СПОСОБ И СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЗАПРАВКИ ВОДОЙ, РАЗДАТОЧНАЯ КОЛОНКА Российский патент 2001 года по МПК B61K11/02 

Изобретение относится к области автоматизации процесса заправки баков водой, в частности баков пассажирских вагонов.

Известен способ заправки водой (см. авторское свидетельство СССР N 709441, кл. B 61 K 11/02), по которому раздаточную колонку соединяют с баком через трубопровод и клапан отключения подачи воды в бак после его заполнения и сообщают со сливом указанный трубопровод.

Система заправки водой для реализации способа включает в себя трубопровод, соединяющий бак и раздаточную колонку, имеющую устройство автоматического разобщения впускного и выпускного патрубков и сообщения трубопровода со сливом, клапан.

Общим недостатком известных способа и системы являются неполная автоматизация процесса заправки водой, а также отсутствие возможности контроля окончания процесса заправки.

Технические результаты, на которые направлены первые два изобретения, заключаются в автоматизации процесса заправки водой баков, а также осуществление в автоматическом режиме контроля окончания процесса заправки и слива воды из трубопровода.

Указанный результат достигается тем, что для реализации способа автоматической заправки клапан выполняют с устройством его автоматического срабатывания при заполнении бака водой и устанавливают непосредственно в баке, сигнализируют о заполнении бака водой и по полученному сигналу судят о сливе воды из трубопровода.

В качестве сигнализации о заполнении бака водой используют сообщенную с каналом трубку с дроссельным устройством и/или с площадью поперечного сечения меньше площади поперечного сечения трубопровода.

Система заправки водой для реализации способа снабжена приспособлением сигнализации заполнения бака водой, клапан расположен в баке и выполнен с устройством автоматического перекрытия подачи воды в бак после его заполнения, при этом приспособление сигнализации может иметь конструктивное выполнение, описанное выше.

Известна (см. авторское свидетельство N 709441) раздаточная колонка, содержащая корпус с входным и выходным патрубками и сливным отверстием, соединенный с толкателем шток с первым клапаном для перекрытия - открытия сливного отверстия и вторым клапаном для сообщения - разобщения патрубков и реактивный элемент.

Недостатком известной раздаточной колонки являются сложность конструкции и низкая надежность, т.к. слив воды осуществляется только из трубопровода, соединяющего раздаточную колонку и бак, поэтому оставшаяся в колонке вода может в холодное время суток замерзнуть, что приведет к выходу раздаточной колонки из строя.

Технический результат, на достижение которого направлено третье изобретение, заключается в упрощении конструкции раздаточной колонки и повышении ее надежности.

Указанный результат достигается тем, что в раздаточной колонке, содержащей корпус с входным и выходным отверстиями, соединенный с толкателем шток с первым клапаном для перекрытия - открытия сливного отверстия и вторым клапаном для сообщения - разобщения патрубков и реактивный элемент, сливное отверстие выполнено в нижней части корпуса, а первый клапан размещен на нижнем конце штока, на котором между клапанами размещен реактивный элемент, при этом корпус выполнен с верхней и нижней камерами, соответственно соединенными с входным и выходным патрубками и разделенными между собой перегородкой с отверстием, в котором расположен второй клапан.

Реактивный элемент может быть выполнен в виде диска (плоской шайбы), расположенного с возможностью контакта с седлом, выполненным на перегородке или цилиндре, охватывающем шток и закрепленном на корпусе и в отверстии перегородки, кроме того, реактивный элемент может быть охвачен вспомогательным цилиндром, закрепленным на перегородке.

Для повышения удобства эксплуатации толкатель может быть подпружинен относительно корпуса, при этом упругая связь может включать в себя упругий элемент, опертый на гайку, навинченную на соединенную с цилиндром штангу, в которой расположен направляющий шток, соединенный с винтом, несущим опирающийся на упругий элемент кожух, причем на винте закреплен нажимной диск.

Сущность изобретений поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана принципиальная схема системы автоматической заправки водой бака пассажирского вагона, на фиг. 2 показана конструкция раздаточной колонки.

Система автоматической заправки водой и используемая в ней раздаточная колонка включают в себя следующие элементы:
корпус 1 с патрубком 2 для соединения с магистральным водопроводом и патрубком 3 для подачи воды в вагон. Корпус 1 внизу имеет крышку 4 с отверстием 5 и седлом 6. Внутри корпуса 1 установлены вспомогательный цилиндр 7 и цилиндр 8 с отверстиями 9 и седлом 10. Цилиндр закреплен на корпусе 1 крышкой 11. Внутри цилиндра 8 расположен распределительный шток 12, который состоит из нижнего поршня 13 с уплотнением, реактивного диска 14 с уплотнением, верхнего поршня 15 с уплотнением и соосно закрепленным толкателем 16. Сверху рабочий цилиндр 8 имеет крышку 17. Крышка 17 одновременно является местом крепления нижнего конца штанги 18. На верхнем конце штанги 18 предусмотрена гайка 19 с буртом для опоры пружины 20. Сверху на пружину 20 опирается кожух 21 с винтом 22. Винт 22 внутри кожуха 21 служит для крепления направляющего штока 23 и верхнего конца толкателя 16, а выше кожуха 21 на винт 22 установлены контргайка 24 и нажимной диск 25.

Система автоматической заправки водой помимо раздаточной колонки включает в себя клапан 26 автоматического отключения подачи воды при заполнении бака водой, размещенный в баке 27 и соединенный трубопроводом 28 с раздаточной колонкой. Под трубопроводом 28 в данном случае следует понимать все его участки: участок, который расположен на вагоне и непосредственно связан с клапаном, участок, соединенный с выходным патрубком раздаточной колонки, и т.д.

Клапан 26 сообщен с трубкой 29.

Работают система автоматической заправки и раздаточная колонка следующим образом.

Раздаточную колонку соединяют трубопроводом 28 с клапаном 26.

Нажимной диск 25 усилием руки опускается вниз до ощущения упора. С помощью толкателя 16 нижний поршень 13 распределительного штока 12 закроет отверстие 5 крышки 4, при этом пружина 20 будет в сжатом состоянии. В это время поток воды под давлением из патрубка 2 через отверстия 9 цилиндра 8 поступит во вспомогательный цилиндр 7 и попадет на поверхность реактивного диска 14. Под действием этого потока воды реактивный диск 14 будет удерживаться в нижнем положении. В результате вода сначала поступит в полость корпуса 1 и далее через патрубок 3 потребителю. После срабатывания клапана 26 в баке вагона или перегибе шланга давление воды в полостях устройства сравняется с давлением воды в магистральном водопроводе, а давление потока воды на реактивный диск 14 резко снизится или прекратится. Вследствие этого под действием усилия пружины 20 и давления воды на поршень 15 распределительный шток 12 займет верхнее положение. При этом уплотнение реактивного диска 14 вступит в контакт с седлом 10 рабочего цилиндра, а поршень 13 откроет отверстие 5 крышки 4 для слива остаточной воды из шлангов в колодец.

При необходимости отключить подачу воды необходимо нажимной диск 25 поднять вверх. Толкатель 16 с распределительным штоком 12 переместится вверх до контакта уплотнения диска 14 с седлом рабочего цилиндра 8. Подача воды в патрубок 3 прекратится, а вода из шланга через отверстие 5 крышки 4 сольется в колодец.

Контроль окончания процесса заполнения бака 27 водой и слива воды из трубопровода 28 осуществляется за счет использования трубки 29, по которой после закрытия клапана 26 за счет повышения давления происходит просачивание небольшого количества воды.

Выход воды из трубки означает, что бак заполнен водой, а также то, что произошел слив воды из трубопровода 28.

Слив воды из трубопровода 28 происходит быстрее, т.к. вследствие большего диаметра он обладает меньшим сопротивлением.

Использование: автоматизация заправки баков водой. Сущность изобретения: система содержит автоматический запорный клапан 26, установленный непосредственно в баке 27 и прекращающий поступление воды в бак после его заполнения из трубопровода 28, и раздаточную колонку, конструкция которой позволяет осуществить автоматический слив воды из трубопровода 28. Процесс заправки бака водой контролируется специальным приспособлением в виде трубки 29, соединенной с клапаном 26. При срабатывании клапана происходит повышение давления в его камере, которая связана с трубкой 29, и по трубке просачивается небольшая порция воды, сигнализирующая об окончании процесса заполнения бака водой и сливе воды из трубопровода 28. 3 с. и 7 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ автоматической заправки водой, в котором раздаточную колонку соединяют с баком через трубопровод и клапан отключения подачи воды в бак после его заполнения и сообщают со сливом указанный трубопровод, отличающийся тем, что указанный клапан выполняют с устройством его автоматического срабатывания при заполнении бака водой и устанавливают непосредственно в баке, сигнализируют о заполнении бака водой и по полученному сигналу судят о сливе воды из трубопровода. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сигнализации о заполнении бака водой используют сообщенную с клапаном трубку с дроссельным устройством и/или с площадью поперечного сечения меньше площади поперечного сечения трубопровода. 3. Система автоматической заправки водой, содержащая трубопровод, соединяющий бак и раздаточную колонку, имеющую устройство автоматического разобщения впускного и выпускного патрубков и сообщения трубопровода со сливом, клапан, отличающаяся тем, что снабжена приспособлением сигнализации заполнения бака водой, клапан расположен в баке и выполнен с устройством автоматического перекрытия подачи воды в бак после его заполнения. 4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что приспособление сигнализации заполнения бака водой включает в себя сообщенную с клапаном трубку, выполненную с дросселем и/или имеющую площадь поперечного сечения меньше площади поперечного сечения трубопровода. 5. Раздаточная колонка, содержащая корпус с входным и выходным патрубками и сливным отверстием, соединенный с толкателем шток с первым клапаном для перекрытия-открытия сливного отверстия и вторым клапаном для сообщения-разобщения патрубков и реактивный элемент, отличающийся тем, что сливное отверстие выполнено в нижней части корпуса, а первый клапан размещен на нижнем конце штока, на котором между клапанами закреплен реактивный элемент, при этом корпус выполнен с верхней и нижней камерами, соответственно соединенными с входным и выходным патрубками и разделенными между собой перегородкой с отверстием, в котором расположен второй клапан. 6. Колонка по п.5, отличающаяся тем, что реактивный элемент выполнен в виде диска, расположенного с возможностью контакта с седлом. 7. Колонка по п.6, отличающаяся тем, что седло выполнено на перегородке или цилиндре, охватывающем шток и закрепленном на корпусе и в отверстии перегородки. 8. Колонка по любому из пп.5 - 7, отличающаяся тем, что реактивный элемент охвачен вспомогательным цилиндром, закрепленным на перегородке. 9. Колонка по любому из пп.5 - 8, отличающаяся тем, что толкатель подпружинен относительно корпуса. 10. Колонка по п. 9, отличающаяся тем, что упругая связь толкателя и корпуса включает в себя упругий элемент, опертый на гайку, навинченную на соединенную с цилиндром штангу, в которой расположен направляющий шток, соединенный с винтом, несущим опирающийся на упругий элемент кожух, причем на винте закреплен нажимной диск.