Пристрій для обмеження накопичення рідини на поверхні та запірний пристрій

Винаходи відносяться до систем водопостачання і можуть бути застосовані в будівлях та приміщеннях будьякого призначення. Винаходи стосуються вирішення проблеми, яка існує, без перебільшення, в усіх країнах з тих пір, коли з'явились будинки, в яких одне приміщення знаходиться поверх другого. Це відноситься не тільки до двох-, трьохта багатоповерхових будинків, але і одноповерхових будівель з підвалами. Йдеться про затоплення приміщень від несанкціонованого накопичення води на вище розташованому рівні та її протікання у приміщення нижчого рівня. Важко сказати, скільки людських і матеріальних ресурсів було витрачено на усунення наслідків підтоплень. З упевненістю можна вважати, що за масштабами збитків від них підтоплення приміщень поступаються тільки пожежам. Величезні кошти, яке людство марнотратить на усунення наслідків підтоплень приміщень, з кожним роком зростають, в тому числі і в зв'язку з постійним підвищенням якості внутрішнього і зовнішнього опорядження будівель житлового, громадського та виробничого призначення. В той же час, мені невідомі будь-які засоби, цілеспрямовані на усунення підтоплення приміщень. Найбільш близьким до заявленого за виконуваною функцією можна вважати пристрій для обмеження накопичення води на поверхні підлоги, яке містить корпус, каналізаційну решітку, відвідний патрубок та пристрій для закриття цього патрубка у вигляді фігурної кришки, виконаної з можливістю пересуватись у вертикальному напряму при зміні рівня води у корпусі (авт. свідоцтво СРСР №781285, кл. Е03С1/13, публік. 23.11.80). Згаданий, як і другі відомі пристрої із використанням каналізаційної решітки, не вирішують спом'янутої проблеми. По-перше, при наявності на підлозі місцевих нерівностей або розгороджувальних елементів, які розподіляють приміщення на відсіки, такі пристрої зі своїми відвідними патрубками та їх з'єднаннями з каналізаційною мережею мають бути влаштовані в кожному відсіку приміщення, що неможливо за технічними умовами або потребує великих коштів. По-друге, не існує задовільних технічних рішень для збору та відведення води з підлог другого та вище розташованих поверхів. По-третє, каналізаційні решітки при захаращуванні пилом і сміттям не спроможні виконувати свою функцію. Отже, згаданий відомий пристрій неспроможний усунути проблему надійного обмеження накопичення води в будь-якому відсіку приміщення та, таким чином, усунути можливість підтоплення приміщення на розташованому нижче рівні. Виходячи із сказаного вище, задачею одного з передбачуваних винаходів є утворення пристрою для обмеження накопичення рідини на поверхні, який повинен бути підвищеної надійності, достатньо простим у виготовленні, монтажу та експлуатації та мало коштовним за рахунок конструктивного виконання його складових і зв'язків між ними. Для вирішення поставленої задачі пристрій для обмеження накопичення рідини на поверхні відповідно до винаходу містить систему датчиків-сигналізаторів наявності рідини на контрольованій поверхні, які підключені до входу контрольно-керуючого пристрою, вихід якого підключений до входу на виконавчий орган запірного пристрою, встановленого на магістралі подання рідини у приміщення з контрольованою поверхнею. Незалежно від того, яким є конкретне виконання складових пристрою, що заявляється, він здатний при несанкціонованому появленні рідини на контрольованій поверхні перекрити її доступ у приміщення і, тим самим, вилучити можливість підтоплення, тобто вирішує поставлену задачу. Другим об'єктом поданої групи винаходів є запірний пристрій, призначений для застосування з охарактеризованим вище пристроєм для обмеження накопичення рідини. За призначенням та сукупністю ознак найбільш близьким до пристрою, що заявляється, є запірний пристрій, який містить корпус пропускної частини з вхідним та вихідним патрубками та сідлом, запірну частину з отвором для пропускання штоку з клапаном, електромагнітну котушку з якорем і сальникове ущільнення штоку. Зі штоком взаємодіють у протилежних напрямках робоча та допоміжна пружини. Робоча пружина, яка діє на шток у напрямку запирання пристрою, сильніша ніж допоміжна (патент Росії №2016331, кл. F16К31/02, публік. 15.07.94). У робочому положенні під дією струму, що подається на електромагнітну котушку, шток з клапаном відведені від сідла. Як витікає із сказаного вище, приймаючи до уваги відповідальність згаданого пристрою, всі його складові мають, насамперед, бути безвідмовні у роботі. Недоліком згаданого пристрою є обов'язкова наявність електричного струму. У випадку відсутності електроенергії пристрій не працює і вода в приміщення не поступає. Задачею винаходу є утворення запірного пристрою, який має бути більш надійним за рахунок незалежності його можливості подавати або зупиняти подачу рідини від наявності струму в мережі. Для цього в запірному пристрої, який містить корпус пропускної частини з вхідним і вихідним патрубками та сідлом, запірну частину з отвором для пропускання штоку, електромагнітну котушку з якорем, сальникове ущільнення штоку та робочу і допоміжну пружини, яки діють у протилежних напрямках, причому, робоча пружина діє на шток у напрямку запирання пристрою і сильніша, ніж допоміжна, відповідно до винаходу пристрій споряджено фіксатором у вигляді внутрішнього нерухомого циліндру, який охоплює шток, причому в стінці циліндру виконано кілька отворів, а на поверхні штоку - виточку для розміщення фіксуючих кульок. Якір електромагніта виконаний у вигляді рухомого циліндру і має проточку для розміщення в них фіксуючих кульок при переміщенні штоку в напрямку від сідла, при цьому рухомий циліндр охоплює нерухомий, а між ними встановлені з одного боку рухомого циліндру - допоміжна пружина, а з другого його боку, в проточці на нерухомому циліндрі, стопорне кільце. Робоча пружина встановлена між нерухомим циліндром і сідлом, усередині циліндричного корпусу, який одним кінцем з'єднаний з корпусом запірної частини, а другим - охоплює нерухомий циліндр і служить для нього опорою, причому шток споряджений пристроєм для його переміщення у поздовжньому напрямку. При такому конструктивному вирішенні шток з клапаном має два стійких положення: „закрито" та „відкрито", незалежно від наявності електричного струму в мережі. Тим самим забезпечується значно вища надійність пристрою. За тою ж причиною запропонований пристрій дозволяє знизити споживання електроенергії. Крім того, торець запірної частини з боку вхідного патрубка та сідло споряджені конічними виточками, клапан споряджений додатковим робочим торцем, і обидва торці клапана мають конічну форму, а хід штока з клапаном визначено таким, щоб у одному крайньому положенні у сідлі корпусу знаходився один торець клапана, а при другому крайньому положенні штока у конічній виточці запірної частини знаходився другий торець клапана. Доречно також сальникове ущільнення штока розмістити у зоні з'єднання запірної частини з корпусом пропускної частини. Ці ознаки спрямовані на обмеження впливу вологи на обидві пружини, рухомий та нерухомий циліндри з фіксуючими елементами при верхньому положенні клапану (коли запірний пристрій пропускає рідину), тобто, в кінцевому рахунку, на подальше підвищення надійності пристрою. Запропонована група винаходів зображена на кресленні, де на: фіг.1 - структурна схема пристрою для обмеження накопичення рідини на поверхні; фіг.2 - запірний пристрій у розрізі. Тип та конструктивне виконання датчика-сигналізатора 1, контрольно-керівного пристрою 2 та запірного пристрою 3 (див. фіг.1), кількість та місця розміщення датчиків-сигналізаторів і запірних пристроїв визначаються в залежності від особливостей приміщень, схеми постачання води, потрібного ступеня надійності та фінансових можливостей замовника. Так, датчики-сигналізатори слід розміщати в місцях можливого прориву водопроводу (кухня, ванна кімната, туалет, виробниче приміщення з використанням рідин і т. ін.). Вони можуть бути обрані з таких існуючих типів: електричні, тобто такі, які подають на контрольно-керуючий пристрій, звичайно, електромагнітну котушку, сигнал про наявність рідини на контрольованій поверхні. Вони можуть бути виконані, наприклад, у вигляді кількох стержнів, одні кінці яких попарно з'єднані один з одним, а другі - розташовані на контрольованій частині підлоги. При появленні води вона замикає електричну мережу і датчик-сигналізатор видає сигнал на контрольно-керівний пристрій.; гідромеханічні - які спрацьовують при підвищенні рівня рідини вище заданого, наприклад у вигляді поплавків, які встановлюються у спеціально зроблених нішах, або приямках, фізико-хімічні - які під впливом рідини змінюють свою форму. Найпростішим прикладом може бути, наприклад, кубик кришталевого цукру або солі, який під впливом рідини втрачає форму, в результаті чого контакти такого датчик-сигналізатор замикаються і на контрольно-керівний пристрій подається сигнал. Як контрольно-керуючий пристрій можуть застосовуватися відомі електричні прилади, здатні аналізувати сигнали датчиків - сигналізаторів і подавати відповідний сигнал на запірний пристрій. Вони можуть виконуватись як у спрощеному варіанті, коли при спрацьовуванні принаймні одного датчика - сигналізатора перекриваються один або всі входи, так і з можливістю виконання деяких додаткових функцій. Наприклад, вони можуть подавати команду на перекриття тільки того входу, де сталась аварійна ситуація, або подавати сигнал тривоги на звуковий або світовий сповіщувач заінтересованим особам 4: власнику, черговому, консьєржу і т. ін., або в автоматичному режимі виконати сповіщення за вибраними телефонними номерами (наприклад, сповіщення протягом до 20сек. за чотирма номерами). Крім того, для подальшого підвищення надійності керування запірним пристроєм, контроль-керуючий пристрій може бути спорядженим безперебійним джерелом енергії, наприклад, акумулятором. Як запірний пристрій може застосовуватися звичайний запірний водопровідний кран, шаровий або сідловидний, обладнаний електричним двигуном та/або пружинним механізмом, який вкупі з безпосередньо запірним органом виконує функцію запирання при одержанні сигналу від контрольно-керуючого пристрою. Можливо, також, застосування поплавкових запірних механізмів типу „еврика". При визначенні типу та конструктивного виконання запірного пристрою також слід ураховувати потрібну ступінь надійності та фінансові можливості потенціального використувача. Наприклад, шарові клапани більш надійні, ніж сідловидні, але і коштують також більше. Приймаючи до уваги сказане вище, запропонований пристрій може мати різні параметри. Найбільш задовільним уявляється пристрій, в якому як датчики-сигналізатори служать такі, як спом'януто вище, функцію контрольно-керівного пристрою виконує споряджений акумулятором звичайний електричний прилад вказаного призначення, а функцію запірного пристрою - електромагнітний запірний пристрій підвищеної надійності, конструкція якого становить предмет другого запропонованого винаходу. В запропонованому запірному пристрої корпус 5 для пропускання рідини містить вхідний 6 та вихідний 7 патрубки (див. фіг.2). Для цієї частини пристрою може бути використаним корпус типового водопровідного латунного крану з різьбовим з'єднанням М20 7Р/8Д. На відміну від типового, сідло 8 та отвір 9 запірної частини 10 для пропускання штоку 11 мають конічні виточки для більш якісного перекривання рідини. З цією ж метою клапан 12 виконаний із термостійкої гуми у вигляді двохстороннього конусу. Це також сприяє щільному приляганню клапана до сідел при утворенні раковин або відкладенні наростів солей. В місці з'єднання корпусу 5 з запірною частиною 10 встановлений сальник 13. Запірний шток 11 виготовлений з корозійностійкого матеріалу (латунь, бронза). В його верхній частині він охоплений внутрішнім нерухомим циліндром 14. Нижня частина цього циліндру обпирається на циліндричний корпус 15, а верхня частина охоплена рухомим циліндром 16. Він являє собою якір електромагнітної котушки 17, яка закріплена на кронштейні 18, який, у свою чергу, закріплений на циліндричному корпусі 15 за допомогою стопорних кілець 19. Нерухомий циліндр 14 виготовлений з латуні або бронзи, а рухомий циліндр 16 - з магнітної сталі марки 45. В середній частині штоку 11 виконано сідло 20 робочої пружини 21, яка другим своїм кінцем обпирається на нижній торець внутрішнього нерухомого циліндру 14. Допоміжна пружина 22, яка слабша за робочу, знаходиться між циліндрами 14 і 16 і фіксує дистанцію між ними в осьовому напрямку. У верхній частині стінки нерухомого циліндру 14 виконано кілька, наприклад, 4, отворів 23, а на поверхні штоку 11 - відповідна виточка 24 для розміщення в них фіксуючих кульок 25. Вище, між стінками нерухомого 14 і рухомого 16 циліндрів, знаходиться проточка 26, здатна прийняти фіксуючі кульки 25 при переміщенні циліндру 16. Стопорне кільце 27 між циліндрами 14 і 16 обмежує переміщення рухомого циліндру 16. Верхній кінець штоку 11 споряджений ручкою 28 для відтягування штоку уверх. Замість ручки для цього може також бути встановленим важільний механізм (не показаний). Пристрій працює таким чином. В нормальному положенні клапан 12 знаходиться в конічній виточці 9 отвору запірної частини 10, дозволяючи перетікання рідини з патрубку 6 у патрубок 8 і перекриваючи доступ парів у запірну частину. Після одержання імпульсу від контрольно-керівного пристрою зовнішній рухомий циліндр 16, який є якорем, втягується в котушку 17, а фіксуючі кульки 25 звільняються і отрапляються у проточці 26. Це звільняє шток 11, який під дією робочої пружини 21 пересувається вниз і клапан 12 перекриває отвір між патрубками 6 та 8. Тим самим пристрій перекриває надходження рідини у вихідний патрубок 8. Після усунення причини спрацьовування контрольно-керівного пристрою шток приводять у відкрите положення пересуванням ручки 28 в напрямку котушки 17. Рухомий циліндр 16 при своєму переміщенні заводить фіксуючі кульки 25 у виточку 24, за рахунок чого клапан 12 розміщується у виточці 9 запірної частини 10. Пристрій відкритий.