжен регулируемой скользящей заслонкой (не показана) или дроссельным клапаном 31.

На фиг. 2 показано, что отверстие 30 открывается, когда корпус 4 клапана находится в положении "открыто", и часть корпуса 4 клапана, выполненная в форме ложки, отклоняет поток воздуха, который всасывается внутрь, и направляет его к выходному патрубку 3. Таким образом, не нарушается поток сточных вод из унитаза. На фиг. 2 также показано, что седло 16 для корпуса 4 клапана расположено ниже отверстия 30 таким образом, что отверстие не соединено с участком 11 сквозного потока, когда корпус 4 клапана находится в положении "закрыто".

Выполненное таким образом отверстие 30 существенно понижает уровень шума, но для дальнейшего его уменьшения может быть предусмотрен глушитель 28, который соединяется с кожухом 1 клапана воздушным каналом 32 - в данном случае патрубка 27, ведущим к звуковому фильтру 33. Таким образом, воздух засасывается через фильтр 33, проходит канал 32 патрубка 27 и поступает к отверстию 30.

Основным преимуществом изобретения является то, что в нем предусмотрен очень простой, компактный и дешевый запорный клапан, который имеет длительный срок службы. Клапан, изготовленный из пластика "РОМ", прошел ускоренные испытания, соответствующие более 700000 операций закрытия и открытия, после чего на нем не было обнаружено существенного износа или дефектов.

Фактически этот клапан является весьма компактным и малогабаритным, что видно на фиг. 3. На этом чертеже показано, что клапан можно легко смонтировать позади унитаза, при этом к нему обеспечен легкий доступ как для демонтажа, так и для установки. Воздух, который всасывается в клапан и в камеру 35 унитаза, проходит через отверстие 34 в нижней части унитаза.

В известном решении, упомянутом ранее, использован отдельный клапан дополнительного воздуха, который монтируется вне туалета, и воздух засасывается в него через трубку для забора воздуха, которая проходит через стенку туалета, при этом производится шум, который проникает в уборную, а также в другие комнаты. Решение, которое найдено в данном изобретении, исключает необходимость в дополнительной трубке для забора воздуха, поскольку воздух, как было указано выше, поступает через отверстие в нижней части унитаза, тем самым исключается также проблема повышенной категории пожароопасности.

Изобретение, как определено в формуле изобретения, не ограничено показанным и описанным выше исполнением корпуса 4 клапана в форме ложки. Так, корпус клапана может иметь другую конструкцию, однако поверхность 13 корпуса 4 клапана с уплотнительным элементом 14, если оно требуется, а также цилиндрическая часть 12 корпуса 4 клапана и уплотнительным элементом 15, если оно требуется, должны оставаться неизменными. Конструкция корпуса клапана в виде бутылки или ложки необходима в том случае, если клапан снабжен отдельным патрубком для дополнительного воздуха, как показано на фиг. 2, при этом должна быть обеспечена возможность подвода воздуха и направления его к выходу из клапана, как показано на этом чертеже.

В клапане, показанном на фиг. 1, в котором нет патрубка для подвода дополнительного воздуха, корпус клапана может иметь другую форму, как упомянуто выше, в частности, например, быть плоским или двояковыпуклым. Кроме того, клапан может быть выполнен из других материалов, чем один из приведенных выше, а также может быть применен для других вакуумных систем.

Изобретение относится к клапанам, предназначенным для промывки струей воды вакуумной канализационной системы. Технической задачей изобретения является создание простого по конструктивному выполнению клапана, который был бы компактным, дешевым и имел бы длительный срок службы. Клапан включает кожух с входным патрубком, участком сквозного потока и выходным патрубком и привод для открывания и закрывания клапана. Привод представляет собой подвижный корпус клапана со слегка наклоненной к его оси первой уплотнительной поверхностью, которая выдвигается вдоль периферии корпуса клапана вплоть до цилиндрической части, а вторая уплотнительная поверхность является вертикальной по отношению к направлению потока через клапан. Первая уплотнительная поверхность опирается на соответствующее наклонное седло, которое расположено на выступе кожуха клапана, причем это седло находится за внутренней стенкой участка сквозного потока, а вторая уплотнительная поверхность тесно опирается на соответствующую цилиндрическую верхнюю часть кожуха клапана. 7 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Клапан для вакуумных канализационных систем, содержащий кожух клапана с входным патрубком, участком сквозного потока и выходным патрубком, а также привод для открывания и закрывания клапана, отличающийся тем, что привод для открывания и закрывания клапана представляет собой подвижный корпус клапана со слегка наклоненной к его оси первой уплотнительной поверхностью, которая выдвигается вдоль периферии корпуса клапана вплоть до цилиндрической части, а вторая уплотнительная поверхность является вертикальной по отношению к направлению потока через клапан, при этом предусмотрено, что первая уплотнительная поверхность опирается на соответствующее наклонное седло, которое расположено на выступе кожуха клапана, причем это седло находится за внутренней стенкой участка сквозного потока, а вторая уплотнительная поверхность тесно опирается на соответствующую цилиндрическую верхнюю часть кожуха клапана. 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что корпус клапана выполнен в форме бутылки или ложки, причем ее выпуклая сторона обращена к входному патрубку, а края ложки образуют первую уплотнительную поверхность корпуса клапана. 3. Клапан по п.2 или 3, отличающийся тем, что цилиндрическая верхняя часть кожуха клапана соответствует второй уплотнительной поверхности - цилиндрической части клапана и выполнена с конусностью, направленной вниз. 4. Клапан по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что привод, сообщающий движение корпусу клапана, выполнен в виде пружины и устройства типа поршень-цилиндр, которое приводится в движение посредством вакуума. 5. Клапан по п. 4, отличающийся тем, что поршень устройства типа поршень-цилиндр соединен с корпусом клапана посредством цилиндрической части, которая прикреплена с возможностью перемещения внутри соответствующей цилиндрической части кожуха клапана. 6. Клапан по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что цилиндрическая часть кожуха клапана снабжена расположенным непосредственно над выходным патрубком отверстием для подачи дополнительного воздуха, когда корпус клапана находится в положении "открыто". 7. Клапан по п.6, отличающийся тем, что отверстие снабжено заслонкой или дроссельным клапаном для регулирования подачи дополнительного воздуха. 8. Клапан по п.6 или 7, отличающийся тем, что отверстие для подачи дополнительного воздуха соединено воздушным каналом с глушителем.