ЗАПОРНЫЙ ОРГАН ГИДРАНТА, ГИДРАНТ И СЕДЛО ОСНОВНОГО КЛАПАНА Российский патент 2021 года по МПК E03B9/02 

Данное изобретение относится к запорному органу гидранта, к гидранту и к седлу основного клапана.

Гидранты соединены с системой распределения воды и представляют собой арматуру для забора воды, для того чтобы позволять таким образом пожарной службе, а также общественным и частным пользователям забирать воду из системы распределения воды. Сетевое давление в системе распределения воды составляет, как правило, примерно 6-9 бар. Гидранты включают в себя подъемную трубу с внутренним пространством и наружной стороной, причем система распределения воды соединена, как правило, через расположенную со стороны земли впускную трубу с внутренним пространством. Забор воды осуществляется через боковые разъемы (подключения) из внутреннего пространства.

Для открытия и закрытия гидрантов известны запорные органы, которые могут быть расположены в области впускной трубы или рядом с впускной трубой. Запорные органы являются, например, основными клапанами гидрантов, которые включают в себя смещаемое в осевом направлении тело основного клапана, которое может герметично замыкаться с уплотнительной поверхностью гидранта. Альтернативно тело основного клапана может герметично замыкаться с уплотнительной поверхностью седла основного клапана, которое может вставляться с возможностью извлечения в гидрант. Тело основного клапана является уплотнительным элементом, который в закрытом положении осуществляет гидроизоляцию с уплотнительной поверхностью гидранта или седла основного клапана, а в открытом положении деблокирует соединение между расположенной со стороны земли впускной трубой и внутренним пространством подъемной трубы. При этом тело основного клапана может быть соединено со штангой клапана, при помощи которой тело основного клапана может перемещаться из закрытого положения в открытое положение и наоборот. Штанга клапана расположена в большинстве случаев соосно в подъемной трубе гидранта и может перемещаться вручную при помощи приводного элемента, например винтового привода. При этом ручное вращение при помощи приводного элемента может преобразовываться в осевое перемещение, благодаря которому штанга клапана и соединенное с ней тело основного клапана направляются в осевом направлении вверх и вниз.

Проблема в уровне техники заключается в том, что при закрытии гидранта могут возникать гидравлические удары в системе распределения воды. Интенсивность гидравлического удара возрастает при этом с все более быстрым закрытием запорного органа. Благодаря проблематике гидравлического удара могут возникать разрывы труб в системе распределения воды, что влечет за собой серьезные последствия. А именно наряду с проблемой большой потери воды в системе распределения воды и падающего давления воды, возникают помимо этого проблемы, касающиеся загрязнения питьевой воды, а также повреждений местности или дорог. Высокие гидравлические удары могут также приводить к разрыву, например, пожарного шланга пожарной службы. Благодаря гидравлическим ударам существует также та опасность, что вода может нагнетаться из шланга обратно в систему распределения воды, вследствие чего в питьевую воду может попадать грязная вода и/или противопожарная пена. Следует отметить, что гидравлические удары могут также возникать при открытии гидранта.

Для решения проблемы в уровне техники известно, что запорный орган гидранта должен закрываться или открываться медленно. Для этого в уровне техники, например, предлагается медленно выполнять при закрытии гидранта в частности последние обороты или последний оборот для закрытия запорного органа, так как максимальное изменение в количестве воды возникает тогда, когда клапан почти закрыт. Вышеуказанное справедливо также при открытии гидранта. Однако проблема этого решения заключается в том, что эта мера может быть забыта, например, при срочном случае пожаротушения или же и вовсе не была известна, например, из-за недостаточного инструктирования оператора. Таким образом, гидравлические удары могут возникать за счет обслуживания необученным персоналом. Исходя из этого, задача настоящего изобретения предложить запорный орган, который не вызывает гидравлические удары. Кроме того, задача настоящего изобретения предложить гидрант с таким запорным органом, а также седло основного клапана для такого запорного органа.

Вышеуказанная задача решается с помощью запорного органа согласно независимому пункту 1 формулы изобретения, с помощью гидранта согласно независимому пункту 13 формулы изобретения, а также с помощью седла основного клапана согласно независимому пункту 17 формулы изобретения. Дальнейшие предпочтительные признаки проистекают из зависимых пунктов формулы изобретения.

Согласно изобретению вышеуказанная задача решается с помощью запорного органа гидранта, причем запорный орган включает в себя тело основного клапана и уплотнительную поверхность, которые могут приводиться во взаимно уплотняющий контакт, причем уплотнительная поверхность снабжена на своем внутреннем периметре, по меньшей мере, на отдельных участках выемкой, которая с переменной глубиной выполнена в уплотнительной поверхности. Соответствующий изобретению запорный орган включает в себя уплотнительную поверхность, которая снабжена выемкой, которая на участке внутренней поверхности уплотнительной поверхности, соответственно, на участке внутреннего периметра уплотнительной поверхности выполнена с переменной глубиной в уплотнительной поверхности. Как только тело основного клапана перемещается, например, из открытого положения в закрытое положение гидранта, тело основного клапана проходит этот участок уплотнительной поверхности с выполненной выемкой. В области этого перемещения тела основного клапана относительно уплотнительной поверхности вода протекает в этом случае с уменьшенным объемом через открывающуюся еще в целом за счет выемки площадь поперечного сечения, например, в подъемную трубу гидранта. Благодаря форме выемки эта открывающаяся в целом площадь поперечного сечения может плавно уменьшаться при дальнейшем перемещении тела основного клапана в направлении закрытого положения, вследствие чего также протекающий объем воды плавно сокращается далее. При продолжающемся перемещении тела основного клапана в направлении закрытого положения тело основного клапана вступает, наконец, в полный контакт по периметру с участком, который не снабжен выемкой. В этом положении запорный орган полностью закрыт.

Переход тела основного клапана из открытого положения в закрытое положение вдоль уплотнительной поверхности в ходе прохождения участка с выполненной выемкой может определяться как мягкое закрытие, так как запорный орган не закрывается при этом резко, как это имеет место в уровне техники. А именно в уровне техники незадолго до достижения закрытого положения открывающаяся по периметру щель между участком тела основного клапана и уплотнительной поверхностью, через которую (щель) вода протекает, например, в подъемную трубу, резко закрывается даже при легком осевом перемещении тела основного клапана в направлении закрытого положения (обозначаемом также вращением приводного элемента для закрытия гидранта), вследствие чего возникают неблагоприятные гидравлические удары. Однако в отличие от уровня техники данное изобретение позволят мягкое закрытие гидранта, даже необученным персоналом, без возникновения гидравлических ударов. Такие же преимущества данного изобретения устанавливаются также при открытии гидранта.

В одном предпочтительном исполнении запорного органа выемка выполнена на участке уплотнительной поверхности, который может проходиться телом основного клапана для открытия и закрытия запорного органа. Снабженный выемкой участок уплотнительной поверхности может называться как участок для мягкого закрытия/открытия запорного органа. После того, как тело основного клапана прошло этот участок с выемкой, тело основного клапана вступает в полный контакт по периметру с участком, который не снабжен выемкой, и таким образом надежно осуществляет герметизацию.

Как было ранее описано, выемка выполнена с переменной глубиной в уплотнительной поверхности. В одном примере глубина, с которой выемка выполнена в уплотнительной поверхности (относительно осевой ориентации цилиндрической уплотнительной поверхности), может сокращаться в направлении закрытого положения запорного органа. Выемка – если смотреть в направлении закрытого положения – может переходить без ступеней, соответственно, непрерывно в участок, который сконфигурирован без выемки. Выемка – если смотреть в радиальном направлении (исходя от средней оси цилиндрической уплотнительной поверхности) – может быть выполнена с различной глубиной в уплотнительной поверхности. Другими словами участок выемки, которая выполнена с переменной глубиной в уплотнительной поверхности, может при рассмотрении соответствующего осевого перемещения тела основного клапана (по отношению к оси уплотнительной поверхности) определяться как соответствующая площадь поперечного сечения, через которую протекает вода, - называемая также как открывающаяся площадь поперечного сечения. Открывающаяся в каждом случае площадь поперечного сечения может таким образом находиться во взаимосвязи с осевым перемещением тела основного клапана. При продолжающемся перемещении тела основного клапана в направлении закрытого положения открывающаяся площадь поперечного сечения все больше уменьшается и принимает, наконец, значение ноль. Благодаря переменной глубине выемки может дополнительно реализовываться мягкое закрытие или открытие, вследствие чего предотвращаются гидравлические удары. Выемка может быть внедрена в уплотнительную поверхность с глубиной, которая варьируется линейно или нелинейно.

В одном предпочтительном исполнении запорного органа выемка на внутреннем периметре уплотнительной поверхности выполнена в виде сплошной (непрерывной) выемки. Профиль выемки может быть сплошным, соответственно, лишенным разрывов. Такая выемка может позволить уменьшить трудоемкость изготовления. Таким образом, могут сокращаться производственные расходы.

В альтернативном исполнении запорного органа выемка на внутреннем периметре уплотнительной поверхности включает в себя несколько частичных выемок. Таким образом, может достигаться более тонкое дозирование протекающей через частичные выемки (и таким образом в целом через выемку) воды. Следует отметить, что под понятием “выемка” может подразумеваться как непрерывная или сплошная выемка, так и снабженная разрывами выемка (несколько отдельных выемок), называемая здесь как частичные выемки. В предпочтительном исполнении запорного органа частичные выемки расположены по периметру на одинаковом расстоянии друг от друга.

В одном предпочтительном исполнении запорного органа выемка распространяется вдоль осевого направления уплотнительной поверхности на различную величину. Как было отмечено ранее, выемка может включать в себя несколько частичных выемок. Таким образом, например, по меньшей мере, одна из частичных выемок может распространяться вдоль осевого направления уплотнительной поверхности дальше, чем, по меньшей мере, одна другая из частичных выемок. В этом случае при закрытии запорного органа вода протекает все еще через упомянутую по меньшей мере одну частичную выемку, которая распространяется дальше в уплотнительную поверхность, в то время как подача воды через упомянутую по меньшей мере одну другую частичную выемку, напротив, уже прекращена. Вследствие этого может достигаться дальнейшее точное дозирование протекающего объема воды.

В одном предпочтительном исполнении запорного органа выемка на внутреннем периметре уплотнительной поверхности выполнена дугообразной. В одном примере уплотнительная поверхность может быть снабжена несколькими дугообразными частичными выемками. В дальнейшем примере профиль выемки может следовать дугообразному ходу, называемому также волнообразным ходом. Волнообразный ход открывает при открытии и закрытии запорного органа переменную в отдельных областях площадь поперечного сечения, через которую протекает вода. Переменная площадь поперечного сечения может находиться во взаимосвязи с перемещением тела основного клапана. Вследствие этого протекающий объем воды может плавно сокращаться до полного закрытия запорного органа, вследствие чего сокращается опасность гидравлических ударов. Равным образом протекающий объем воды может при открытии запорного органа также плавно повышаться, вследствие чего также сокращается опасность гидравлических ударов. В одном примере выполненная в виде дуги выемка может по меньшей мере на отдельных участках следовать функции хода синусоиды. В одном примере дугообразная выемка может иметь две полудуги, которые расположен друг против друга в одинаковой ориентации. В этом примере обе дуги могут распространяться вдоль осевого направления уплотнительной поверхности на различную величину, соответственно, иметь различные верхние точки. В этом случае при закрытии запорного органа вода протекает все еще через полудугу с самым дальним распространением, в то время как подача воды через другую, соответственно противоположную полудугу уже прекращена. Вследствие этого может достигаться дальнейшее точное дозирование протекающего объема воды.

В одном исполнении запорного органа выемка на внутреннем периметре уплотнительной поверхности имеет прямолинейные участки. В одном исполнении запорного органа выемка выполнена клиновидной, треугольной, трапецеидальной и/или пилообразной. Если это целесообразно, то возможны другие геометрические формы. В одном примере частичные выемки с прямолинейными участками могут распространяться в осевом направлении уплотнительной поверхности на различную величину. В этом случае при закрытии запорного органа вода протекает все еще через по меньшей мере одну из частичных выемок, например в каждом случае треугольных, соответственно, клиновидных частичных выемок, которая распространяется дальше, чем по меньшей мере одна другая из частичных выемок, через которую подача воды уже прекращена. Вследствие этого может достигаться дальнейшее точное дозирование протекающего объема воды.

В одном предпочтительном исполнении запорного органа уплотнительная поверхность сконфигурирована для того, чтобы выполняться за одно целое с телом гидранта. Уплотнительная поверхность может, например, при литье конструктивного элемента гидранта выполняться за одно целое с материалом гидранта. В одном исполнении запорного органа уплотнительная поверхность сконфигурирована для того, чтобы выполняться за одно целое с подъемной трубой гидранта. Благодаря цельному исполнению уплотнительной поверхности в ходе изготовления подъемной трубы гидранта, например при литье подъемной трубы, могут экономиться расходы.

В одном альтернативном исполнении запорный орган включает в себя далее седло основного клапана, внутренняя поверхность которого сконфигурирована в виде уплотнительной поверхности. Седло основного клапана может быть конструктивным элементом, который может с возможностью извлечения вставляться в запорный орган, например в участок основного клапана гидранта. Внутренняя поверхность седла основного клапана или его уплотнительная поверхность снабжена вышеописанной выемкой.

Изобретение относится также к гидранту, включающему в себя запорный орган, который включает в себя тело основного клапана и уплотнительную поверхность, которые могут приводиться во взаимно уплотняющий контакт, причем уплотнительная поверхность снабжена на своем внутреннем периметре по меньшей мере на отдельных участках выемкой, которая с переменной глубиной выполнена в уплотнительной поверхности. Таким образом, создан гидрант, который может мягко открываться и закрываться, вследствие чего устраняются неблагоприятные гидравлические удары.

В одном исполнении гидранта уплотнительная поверхность и тело гидранта выполнены за одно целое. В этой конфигурации участок, соответственно, конструктивный элемент гидранта выполнен в виде самой уплотнительной поверхности. В одном исполнении гидрант включает в себя подъемную трубу, причем уплотнительная поверхность и подъемная труба выполнены за одно целое. В этой конфигурации участок подъемной трубы выполнен в виде самой уплотнительной поверхности. Вышеуказанные конфигурации позволяют экономить расходы. Например, уплотнительная поверхность при литье подъемной трубы образуется в ней.

В одном альтернативном исполнении гидрант включает в себя далее седло основного клапана, внутренняя поверхность которого сконфигурирована в виде уплотнительной поверхности. Внутренняя поверхность седла основного клапана снабжена вышеописанной выемкой. Седло основного клапана может предпочтительным образом заменяться, например, вследствие износа или измененных требований. Таким образом, соответствующий изобретению гидрант особо удобен в обслуживании и одновременно имеет то свойство, что он может без гидравлических ударов открываться и закрываться.

Изобретение направлено также на седло основного клапана для гидранта, причем седло основного клапана может с возможностью извлечения вставляться в участок запорного органа гидранта таким образом, что седло основного клапана и окруженное в гидранте тело основного клапана могут приводиться во взаимно уплотняющий контакт, причем седло основного клапана имеет на своем внутреннем периметре уплотнительную поверхность, которая по меньшей мере на отдельных участках снабжена выемкой, которая с переменной глубиной выполнена в уплотнительной поверхности. Таким образом, создано седло основного клапана, которое, например, вследствие износа может просто заменяться. Соответствующее изобретению седло основного клапана допускает то, что оснащенный им гидрант может открываться и закрываться, например, даже необученным персоналом, без возникновения при этом гидравлических ударов.

Непосредственно отмечается то, что вышеуказанные варианты осуществления могут произвольно комбинироваться. Исключены лишь те комбинации вариантов осуществления, которые за счет комбинирования привели бы к противоречиям.

Далее настоящее изобретения разъясняется более подробно на основе изображенных на чертежах примеров осуществления. При этом на чертеже показаны:

фиг. 1a-e - несколько видов в разрезе запорного органа гидранта в первом варианте осуществления;

фиг. 2a-e - несколько видов в разрезе запорного органа гидранта во втором варианте осуществления;

фиг. 3a-e - несколько видов в разрезе запорного органа гидранта в третьем варианте осуществления;

фиг. 4a-e - несколько видов в разрезе запорного органа гидранта в четвертом варианте осуществления;

фиг. 5a-e - несколько видов в разрезе запорного органа гидранта в пятом варианте осуществления;

фиг. 6 - вид в разрезе запорного органа гидранта в шестом варианте осуществления; и

фиг. 7a-c - вид в разрезе запорного органа гидранта в седьмом варианте осуществления.

Фиг.1-5 примерно показывают пять вариантов осуществления соответствующего изобретению запорного органа 10 в каждом случае на пяти видах. При этом обозначенные в каждом случае как “фиг. a)” фигуры, то есть фиг. 1a, 2a,...,5a, показывают в каждом случае вид запорных органов 10 соответствующего варианта осуществления без тела основного клапана, для того чтобы получать вследствие этого ясный вид. Дальнейшие фигуры, то есть “фиг. b)-e)”, показывают запорные органы 10 соответствующего варианта осуществления в каждом случае в различных положениях тела 12 основного клапана. Следует отметить, что соответствующие “фиг. a)” показывают запорный орган 10 на виде в разрезе по средней оси двух противоположных водоотводящих отверстий 14, в то время как “фиг. b)-e)” показывают в каждом случае повернутый относительно этого на 90° вид в разрезе.

Запорный орган 10 включает в себя уплотнительную поверхность 16, причем тело 12 основного клапана и уплотнительная поверхность 16 могут приводиться во взаимно уплотняющий контакт. Другими словами тело 12 основного клапана может смещаться таким образом, что оно с уплотнительной поверхностью 16 осуществляет гидроизоляцию по периметру. “Фиг. b)-e)” показывают запорный орган 10 от открытого положения (в каждом случае “фиг. b)”: запорный орган полностью открыт) через в каждом случае два промежуточных положения (в каждом случае “фиг. c, d)”)(разъясненных в следующих вариантах осуществления более подробно) до закрытого положения (в каждом случае “фиг. e)”: запорный орган полностью закрыт).

Показанные на фиг.1-4 варианты осуществления относятся к запорному органу 10, который закрывается в направлении потока воды (на указанных фиг.1-4 в направлении снизу вверх), в то время как показанные на фиг.5-7 варианты осуществления относятся в каждом случае к запорному органу 10, который закрывается против направления потока воды (на указанных фиг.5-7 в направлении сверху вниз). Тело 12 основного клапана перемещается штангой 18 клапана в осевом направлении в закрытое положение (здесь, например, на указанных фиг.1-4 в направлении вверх) или в открытое положение (здесь, например, на указанных фиг.1-4 в направлении вниз). Несмотря на то, что в показанных на фиг.1-4 вариантах осуществления это не показано, тело 12 основного клапана может быть снабжено двумя крыльями (например, двумя противоположными крыльями), которые упираются в уплотнительную поверхность 16, для того чтобы таким образом надежно направлять тело 12 основного клапана в осевом направлении вдоль средней оси. В указанных вариантах осуществления, в которых запорный орган 10 закрывается в направлении потока воды, крылья могут распространяться по отношению к телу 12 основного клапана вверх, для того чтобы таким образом надежно вступать в контакт с уплотнительной поверхностью 16.

У показанных в каждом случае запорных органов 10 уплотнительная поверхность 16 предусмотрена на внутреннем периметре суженного участка самого запорного органа 10. Другими словами участок внутренней поверхности самого запорного органа 10 образует уплотнительную поверхность 16. Запорный орган 10 может быть частью гидранта, например подъемной требы. Несмотря на то, что это не показано, альтернативно может быть предусмотрено сменное седло основного клапана, внутренняя поверхность которого снабжена уплотнительной поверхностью. Седло основного клапана может вставляться в гидрант, например в подъемную трубу. Следует отметить то, что под выражением “внутренний периметр уплотнительной поверхности” подразумевается внутренняя поверхность, соответственно, внутренняя окружная поверхность собственно уплотнительной поверхности.

Соответствующие уплотнительные поверхности 16 снабжены на отдельных участках выемкой 20, через которую вода может протекать в промежуточном положении тела 12 основного клапана. Это рассматривается более подробно в дальнейшем при рассмотрении отдельных вариантов осуществления.

Далее по отдельности рассматриваются отдельные варианты осуществления. На чертежах одинаковые или равнозначные элементы или формирования обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

Показанная в варианте осуществления на фиг.1a-e уплотнительная поверхность 16 снабжена выполненной (утопленной) в ней выемкой 20, соответственно, формовкой, которая может быть выполнена или отформована клиновидной. В показанном варианте осуществления выемка 20 образована, например, двумя клиньями, соответственно, клиновидной выемкой. Клиновидная выемка может быть выполнена сплошной. Альтернативно клиновидные выемки, соответственно, формовки прерваны участками уплотнительной поверхности и могут образовывать таким образом две частичные выемки. Вне зависимости от того, имеются ли несколько “прерванных” частичных выемок или нет, здесь единообразно говорится о “выемке”.

Клиновидная выемка 20 выполнена на участке уплотнительной поверхности 16, который проходится телом 12 основного клапана при закрытии запорного органа 10 (см. фиг. 1c, d), причем тело 12 основного клапана вступает затем в контакт с другим участком уплотнительной поверхности 16. На этом другом участке тело 12 основного клапана вступает в полный контакт по периметру с уплотнительной поверхностью 16 (см. фиг.1e: закрытое положение). В то время как тело 12 основного клапана проходит участок уплотнительной поверхности 16 с клиновидной выемкой 20, вода протекает через в целом переменную площадь поперечного сечения, которая открыта в целом между периметром тела 12 основного клапана и клиновидной выемкой 20. Благодаря форме клиновидной выемки 20 эта площадь поперечного сечения уменьшается с продолжающимся перемещением тела 12 основного клапана в направлении закрытого положения далее. Таким образом, также протекающий объем воды постоянно сокращается. Фиг.1c показывает запорный орган 10 в открытом состоянии, причем тело 12 основного клапана уже находится в области влияния выемки 20 уплотнительной поверхности 16, называемой также как “мягко закрывающая” геометрия.

В показанном здесь исполнении один клин клиновидной выемки 20 распространяется помимо этого дальше в уплотнительную поверхность 16, чем противоположный клин, соответственно оба клина имеют различные верхние точки. Другими словами оба клина распространяются на различную величину в уплотнительную поверхность 16. Вследствие этого через распространяющийся дальше клин вода протекает еще также тогда, когда противоположный клин уже полностью перекрыт телом 12 основного клапана. Так на фиг.1d запорный орган 10 показан в частично закрытом состоянии, причем вода протекает еще в этом состоянии только с одной стороны (на фиг. 1d через клин на левой стороне), вследствие чего устанавливается мягко закрывающая геометрия или конфигурация на последних оборотах или последнем обороте для закрытия запорного органа 10. Клиновидная выемка 20 позволят дополнительно тонко дозировать поток воды на последних оборотах, соответственно, последнем обороте для закрытия запорного органа 10.

Изобретение допускает то, что проходящий через выемку 20 объем воды в определенном соотношении плавно уменьшается и не резко прерывается на последних оборотах или последнем обороте для закрытия запорного органа 10, как это имеет место в уровне техники. Таким образом, настоящее изобретение эффективно предотвращает возникновение гидравлических ударов, а именно также в том случае, если гидрант обслуживается, например, необученным персоналом.

Фиг.2a-e показывают второй вариант осуществления соответствующего изобретению запорного органа 10. В этом исполнении выемка 20, которая выполнена в уплотнительной поверхности 16, выполнена также клиновидной. Однако, в отличие от показанного на фиг.1a-e исполнения противоположные клинья выемки 20 распространяются на одинаковую длину. Вследствие этого запорный орган 10 закрывается по существу одновременно через противоположные клинья.

Фиг.3a-e показывают третий вариант осуществления соответствующего изобретению запорного органа 10. В этом исполнении выемка 20 сконфигурирована посредством нескольких частичных выемок, которые выполнены клиновидными, соответственно, треугольными с симметричными скосами формы. В этом исполнении частичные выемки могут распространяться в уплотнительную поверхность 16 на различную величину друг относительно друга. В одном примере в каждом случае соседние частичные выемки распространяются на различную величину в уплотнительную поверхность 16, причем каждая частичная выемка может распространяться по существу на такую же величину в уплотнительную поверхность 16, как в каждом случае следующая через одну от нее частичная выемка. Само собой разумеется, возможны любые комбинации распространений в уплотнительную поверхность 16. Также может быть возможным, что все частичные выемки распространяются в уплотнительную поверхность 16 на различную величину друг относительно друга. Как показано на фиг.3, вдоль внутренней окружной поверхности уплотнительной поверхности 16 могут быть предусмотрены, например, десять в целом клиновидных частичных выемок (по этим причинам на фиг.3a можно увидеть лишь пять клиновидных частичных выемок). Эти частичные выемки распространяются, начиная со своего основания, от нижнего конца уплотнительной поверхности 16 или со стороны впуска воды в уплотнительную поверхность 16, причем они постоянно сужаются и в каждом случае заканчиваются своей вершиной. Частичные выемки своими вершинами могут гладко или без бурта переходить в тот участок уплотнительной поверхности 16, который не имеет выемки. Вершины частичных выемок заканчиваются, например, на участке уплотнительной поверхности 16, который составляет половину или несколько меньше половины общего распространения уплотнительной поверхности 16. Таким образом, может, например, обеспечиваться то, что тело 12 основного клапана вступает с тем участком уплотнительной поверхности 16 в надежный обоюдный контакт, который не имеет выемки, и запорный орган 10 таким образом надежно герметизируется.

В показанном на фиг. 3c положении тела 12 основного клапана относительно уплотнительной поверхности 16 тело 12 основного клапана находится в области влияния мягко закрывающей геометрии седла. В этом положении вода протекает через открывающуюся в целом площадь поперечного сечения всех клиновидных частичных выемок. На фиг.3d тело 12 основного клапана настолько прошло частичные выемки, что вода протекает только через вершины тех частичных выемок, которые распространяются дальше в уплотнительную поверхность 16. В показанном примере вода протекает через вершину в каждом случае каждой второй частичной выемки, которые распространяются по существу на одинаковую величину в уплотнительную поверхность 16. Другими словами вода протекает в каждом случае через вершину тех частичных выемок, которые отделены друг от друга одной частичной выемкой. Само собой разумеется, частичные выемки, которые распространяются по существу на одинаковую длину в уплотнительную поверхность 16, могут быть также отделены друг от друга двумя или несколькими частичными выемками. Возможны другие примеры, которые показывают, каким образом частичные выемки в каждом случае с по существу одинаковыми распространениями в уплотнительную поверхность 16 могут комбинироваться. Например, могут также все частичные выемки распространяться в уплотнительную поверхность 16 на различную величину друг относительно друга. Таким образом, следуя вышеприведенному примеру с в целом десятью треугольными частичными выемками, вода протекает все еще через открывающуюся площадь поперечного сечения на вершинах пяти клиновидных частичных выемок. Таким образом, запорный орган 10 позволят дополнительно тонко дозировать поток воды на последних оборотах или последнем обороте для закрытия запорного органа 10.

Фиг.4a-e показывают четвертый вариант осуществления соответствующего изобретению запорного органа 10. В этом исполнении выемка 20 сконфигурирована посредством нескольких частичных выемок, которые выполнены здесь клиновидными с асимметричными скосами формы или пилообразными скосами формы. В этом исполнении все частичные выемки распространяются в уплотнительную поверхность 16 на одинаковую величину. Например, также здесь вдоль внутренней окружной поверхности уплотнительной поверхности 16 могут быть предусмотрены в целом десять пилообразных частичных выемок, которые, начиная со своего основания, распространяются от нижнего конца уплотнительной поверхности 16 или со стороны впуска воды настолько в уплотнительную поверхность 16, что вершины частичных выемок заканчиваются на участке уплотнительной поверхности 16, который составляет несколько меньше половины от общего распространения уплотнительной поверхности 16.

В показанном на фиг.4c положении тела 12 основного клапана оно находится в области влияния мягко закрывающей геометрии седла. В этом положении вода протекает через открывающуюся в целом площадь поперечного сечения всех пилообразных частичных выемок. На фиг.4d тело 12 основного клапана настолько прошло уплотнительную поверхность 16, что все частичные выемки одновременно закрыты. Пилообразные скосы формы позволяют дополнительно тонко дозировать поток воды на последних оборотах или последнем обороте для закрытия запорного органа 10.

Фиг.5a-e показывают пятый вариант осуществления соответствующего изобретению запорного органа 10. В этом исполнении запорный орган 10 закрывается против направления потока воды (на фигурах сверху вниз). Тело 12 основного клапана снабжено двумя крыльями 22 (на фигурах можно увидеть только одно крыло 22), которые упираются в уплотнительную поверхность 16, для того чтобы таким образом надежно направлять тело 12 основного клапана в осевом направлении вдоль средней оси. В этом исполнении уплотнительная поверхность 16 также снабжена выемкой 20, которая сконфигурирована здесь посредством двух клиновидных частичных выемок, чьи скосы формы симметричны. Обе клиновидные частичные выемки распространяются на различную величину в уплотнительную поверхность 16, так что запорный орган 10 закрывается со смещением (см. для этого также описание к фиг.1a-e).

В показанном на фиг.5c положении тела 12 основного клапана оно находится в области влияния мягко закрывающей геометрии седла. В этом положении вода протекает через открывающуюся в целом площадь поперечного сечения обеих клиновидных частичных выемок. На фиг.5d тело 12 основного клапана настолько прошло уплотнительную поверхность 16, что вода протекает только через еще открывающуюся площадь поперечного сечения одной клиновидной частичной выемки (на фигуре левой частичной выемки), которая распространяется дальше в уплотнительную поверхность 16, чем другая частичная выемка. На фиг.5e тело 12 основного клапана настолько смещено, что оно вступает в полный уплотняющий контакт по периметру с уплотнительной поверхностью 16, и запорный орган 10 таким образом полностью закрыт. Благодаря исполнению уплотнительной поверхности 16 с описанными клиновидными частичными выемками с ассиметричными скосами формы созданы условия для дальнейшего тонкого дозирования потока воды на последних оборотах или последнем обороте для закрытия запорного органа 10.

Фиг.6 показывает вид в разрезе запорного органа 10 гидранта в шестом варианте осуществления. В этом исполнении запорный орган 10 сконфигурирован также таким образом, что он закрывается против потока воды. По иллюстративным причинам тело основного клапана не показано. Уплотнительная поверхность 16 имеет выемку 20 из четырех клиновидных частичных выемок (по иллюстративным причинам показаны лишь две клиновидные частичные выемки) с ассиметричными и зеркально-отраженными скосами формы. Клиновидные частичные выемки могут иметь переменную глубину, которая по направлению к вершинам клиновидных частичных выемок постоянно уменьшается и переходит в участок уплотняющей по периметру поверхности или выходит по существу гладко в него. Показанную конфигурацию можно реализовывать наиболее предпочтительно и надежно с технологической точки зрения.

Фиг.7a-c показывают запорный орган 10 в седьмом варианте осуществления. При этом фиг.7a, b показывают запорный орган 10 на виде в разрезе, в то время как фиг.7c показывает запорный орган 10 на виде в перспективе. По иллюстративным причинам тело основного клапана не показано. Запорный орган 10 сконфигурирован таким образом, что он закрывается против потока воды. В этом варианте осуществления открывающаяся площадь поперечного сечения уплотнительной поверхности 16 образует переход от круглого поперечного сечения к выемке 20 с эллиптическим поперечным сечением. Благодаря эллиптической форме выемки 20 создаются условия для того, что объем воды постоянно уменьшается в переходной области между круглым поперечным сечением и эллиптическим поперечным сечением, когда эта переходная область проходится телом основного клапана.

Группа изобретений относится к области устройств для забора воды. Запорный орган для использования в гидранте включает в себя тело основного клапана и уплотнительную поверхность, которые выполнены с возможностью приведения во взаимно уплотняющий контакт. Уплотнительная поверхность снабжена на своем внутреннем периметре по меньшей мере на отдельных участках выемкой, которая с переменной глубиной образована в уплотнительной поверхности. Выемка выполнена на участке уплотнительной поверхности, который выполнен с возможностью его прохождения телом основного клапана для открытия и закрытия запорного органа. Гидрант включает в себя запорный орган, который включает в себя тело основного клапана и уплотнительную поверхность, которые выполнены с возможностью приведения во взаимно уплотняющий контакт. Уплотнительная поверхность снабжена на своем внутреннем периметре по меньшей мере на отдельных участках выемкой, которая с переменной глубиной образована в уплотнительной поверхности. Выемка выполнена на участке уплотнительной поверхности, который выполнен с возможностью его прохождения телом основного клапана для открытия и закрытия запорного органа. Седло основного клапана может с возможностью извлечения вставляться в участок запорного органа гидранта таким образом, что седло основного клапана и окруженное в гидранте тело основного клапана могут приводиться во взаимно уплотняющий контакт. Седло основного клапана имеет на своем внутреннем периметре уплотнительную поверхность, которая по меньшей мере на отдельных участках снабжена выемкой, которая с переменной глубиной образована в уплотнительной поверхности. Выемка выполнена на участке уплотнительной поверхности, который выполнен с возможностью его прохождения телом основного клапана для открытия и закрытия запорного органа. Обеспечивается запорный орган, который не вызывает гидравлические удары. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Запорный орган (10) для использования в гидранте, причем запорный орган (10) включает в себя тело (12) основного клапана и уплотнительную поверхность (16), которые выполнены с возможностью приведения во взаимно уплотняющий контакт, причем уплотнительная поверхность (16) снабжена на своем внутреннем периметре по меньшей мере на отдельных участках выемкой (20), которая с переменной глубиной образована в уплотнительной поверхности (16) и которая выполнена на участке уплотнительной поверхности (16), который выполнен с возможностью его прохождения телом (12) основного клапана для открытия и закрытия запорного органа (10).

2. Запорный орган (10) по п.1, причем выемка (20) на внутреннем периметре уплотнительной поверхности (16) выполнена в виде сплошной выемки (20).

3. Запорный орган (10) по п.1, причем выемка (20) на внутреннем периметре уплотнительной поверхности (16) включает в себя несколько частичных выемок.

4. Запорный орган (10) по п.3, причем частичные выемки расположены по периметру на одинаковом расстоянии друг от друга.

5. Запорный орган (10) по п.3 или 4, причем выемка (20) распространяется вдоль осевого направления уплотнительной поверхности (16) на различную величину.

6. Запорный орган (10) по любому из пп.1-5, причем выемка (20) на внутреннем периметре уплотнительной поверхности (16) выполнена дугообразной.

7. Запорный орган (10) по любому из пп.1-6, причем выемка (20) на внутреннем периметре уплотнительной поверхности (16) имеет прямолинейные участки.

8. Запорный орган (10) по п.7, причем выемка (20) выполнена клиновидной, треугольной, трапецеидальной и/или пилообразной.

9. Запорный орган (10) по любому из пп.1-8, причем уплотнительная поверхность (16) сконфигурирована для того, чтобы выполняться за одно целое с телом гидранта.

10. Запорный орган (10) по п.9, причем уплотнительная поверхность (16) сконфигурирована для того, чтобы выполняться за одно целое с подъемной трубой гидранта.

11. Запорный орган (10) по любому из пп.1-8, дополнительно включающий в себя седло основного клапана, внутренняя поверхность которого сконфигурирована в виде уплотнительной поверхности.

12. Гидрант, включающий в себя запорный орган (10), который включает в себя тело (12) основного клапана и уплотнительную поверхность (16), которые выполнены с возможностью приведения во взаимно уплотняющий контакт, причем уплотнительная поверхность (16) снабжена на своем внутреннем периметре по меньшей мере на отдельных участках выемкой (20), которая с переменной глубиной образована в уплотнительной поверхности (16) и которая выполнена на участке уплотнительной поверхности (16), который выполнен с возможностью его прохождения телом (12) основного клапана для открытия и закрытия запорного органа (10).

13. Гидрант по п.12, причем уплотнительная поверхность (16) и тело гидранта выполнены за одно целое.

14. Гидрант по п.12 или 13, дополнительно включающий в себя подъемную трубу, причем уплотнительная поверхность (16) и подъемная труба выполнены за одно целое.

15. Гидрант по п.12, дополнительно включающий в себя седло основного клапана, внутренняя поверхность которого сконфигурирована в виде уплотнительной поверхности.

16. Седло основного клапана для гидранта, причем седло основного клапана может с возможностью извлечения вставляться в участок запорного органа гидранта таким образом, что седло основного клапана и окруженное в гидранте тело основного клапана могут приводиться во взаимно уплотняющий контакт, причем седло основного клапана имеет на своем внутреннем периметре уплотнительную поверхность, которая по меньшей мере на отдельных участках снабжена выемкой, которая с переменной глубиной образована в уплотнительной поверхности (16) и которая выполнена на участке уплотнительной поверхности (16), который выполнен с возможностью его прохождения телом (12) основного клапана для открытия и закрытия запорного органа (10).