Результат интеллектуальной деятельности: АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВОЗДУШНЫЙ КЛАПАН

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в системах водоснабжения и других для автоматического выпуска воздуха при их наполнении, эксплуатации и впуска при сливах.

Известен автоматический воздушный клапан, содержащий корпус с входной полостью в нижней части, поплавок и расположенный в верхней части рабочий орган, включающий затвор и седло затвора, отверстие которого сообщено с атмосферой (Рекомендации по подбору, расчету и установке различных устройств для выпуска и впуска воздуха на напорных водоводах. - М., 1982).

В этом автоматическом воздушном клапане с целью повышения надежности закрытия затвора при малых и открытия при больших давлениях поплавок действует на затвор через рычаг, что увеличивает его габариты и массу.

Этого недостатка лишен и является более близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому положительному результату воздушный клапан, содержащий корпус с входной полостью в нижней части, поплавок, образующий наружной поверхностью с внутренней поверхностью корпуса кольцевой канал, расположенный в верхней части рабочий орган, включающий затвор и седло затвора, отверстие которого сообщено с атмосферой. (Описание и эскиз A.R.I Flow Control Accessories Jsrael.)

Недостатками данной конструкции являются снижение пропускной способности в процессе эксплуатации при применении для затвора, выполненного из резинового гибкого уплотнителя, известных применяемых резин, т.к. их жесткость со временем увеличивается из-за старения, а также высокие требования к качеству воды, т.к. при отложении солей на поверхности гибкого уплотнителя жесткость его также увеличивается, срок службы ограничен износом или повреждением седла затвора, которое выполнено в виде щели в неподлежащем ремонту корпусе из пластика, а для варианта изготовления из металла конструкция нетехнологична, сложность реализации со щелевыми седлами для напорных систем с трубами больших диаметров, невозможность смены гибкого уплотнителя без демонтажа клапана с объекта.

Наиболее близким из опубликованных источников информации к заявляемому изобретению по максимальному количеству сходных признаков является устройство пo SU 46685 А, кл. F 16 K 24/02, 30.04.1936, которое также относится к автоматическим воздушным клапанам.

Этот автоматический воздушный клапан содержит корпус с входной полостью в нижней части, поплавок, образующий наружной поверхностью с внутренней поверхностью корпуса кольцевой канал, и расположенный в верхней части рабочий орган, включающий соединенный с поплавком клапан управления, затвор и седло затвора, отверстие которого сообщено с атмосферой.

Его недостатками являются большие габариты и масса, обусловленные тем, что весь выпускаемый из системы воздух последовательно проходит через соединенный с поплавком клапан управления, затвор и создает прямую зависимость габаритов и массы поплавка и, как следствие, габаритов и массы автоматического воздушного клапана в целом от пропускной способности.

Техническим результатом является снижение габаритов и массы.

Для достижения этой цели в известном автоматическом воздушном клапане, содержащем корпус с входной полостью в нижней части, поплавок, образующий наружной поверхностью с внутренней поверхностью корпуса кольцевой канал, и расположенный в верхней части рабочий орган, включающий соединенный с поплавком клапан управления, затвор и седло затвора, отверстие которого сообщено с атмосферой, согласно изобретению седло клапана управления выполнено в затворе, а сам затвор выполнен в виде стакана, при этом седло затвора выполнено в составной части корпуса с перфорированной стенкой в прилегающей к нему половине, а в другой половине поверхность отверстия и прилегающая к ней поверхность затвора выполнены сопряженными по диаметру, который больше диаметра отверстия седла затвора.

Такое выполнение автоматического воздушного клапана позволяет поплавком малого веса и габаритов через клапан управления использовать давление сети и атмосферное для открытия и закрытия затвора, что исключает влияние пропускной способности на массу и габариты поплавка и, как следствие, значительно снижает габариты и массу автоматического воздушного клапана в целом.

На чертеже показан пример выполнения автоматического воздушного клапана.

Автоматический воздушный клапан содержит корпус 1 с входной полостью 2, поплавок 3, образующий наружной поверхностью с внутренней корпуса 1 кольцевой канал 4, рабочий орган, включающий затвор 5, выполненный в виде стакана, седло затвора 6, выполненное составной частью корпуса 1 с перфорированной стенкой в прилегающей к нему половине, а в другой половине поверхность отверстия сопряжена с прилегающей к ней поверхностью упомянутого стакана, в котором выполнено седло 7 клапана управления 8, соединенного с поплавком 3. диаметр сопряжения упомянутых поверхностей больше диаметра отверстия седла затвора 6.

Автоматический воздушный клапан работает следующим образом. Для клапана характерны три основных режима работы: включение системы водоснабжения (например, после ремонта), режим водопотребления и отключения системы (например, аварийное).

При отсутствии воды в системе поплавок 3 опущен под действием силы тяжести (веса) и соединенный с ним клапан управления 8 открыт, затвор 5 также открыт под действием силы тяжести. В момент наполнения системы воздух, идущий впереди водяного столба, выпускается через входную полость 2, кольцевой канал 4, щель затвора 5, отверстие и перфорированную стенку седла затвора 6 в атмосферу. По мере повышения давления при наличии воздуха клапан управления 8 продолжает оставаться открытым, давление за седлом 7 также повышается, оставляя затвор 5 открытым за счет того, что его площадь за седлом 7 больше эффективной площади затвора 5 со стороны седла затвора 6, и, соответственно, сила, действующая на затвор 5 за седлом 7 больше силы, действующей на него со стороны седла затвора 6. При заполнении системы водой поплавок 3 поднимается (всплывает), клапан управления 8 закрывается, давление за седлом 7 стравливается до атмосферного через зазоры сопрягаемых поверхностей и затвор 5 закрывается силой от избыточного давления, действующего на эффективную площадь затвора 6.

В режиме водопотребления клапан периодически выпускает накапливаемый воздух, который засасывается насосом и проникает через различные уплотнения.

При отключении сети вода сливается, давление падает ниже атмосферного, затвор 5 открывается и впускает воздух, предупреждая образование вакуума, очень нежелательного для систем водоснабжения.