Устройство для защиты трубопровода от замерзания Советский патент 1992 года по МПК E03B7/10 

фа$.

Изобретение относится к области водоснабжения и водоотлива и может быть использовано в горнодобывающей, перерабатывающих и строительной отраслях.

Известно устройство для выпуска воды из трубопровода при угрозе замерзания 1. Недостатком его является то, что после срабатывания оно остается открытым, при повторном пуске воды возникают большие ее утечки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство 2, состоящее из установленного внутри трубопровода корпуса с отверстиями и упорами, сливного патрубка с отверстиями, кольцевого поршня и установленной на нем с возможностью вертикального перемещения охватывающей сливной патрубок направляющей с отверстиями.

Недостатком этого устройства является наличие замкнутой емкости с водой, при нарушении герметичности которой надежность срабатывания существенно снижается.

Цель - повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее установленный в трубопроводе корпус с отверстиями и упорами, сливной патрубок с отверстиями, кольцевой поршень и установленную на нем и охватывающую сливной патрубок с возможностью вертикального перемещения направляющую с отверстиями, снабжено подпружиненными штифтами, на наружной поверхности сливного патрубка выполнен фигурный паз, а направляющая выполнена с дополнительными отверстиями, перекрытыми пробками, причем штифты установлены в дополнительных отверстиях и фигурном пазе, который имеет чередующиеся участки, расположенные вдоль оси сливного патрубка и по винтовой линии, в верхних точках пересечения участков фигурный паз по винтовой линии имеет большую глубину относительно участка паза вдоль оси патрубка, а в нижних точках пересечения глубина паза на участке вдоль оси патрубка больше глубины паза по винтовой линии, при этом отверстия сливного патрубка и основные отверстия направляющей выполнены продольными и их ось размещена по винтовой линии.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - элемент паза, обеспечивающего требуемую траекторию движения втулки: на фиг. 3-6 - развертки цилиндрических поверхностей втулки (отверстия обозначены сплошными линиями) и сливного патрубка (отверстия показаны

пунктиром) на различных стадиях работы устройства.

Устройство состоит из укрепленного на внутренней поверхности трубопровода 1

корпуса 2 с отверстиями 3. Внутри корпуса 2 установлен сливной патрубок 4, закрытый крышкой 5, на стенках патрубка выполнены продольные отверстия 6 и фигурный паз 7, участки которого направлены по винтовой

0 линии (участок а) и вдоль оси патрубка (участок б), причем в месте поворотов и пересечений участков фигурный паз 7 имеет разную глубину.

На сливной патрубок 4 надет кольцевой

5 поршень 8 и подвижная направляющая втулка 9 с отверстиями 10. В отверстиях, закрытых пробками, размещены штифты, которые выдвигаются наружу пружиной и входят в фигурный паз 7. Между краями

0 крышки 5 и цилиндрической втулкой 9 расположена пружина 11, которая прижимает втулку и кольцевой поршень 8 к упорам 12. Устройство работает следующим образом.

5 При работе трубопровода в нормальных условиях происходит циркуляция воды в полости, образованной стенкой трубопровода 1, корпусом 2 и кольцевым поршнем 8, что препятствует образованию льда в полости

0 раньше, чем на стенках трубопровода 1. Отверстия 6 и 10 не совпадают.

При оледенении внутренней поверхности трубопровода 1 толщина льда в пределах кольцевой полости соответствует

5 толщине льда в трубопроводе 1. По мере обмерзания стенок перекрываются льдом отверстия 3, циркуляция воды в полости прекращается, начинается интенсивное образование льда в кольцевой полости. Вслед0 ствие увеличения объема при замерзании воды, кольцевой поршень 8 поднимается вверх и перемещает направляющую 9. Штифт движется по пазу 7 (участок б), обеспечивая, тем самым, прямолинейное

5 перемещение подвижной направляющей 9. В начале подъема поршня отверстия 6 на сливном патрубке 4 и отверстия 10 на направляющей 9 совмещаются, вода из трубопровода выливается, предотвращая его

0 замерзание и последующее разрушение. При дальнейшем подъеме кольцевого поршня отверстия 10 перемещаются выше отверстия 6, слив воды из трубопровода прекращается. Размеры отверстий и пара5 метры устройства выбираются таким образом, чтобы за время, когда отверстия остаются открытыми, трубопровод был бы опорожнен в объеме, обеспечивающем предотвращение разрыва его или образования пробки.

Возвращение устройства в первоначальное состояние осуществляется при повторной подаче воды, которая растапливает лед на стенках трубопровода 1 и в полости под кольцевым поршнем 8. При этом слив- ной канал не открывается и сброс воды не производится, поскольку отверстия 10 на направляющей 9 и отверстия 6 в сливном патрубке 4 не совмещаются. Достигается это тем, что направляющая 9 опускается под действием пружины 11, поворачивается, поскольку штифт перемещается по пазу 7 на участке а, отверстия 10 проходят между отверстиями б по винтовой линии и останавливаются ниже последних таким образом, чтобы при повторном срабатывании и движении направляющая 9 вверх отверстия 6 и 10 вновь совместились.

Движение направляющей 9 вверх прямолинейно, а вниз - с поворотом на некото- рый угол происходит по следующей причине. Глубина паза 7 меняется, причем на участке а глубина паза больше в верхней части и постепенно уменьшается к нижней точке, а на участке б глубина паза больше в нижней части и постепенно уменьшается к верхней точке. Поэтому прижатый пружиной штифт при достижении направляющей 9 верхнего положения переходит с участка б на участок а и может дальше двигаться только по этой части паза, то есть по винтовой линии, поворачивая при этом направляющую 9. В нижней части участка а подпружиненный штифт переходит на участок паза б, имеющего в этой точке большую глубину, и не может вернуться назад на участок а, что предопределяет прямолинейное движение направляющей 9 при поднимании поршня 8.

Формула изобретения

Устройство для защиты трубопровода от замерзания, содержащее установленный в трубопроводе корпус с отверстиями и упорами, сливной патрубок с отверстиями, кольцевой поршень и установленную на нем с возможностью вертикального перемещения и охватывающую сливной патрубок направляющую с отверстиями, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено подпружиненными штифтами, на наружной поверхности сливного патрубка выполнен фигурный паз, а направляющая выполнена с дополнительными отверстиями, перекрытыми пробками, причем штифты установлены в дополнительных отверстиях и фигурном пазу, который имеет чередующиеся участки, расположенные вдоль оси сливного патрубка и по винтовой линии, в верхних точках пересечения участков фигурный паз по винтовой линии имеет большую глубину относительно участка паза вдоль оси патрубка, а в нижних точках пересечения глубина паза на участке и вдоль оси патрубка больше глубины паза по винтовой линии, при этом отверстия сливного патрубка и основные отверстия направляющей выполнены продольными и их ось размещена по винтовой линии.

Сущность изобретения: в трубопроводе 1 установлен корпус 2 с отверстиями 3 и упорами 12. На кольцевом поршне 8 установлена с возможностью вертикального перемещения направляющая 9 с отверстиями 10, охватывающая сливной патрубок 4. На наружной поверхности патрубка 4 выполнен фигурный паз 7. В отверстиях 10,-закрытых пробками, размещены штифты. Штифты расположены и в пазе 7. Паз 7 имее чере- дующиеся участки, расположенные вдоль оси патрубка 4 и по винтовой линии. В верхних точках пересечения участков паз 7 по винтовой линии имеет большую глубину относительно участка паза 7 вдоль оси патрубка 4. В нижних точках пересечения глубина паза 7 на участке вдоль оси больше глубины по винтовой линии. Отверстия 6 патрубка 4 и отверстия 10 выполнены продольными и их ось размещена по винтовой линии. 6 ил.

Фиг. 2

#

/г 3

с

А/, I

1

Фиг. $