Водозаправочная колонка Российский патент 2025 года по МПК B61K11/02 E03B9/02 

Изобретение относится к области водоснабжения и предназначено для подачи воды из водонапорных магистралей, скважин в емкость и слива воды из водозаправочных труб, шлангов в колодец после её заполнения. Например, при заправке вагона водой.

Из уровня техники известна 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. 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 (см. Патент RU 2162040, опубл 20.01.2001).

Недостатком известной колонки является большие габариты и масса устройства, а также колонка может самопроизвольно отключаться.

Известна также раздаточная колонка, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, соосно соединенные тягу и шток с клапаном для сообщения - разобщения патрубков, с поршнем и реактивным элементом и размещенный в выходном патрубке переключатель, имеющий корпус с клапаном, закрепленный на штуцере, соединяющем полость корпуса с полостью, ограниченной реактивным элементом. Переключатель выполнен с устройством принудительного возврата клапана в открытое положение, фиксации клапана в открытом положении и освобождения от фиксации при воздействии потока жидкости (см. патент RU 2212351, опубл. 20.09.2003).

Недостатком данной колонки является большие габариты и большая его масса.

Наиболее близким к предложенному изобретению является водозаборная колонка, содержащая корпус с входным и выходным отверстиями, внутри корпуса подвижно расположен шток, соединенный с устройством включения и отключения колонки в виде штанги (см., например, https://diafilmy.su/6224-vodosnabzhenie-na-zheleznodorozhnom-transporte.html, диафильм, стр. 33).

Недостатком известной колонки являются большие габариты и масса колонки, включение и выключение подачи воды осуществляется с помощью металлической штанги, расположенной на поверхности, при вращении которой открывается или закрывается пробковый кран. При интенсивном использовании происходит быстрый износ сопрягающихся поверхностей, и как следствие приводит к течи, что требует периодического ремонта. Штанга является мостиком холода, что неблагоприятно сказывается на работе колонки в зимнее время, а также сильно увеличиваются габариты колонки.

Технической проблемой, решаемой изобретением, является повышение надежности работы колонки, упрощение конструкции колонки.

Техническим результатом изобретения является исключение самопроизвольного включения/отключения колонки, снижение массы колонки, ее габаритных размеров и материалоемкости, устранение мостика холода.

Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что водонапорная колонка содержит корпус с входным и выходным отверстиями, внутри корпуса подвижно расположен шток, соединенный с устройством включения и отключения колонки, шток включает три последовательно расположенные части, диаметр второй части меньше диаметра первой и третьей частей, а диаметр третьей части меньше диаметра первой части, при этом вторая и третья части соединены перемычкой меньшего поперечного сечения, внутри корпуса образовано три уплотнительных участка с возможностью герметичного охвата соответственно первой, второй и третьей частей штока при включении и отключении колонки, внутри корпуса между вторым и третьим уплотнительным участком образована входная полость, сообщенная с входным отверстием, а между первым и вторым уплотнительным участком образована выходная полость, сообщенная с выходным отверстием, при этом при отключенном положении колонки первая часть штока расположена в выходной полости, а второй уплотнительный участок герметично охватывает вторую часть штока, при включенном положении колонки вторая часть штока расположена в выходной полости, а первый уплотнительный участок герметично охватывает первую часть штока, со штоком соединено коромысло, соединенное с устройством включения и отключения колонки, которое выполнено в виде тросов для включения и отключения, трос включения одним своим концом соединен с одним концом коромысла, а на другом конце имеет первую ручку управления, трос отключения одним своим концом соединен с другим концом коромысла, а на другом конце имеет вторую ручку управления.

Кроме того, форма первой ручки отличается от формы второй ручки.

Кроме того, цвет первой ручки отличается от цвета второй ручки.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 и 2 схематично показаны варианты выполнения предложенной колонки, осевой разрез; на фиг. 3 схематично показано соединение устройства включения и отключения колонки с коромыслом колонки; на фиг. 4 схематично показана установка предложенной колонки в колодце.

Предложенная водонапорная колонка содержит корпус 1, который может быть выполнен, например, из нержавеющей стали или из чугуна, или латуни, или из бронзы, или из любого иного жесткого прочного материала (в том числе жесткого ПВХ). Корпус 1 выполнен, преимущественно, составным (сборным из нескольких частей), что обеспечивает удобство монтажа в процессе его установки. Однако возможен вариант исполнения, когда корпус 1 выполнен цельным (например, методом литья или изготовлен с помощью 3D принтера).

Корпус 1 имеет входное отверстие 2 и выходное отверстие 3. Входное и выходное отверстия 2 и 3 образованы в кольцевых выступах 4 и 5 корпуса 1, которые предназначены для соединения с подводным и отводным патрубками 28 и 29 (фиг. 4). Выступы 4 и 5 могут иметь внутреннюю или наружную сантехническую/трубную резьбу, с помощью которой осуществляется резьбовое соединение с подводным и отводным патрубками 28 и 29. Возможен вариант, когда выступы 4 и 5 не имеют резьбу, а соединение с подводным и отводным патрубками 28 и 29 осуществляется с помощью посадки с натягом с использованием хомутов (не показано).

Внутри корпуса 1 образовано, преимущественно, три уплотнительных участка 6, 7, 8. Участки 6, 7, 8 могут быть выполнены в виде независимых втулок (в случае выполнения корпуса 1 составным), расположенных между частями корпуса 1 (участок 7) и на противоположных концах корпуса 1 (участки 6 и 8). Такие втулки могут быть выполнены из полимерных, металлических или иных материалов, обеспечивающих надежную и плотную посадку с корпусом 1, исключающих износ их поверхностей в процессе монтажа или демонтажа колонки, а также в процессе ее эксплуатации. В вариантном исполнении участки 6, 7, 8 могут быть образованы непосредственно внутри корпуса 1 (в случае выполнения корпуса 1 цельным), при этом они могут быть выполнены заодно целое с внутренней поверхностью корпуса 1, либо могут быть выполнены в виде независимых втулок, плотно установленных внутри корпуса 1. В любом из указанных вариантов участки 6, 7, 8 имеют уплотнительные элементы – манжеты 9, число которых на каждом участке 6, 7, 8 может быть любым (от одной и более). Уплотнительные манжеты 9 изготовлены из высококачественных современных композиционных материалов (например, фторопластовые), ресурс работы которых увеличен во много раз относительно традиционных резиновых манжет, благодаря чему существенно повышается надежность и долговечность работы колонки за счет значительной износостойкости манжет 9 в процессе эксплуатации колонки.

Внутри корпуса 1 между вторым 7 и третьим 8 уплотнительным участком образована входная полость 10, которая сообщена с входным отверстием 2, а между первым 6 и вторым 7 уплотнительным участком образована выходная полость 11, которая сообщена с выходным отверстием 3.

Внутри корпуса 1 соосно ему подвижно расположен шток 12, который включает три последовательно расположенные части 13, 14, 15. При этом диаметр рабочей поверхности первой части 13 больше диаметра рабочей поверхности второй и третьей частей 14 и 15, диаметр рабочей поверхности второй части 14 меньше диаметра рабочей поверхности первой и третьей частей 13 и 15, а диаметр рабочей поверхности третьей части 15 меньше диаметра рабочей поверхности первой части 13 и больше диаметра рабочей поверхности второй части 14.

Первая часть 13 штока 12 может иметь на всем своем участке один диаметр (фиг. 1), либо может быть выполнена из участков с переменным диаметром (фиг. 2), при этом участок с большим диаметром расположен ближе ко второй части 14 штока 12. Вторая и третья части 14 и 15 соединены друг с другом перемычкой 16, которая имеет поперечное сечение меньше, чем диаметры второй и третьей частей 14 и 15. Такая перемычка позволяет свободно протекать воде через входную и выходную полости 10, 11 при включенном положении колонки. Возможны варианты, когда части 13, 14 и 15 штока 12 выполнены заодно целое (не показано), как единый элемент, либо части 13 и 14 выполнены заодно целое, а часть 15 соединена с ними с помощью перемычки 16 (фиг. 1), либо части 14 и 15 совместно с перемычкой 16 выполнены заодно целое, а часть 13 соединена с ними соединительным элементом 17 (фиг. 2).

В любом из вариантов выполнения шток 12 с помощью соединительного элемента 17 соединен с тягой 18, которая соединена с коромыслом 19, которое в свою очередь соединено с устройством 20 включения и отключения колонки (фиг. 3). Таким образом шток 12 соединен с устройством 20 через тягу 18 и коромысло 19.

Шток 12 (части 13, 14 и 15) подвижно расположен внутри корпуса 1 так, что при включении и отключении колонки уплотнительные участки 6, 7, 8 имеют возможность герметично охватывать соответственно части 13, 14 и 15 штока 12. При этом при отключенном положении колонки первая часть 13 штока 12 расположена в выходной полости 11, второй уплотнительный участок 7 герметично охватывает вторую часть 14 штока 12, перемычка 16 расположена во входной полости 10, а третий уплотнительный участок 8 герметично охватывает третью часть 15 штока 12. При включенном положении колонки вторая часть 14 штока 12 расположена в выходной полости 11, первый уплотнительный участок 6 герметично охватывает первую часть 13 штока 12, перемычка 16 расположена между входной и выходной полостями 10 и 11 (обеспечивая свободный проход потока), а третий уплотнительный участок 8 герметично охватывает третью часть 15 штока 12.

Устройство 20 включения и отключения колонки выполнено в виде тросов 21 и 22 для включения и отключения колонки. Трос 22 включения колонки одним своим концом соединен с одним концом коромысла 19, а на другом конце трос 22 имеет ручку 24 управления (первая ручка управления, ручка включения). Трос 21 отключения колонки одним своим концом соединен с другим концом коромысла 19, а на другом конце трос 21 имеет ручку 23 управления (вторая ручка управления, ручка отключения). Для удобства включения и отключения колонки и для того, чтобы отличить за что отвечают тросы 21 и 22 (за включение или отключение колонки), форма ручек 23 и 24 отличается друг от друга. При этом такая форма может быть любой, например, в форме кольца или овала, или квадратной рамки, или прямоугольной рамки, или треугольной, а также любой иной возможной формы, при этом при любом выполнении ручек 23 и 24, форма ручки 23 отличается от формы ручки 24. Также для этих целей цвет ручек 23 и 24 может отличаться друг от друга. Выполнение устройства 20 в виде тросов 21 и 22 позволяет существенно снизить материалоемкость колонки, существенно снизить габаритные размеры и вес (массу) колонки, упростить конструкцию колонки, упростить монтаж и демонтаж колонки, исключить мостики холода, обеспечив надежную работу колонки в любое время года. Выполнение тросов 21 и 22 любой неограниченной длины позволит установить колонку на любую неограниченную глубину, не изменяя вес и габаритные размеры корпуса 1 колонки и штока 12.

Коромысло 19 работает как рычаг, который установлен на опору 25. При этом в месте соединения коромысла 19 с тягой 18 образован паз 26, позволяющий свободно перемещаться коромыслу 19 при движении штока 12 вверх и вниз, исключая перекосы штока 12.

Работает предложенная колонка следующим образом.

Для включения колонки пользователь тянет трос 22 за ручку 24, перемещая коромысло 19 так, что оно тянет тягу 18 вверх, перемещая шток 12 вверх. В данном положении небольшой участок третьей части 15 штока 12 герметично расположен в уплотнительном участке 8, перемычка 16 расположена между входной полостью 10 и выходной полостью 11, вторая часть 14 штока 12 расположена в выходной полости 11, а первая часть 13 штока 12 герметично расположена в уплотнительном участке 6. Благодаря разности диаметров первой и третьей частей 13 и 15 штока 12, то есть за счет того, что диаметр первой части 13 (соответственно и площадь) больше диаметра третьей части 15 штока 12, результирующее усилие, создаваемое разницей площадей частей 13 и 15, направлено вверх, движение всего штока 12 направлено вверх, тем самым предохраняя колонку от самопроизвольного выключения.

Для отключения колонки пользователь тянет трос 21 за ручку 23, перемещая коромысло 19 так, что оно толкает тягу 18 вниз, перемещая шток 12 вниз. В данном положении третья часть 15 штока 12 герметично расположена в уплотнительном участке 8, перемычка 16 расположена во входной полости 10, вторая часть 14 штока 12 герметично расположена в уплотнительном участке 7, а первая часть 13 штока 12 расположена в выходной полости 11. Благодаря разности диаметров второй и третьей частей 14 и 15, то есть за счет того, что диаметр третьей части 15 больше диаметра второй части 14 штока 12, результирующее усилие, создаваемое разницей площадей частей 14 и 15, направлено вниз, движение всего штока 12 направлено вниз, тем самым предохраняя колонку от самопроизвольного включения.

Для слива из отводного шланга (не показан) остатков воды при отключенном положении колонки, в ее верхней части в зоне первого уплотнительного участка 6 образовано сливное отверстие 27. При отключенном положении первая часть 13 штока 12 расположена в выходной полости 11, при этом образован зазор между частью 13 и уплотнительным участком 6, через который вода поступает в сливное отверстие 27.

Таким образом, фиксация колонки в положении «включено» и «отключено» осуществляется за счет разницы диаметров частей 13, 14 и 15 штока 12, исключая самопроизвольное включение и отключение колонки, не используя никаких дополнительных фиксаторов, что также повышает надежность работы колонки, упрощает ее конструкцию, а также снижается масса колонки и материалоемкость.

Благодаря описанному выполнению конструкции колонки обеспечивается возможность выполнения ее корпуса 1 минимальных размеров, снижая ее габариты, массу, а также материалоемкость. При этом существенно снижена трудоемкость монтажа колонки в месте ее эксплуатации, а в случае необходимости ее ремонта, либо чистки, колонка легко разбирается и демонтируется, а небольшие ее габариты также снижают трудоемкость ее демонтажа. Выполнение штока 12 из частей 13, 14 и 15 разного размера исключает возможность самопроизвольного включения и отключения колонки, повышая надежность работы колонки. Благодаря использованию в качестве устройства 20 включения и отключения колонки тросов 21 и 22, обеспечивается возможность установки колонки на любую глубину, не увеличивая ее габаритных размеров, исключая мостики холода в зимние периоды эксплуатации колонки, что также повышает надежность ее работы, существенно упрощается вся конструкция колонки при одновременном снижении ее массы.

Изобретение относится к области водоснабжения и предназначено для подачи воды из водонапорных магистралей, скважин в емкость и слива воды из водозаправочных труб, шлангов в колодец и может найти применение при заправке вагона водой. Водонапорная колонка содержит корпус (1) с входным (2) и выходным (3) отверстиями. Внутри корпуса (1) подвижно расположен шток (12), соединенный с устройством включения и отключения колонки. Шток (12) включает три последовательно расположенные части (13), (14), (15). Диаметр второй части (14) меньше диаметра первой (13) и третьей частей (15), а диаметр третьей части (15) меньше диаметра первой части (13). Вторая (14) и третья (15) части соединены перемычкой (16) меньшего поперечного сечения. Внутри корпуса (1) образовано три уплотнительных участка (6), (7), (8) с возможностью герметичного охвата соответственно первой (13), второй (14) и третьей (15) частей штока (12) при включении и отключении колонки. Внутри корпуса (1) между вторым (7) и третьим (8) уплотнительными участками образована входная полость (10), сообщенная с входным отверстием (2). Между первым (6) и вторым (7) уплотнительными участками образована выходная полость (11), сообщенная с выходным отверстием (3). Со штоком соединено коромысло (19), соединенное с устройством включения и отключения колонки, которое выполнено в виде тросов для включения и отключения. Трос включения одним своим концом соединен с одним концом коромысла (19), а на другом конце имеет первую ручку управления. Трос отключения одним своим концом соединен с другим концом коромысла (19), а на другом конце имеет вторую ручку управления. Техническим результатом изобретения является исключение самопроизвольного включения/отключения колонки, снижение массы колонки, ее габаритных размеров и материалоемкости, устранение мостика холода. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Водозаправочная колонка, содержащая корпус с входным и выходным отверстиями, внутри корпуса подвижно расположен шток, соединенный с устройством включения и отключения колонки, отличающаяся тем, что шток включает три последовательно расположенные части, диаметр второй части меньше диаметра первой и третьей частей, а диаметр третьей части меньше диаметра первой части, при этом вторая и третья части соединены перемычкой меньшего поперечного сечения, внутри корпуса образовано три уплотнительных участка с возможностью герметичного охвата соответственно первой, второй и третьей частей штока при включении и отключении колонки, внутри корпуса между вторым и третьим уплотнительными участками образована входная полость, сообщенная с входным отверстием, а между первым и вторым уплотнительными участками образована выходная полость, сообщенная с выходным отверстием, при этом при отключенном положении колонки первая часть штока расположена в выходной полости, а второй уплотнительный участок герметично охватывает вторую часть штока, при включенном положении колонки вторая часть штока расположена в выходной полости, а первый уплотнительный участок герметично охватывает первую часть штока, со штоком соединено коромысло, соединенное с устройством включения и отключения колонки, которое выполнено в виде тросов для включения и отключения, трос включения одним своим концом соединен с одним концом коромысла, а на другом конце имеет первую ручку управления, трос отключения одним своим концом соединен с другим концом коромысла, а на другом конце имеет вторую ручку управления.

2. Колонка по п. 1, отличающаяся тем, что форма первой ручки отличается от формы второй ручки.

3. Колонка по п. 1, отличающаяся тем, что цвет первой ручки отличается от цвета второй ручки.