Возвратный ограничитель Российский патент 2019 года по МПК F16K21/16 G01F13/00 

Область техники, к которой относится изобретение: транспортировка веществ по трубопроводам.

Уровень техники: герметичное, необслуживаемое, автономное устройство, врезаемое в трубопровод.

Существование аналогов мне неизвестно

Раскрытие сущности изобретения: Возвратный ограничитель в дальнейшем устройство. Предназначено для ограничения количества прохождении жидкостей или газов (вещества) по трубопроводу через устройство, - при нормально периодическом режиме, когда период движения вещества, - чередуется с полной остановкой движения вещества через устройство или обратным движением вещества от выхода к входу вызванным внешними управляющими воздействиями, такими как открытие или закрытие запорной аппаратуры на трубопроводах входа или выхода устройства. Устройство при каждом непрерывном периоде прохода вещества через устройство от входа к выходу отсчитывает объем вещества до количества ограничения. При периоде непрерывного прохождении вещества от входа к выходу через устройство и достижения количества прошедшего вещества предельного (предел закладывается при изготовление устройства характеристиками турбины и редуктора), то есть при ненормальном, бесконтрольном или аварийном проходе вещества, вызванном такими факторами как человеческий - забывчивость или намеренность, технический - отказ внешней запорной аппаратуры на трубопроводах входа выхода, и природный типа катаклизма, устройство выполнит свое назначение и произведет ограничение (запирание) прохождение вещества. В случае если за период прохождения вещества, через устройство в направлении от входа к выходу объем прошедшего вещества не достигнет предельного, - по причине внешнего управляющего воздействия и произойдет остановка прохода вещества от входа к выходу или обратное движение вещества от выхода к входу, - этот режим, являясь нормальным для данной точки трубопровода с веществом, и устройство с заложенным в него при изготовлении пределом ограничения для этой точки трубопровода запирания прохода не произведет, а в последующем периоде полной остановки движения вещества через устройство или обратного движения вещества в устройстве от выхода к входу - без прямого влияния на устройство только за счет нормального периодического режима движения вещества через устройство произойдет возвращение подвижных частей внутри устройства в начальное положение. В случае запирания прохода вещества устройством за период прохода, необходимым условием дальнейшего прохождения вещества через устройство является устранение фактора вызвавшего прохождение предельного объема вещества в периоде прохода; - человеческого - воздействием на запорную аппаратуру, технического - заменой неисправной аппаратуры или природного устранением последствий катаклизма; - после устранения фактора вызвавшего запирания в устройстве с течением времени, за счет перетекания вещества внутри составных частей устройства произойдет выравнивание давления между входом и выходом следствием чего будет возвращение подвижных частей устройства в начальное положение.

Использовать устройство возможно: - для предотвращения утечек воды в быту и исключения таких явлений как затопления бытовых помещений по причинам - забыл закрыть кран, поломался кран и другие; - в современных систем полива установив устройство с параметрами ограничения соответствующее одному поливу для исключения таких явлений как превышение необходимых затрат воды; - возможно применение устройства в других областях и с другими веществами. Слово возвратный в названии здесь имеет смысл того - что после запирания прохода устройством - блокирование аварии устройством - для его возвращению к начальному состоянию, можно сказать для разблокирования устройства; - неоходимости предпринимать специальные действия нет; необходимо только найти и устранить аварийную причину запирания устройства - забытый открытым кран или заменить отказавшую запорную аппаратуру. К достоинствам нужно отнести автономность - отсутствие электропитания, и необслуживаемость - отсутствие каких либо органов управления.

Краткое описание чертежей: В альбоме рисунков представлены следующие рисунки:

фиг. 1 Внешний вид устройства вид с боковой стороны.

фиг. 2 Внешний вид устройства вид с передней стороны - вход вещества

фиг. 3 Внешний вид устройства вид с задней стороны - выход вещества

фиг. 4 Продольный разрез - начальное положение.

фиг. 5 Продольный разрез - промежуточное положение.

фиг. 6 Продольный разрез - конечное положение.

фиг. 7 Поперечный разрез вид на турбину.

фиг. 8 Поперечный разрез вид на редуктор.

фиг. 9 Поперечный разрез вид на запорную мембрану.

фиг. 10 Втулка с наружной резьбой и гайка с односторонним рабочим ходом.

На представленных рисунках изображены следующие элементы устройства:

1 корпус

2 ось

3 запорная мембрана

4 окно контроля положения запорной мембраны

5 резьба для соединения устройства с трубопроводом с двух сторон

6 окна для прохождения вещества через устройства в передней и задней частях

7 паз для исключения проворачивания корпуса редуктора на оси

8 турбина

9 редуктор

10 первичная шестерня редуктора на втулке

11 вторичная шестерня редуктора на втулке

12 возвратная пружина

13 седло мембраны

14 втулка с наружной резьбой

15 гайка с односторонним рабочим ходом

16 пружинящие резьбовые упоры

Осуществление изобретения: Конструкция - устройство состоит из круглого (необязательно) металлического или полимерного корпуса - 1, имеющего с концов стандартную резьбу - 5 для соединения с трубопроводами. Для контроля положения запорной мембраны в корпус - 1 встроено окно - 4 из прозрачного материала фиг. 1. Вдоль всего корпуса проходит ось – 2, на которой крепятся составные части: турбина - 8, редуктор - 9, запорная мембрана - 3, и возвратная пружина - 12, фиг. 4. Ось крепится к корпусу торцевыми крышками имеющих окна - 6 для прохода вещества, фиг. 2 и фиг. 3.

Принцип работы - при прохождении вещества через устройство оно проходит через турбину - 8 и начинает вращать ее. Дальше поток вещества попадает на запорную мембрану - 3 и оказывает на нее давление в сторону выхода. Запорная мембрана - 3 соединена с гайкой имеющей односторонний рабочий ход - 15. При этом турбина - 8, вращаясь от проходящего потока, вращает втулку с первичной шестерней редуктора - 10. Редуктор снижает скорость вращения (количество оборотов) до заданной при изготовлении. Вторичная шестерня - 11 вращает выходную втулку с наружной резьбой - 14, в которую упирается гайка имеющей односторонний рабочий ход - 15. Гайка - начинает вместе с запорной мембраной - 3 на которую оказывается давление в сторону выхода двигается с торможением к выходу - торможение запорной мембраны - 3 происходит за счет упора гайки с односторонним рабочим ходом - 15 на втулку с наружной резьбой - 14 фиг. 5 показано промежуточное положение. В случае когда под внешними воздействиями, такими как открытие - закрытие запорной аппаратуры на трубопроводах входа выхода устройства количества прошедшего вещества в периоде прохода - достигнет предельного значения (закладывается при изготовление устройства характеристиками турбины и редуктора) - запорная мембрана - 3 садится на седло запорной мембраны - 13 и запирает проход для вещества через устройство в направлении вход выход фиг. 6 Предельное количество зависит от количества оборотов, которое произведет втулка с наружной резьбой от начала прохода вещества в прямом направлении до точки запирания, количество оборотов необходимо будет умножить на коэффициент редуктора и умножить на количество вещества проходящего на один оборот турбины. В случае когда под внешними воздействиями, такими как открытие закрытие запорной аппаратуры на трубопроводах входа выхода устройства количества прошедшего вещества в периоде прохода - не достигнет предельного значения и прохождение вещества в настоящий период прекратится - турбина - 8 прекратит вращение, давление на входе и выходе выровняется и будет отсутствовать на запорной мембране. Запорная мембрана - 3, вместе с гайкой имеющей односторонний рабочий ход - 15, и свободный возврат под действием возвратной пружины - 12 возвращается в начальное положение. В случае запирания прохода вещества устройством возврат запорной мембраны - 13 в начальное положение произойдет без разборки присоединения устройства с трубопроводом, - при условии выравнивания давлений на входе и выходе устройства или обратного направления движения вещества. Выравнивание давления на входе и выходе устройства произойдет, если будет закрыто прохождение вещества на входе или на выходе устройства, а также в случае отсутствия вещества в устройстве. При обратном направлении движения вещества от выхода к входу запорная мембрана - 3 под действием давления от выхода к входу перейдет в начальное положение, пружинящие резьбовые упоры - 16 будут находиться за пределами резьбы на втулке с наружной резьбой - 14, обратное вращение турбины - 8 и обратное вращение втулки с наружной резьбой - 14 не будут оказывать влияния на гайку имеющей односторонний рабочий ход - 15 и при этом прохождение вещества в обратную сторону от выхода к входу ограничиваться устройством не будет. Паз - 7 предназначен для предотвращения проворачивания редуктора на оси фиг. 4. Для лопастей турбины - 8, необходимое условие наклона лопастей при прохождении вещества в рабочем направлении фиг. 8, вращение втулки с наружной резьбой - 14, в сторону рабочего хода гайки с односторонним рабочим ходом - 15. На фиг. 9 дополнительно показано положение редуктора - 9, в поперечном разрезе. На фиг. 10 показана конструкция втулки с наружной резьбой - 14, в паре с гайкой имеющей односторонний рабочий ход - 15, и пружинящие резьбовые упоры - 16 на данной гайке.

Небольшое частичное прохождение вещества в запертом - конечном положении фиг. 6 между осью - 2 и втулкой - 14 и между втулкой - 14 и гайкой - 15 необходимо в случае запирания прохода вещества внутри устройства - и последующим необходимостью возвращение устройства в начальное положение после устранения фактора, по которому произошло запирание устройства для выравнивания давления на входе и выходе устройства, с последующим возвратом мембраны - 3 под действием возвратной пружины - 12 в начальное положение. Материал, из которого необходимо изготавливать составные части устройства должен быть механически прочен, износоустойчив и коррозионно-устойчив к веществу для которого устройство предназначено - это металлы и полимеры.

Возвратный ограничитель состоит из пустотелого корпуса, изготовленного из металлического или полимерного материала, имеющего с двух сторон отверстия для входа и выхода вещества и трубные резьбовые соединения напротив отверстий для врезки в трубопровод. Вдоль всего корпуса проходит ось, на которой крепятся составные части: турбина, понижающий редуктор, втулка с резьбой, запорная мембрана, закрепленная на гайке, имеющей односторонний рабочий ход, возвратная пружина, а на корпусе имеется седло запорной мембраны. Турбина установлена в потоке проходящего вещества с возможностью передачи вращающего момента на входную шестерню редуктора. Редуктор выходной шестерней соединен с возможностью передачи вращающего момента на втулку с резьбой. Втулка с резьбой выполнена с возможностью оказывать тормозящее действие на гайку с односторонним рабочим ходом и закрепленную на ней запорную мембрану при ее движении в сторону выхода вещества. Возвратная пружина выполнена с возможностью создавать усилие на запорную мембрану, противоположное проходящему потоку вещества. Запорная мембрана при посадке на седло запорной мембраны производит запирание прохождения вещества от входа к выходу. 10 ил.

Возвратный ограничитель, состоящий из пустотелого корпуса, изготовленного из металлического или полимерного материала, имеющего с двух сторон отверстия для входа и выхода вещества и трубные резьбовые соединения напротив отверстий для врезки в трубопровод, вдоль всего корпуса проходит ось, на которой крепятся составные части: турбина, понижающий редуктор, втулка с резьбой, запорная мембрана, закрепленная на гайке, имеющей односторонний рабочий ход, возвратная пружина, а на корпусе имеется седло запорной мембраны, турбина установлена в потоке проходящего вещества с возможностью передачи вращающего момента на входную шестерню редуктора, редуктор выходной шестерней соединен с возможностью передачи вращающего момента на втулку с резьбой, втулка с резьбой выполнена с возможностью оказывать тормозящее действие на гайку с односторонним рабочим ходом и закрепленную на ней запорную мембрану при ее движении в сторону выхода вещества, и возвратная пружина выполнена с возможностью создавать усилие на запорную мембрану, противоположное проходящему потоку вещества, запорная мембрана при посадке на седло запорной мембраны производит запирание прохождения вещества от входа к выходу.