Автоматичний клапан для впуску стічної рідини та повітря до мережі вакуумної каналізації

Реферат: Автоматичний клапан для впуску стічної рідини та повітря до мережі вакуумної каналізації містить вертикальний шток затвору для перекриття потоку стічної рідини, має круглу в плані форму та включає до своєї конструкції пружини. Запірний елемент виконано у вигляді конуса, вершина якого має закруглену форму, яка обумовлює зміну площі дії на нього середовища при зміні положення, що дозволяє уникнути додаткових затворів у будові клапана. UA 81875 U (12) UA 81875 U UA 81875 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель застосовується в області водовідведення, а саме в системах вакуумної каналізації. Клапан призначений для встановлення у точках підключення внутрішньої самопливної каналізації до зовнішньої вакуумної водовідвідної мережі. Відомий автоматичний клапан для впуску стічної рідини та повітря до мережі вакуумної каналізації, який містить встановлений під кутом до напряму рідини поршень, що керується встановленою у двох окремих камерах системою поршнів та пружин [1]. Недоліком даної моделі клапана є значні габарити в плані (через невертикальне розташування затвору) та велика кількість необхідних для автоматичного відкриття та закриття клапана деталей. Найбільш близьким за технічною суттю до приладу, який заявляється, є вибраний як прототип пристрій для керуванням запірним клапаном в умовах вакууму, який призначений для використання у системах вакуумної каналізації [2]. Він, на відміну від моделі, вибраної за аналог, має вертикальний шток затвору для перекриття потоку стічної рідини, має круглу в плані форму та включає до своєї конструкції меншу кількість пружин, що зменшує його розміри і собівартість та підвищує надійність. Недоліком даної конструкції автоматичного клапана для впуску стічної рідини та повітря до системи вакуумної каналізації є все ще велика кількість рухомих деталей, ущільнень та повітропровідних шляхів, що негативно впливає на собівартість та надійність приладу. Окрім того, конструкція прототипу передбачає його спрацьовування (відкриття) наступним чином: спочатку через накопичення перед клапаном певної кількості стоків до каналізаційної мережі потрапляє повітря, а потім, як наслідок цього, відкривається затвор, який впускає до вакуумної мережі стічні води. Оскільки рух рідини у вакуумній каналізаційній мережі обумовлений різницею тисків у атмосфері та в мережі, то завчасне потрапляння повітря, яке зменшує вакууметричний тиск, призводить до зменшення початкової швидкості руху рідинно-повітряної суміші по мережі. Задача корисної моделі - максимальне зменшення габаритних розмірів, кількості деталей клапана та змінення конструкції таким чином, щоб початкова швидкість рідинно-повітряної суміші була максимальною. Поставлена задача досягається тим, що запірний елемент виконано в формі конуса, вершина якого має закруглену форму. Таким чином, коли він перебуває у закритому положенні, площа дії на нього атмосферного та гідростатичного тиску є меншою, ніж при відкритому положенні. Завдяки цьому вдається отримати різні значення потрібних різниць тиску до та після клапана для умови відкриття затвору та для умови утримання його у відкритому стані. Крім того, впуск повітря здійснюється після потрапляння до камери клапана першої порції стічної рідини. Таким чином, вакууметричний тиск не втрачається через наявність атмосферного повітря в камері клапана, а швидкість рідинно-повітряної суміші є максимально можливою. На кресленні 1 приведена будова вакуумного клапана (2 перерізи), який сконструйовано з метою зменшення розмірів, кількості деталей та зміною місця впуску повітря в систему з використанням корисної моделі, яка заявляється. На кресленні: 1 - корпус клапана; 2 - нижня камера; 3 - верхня камера; 4 - трубопровід сполучення із колодязем дворової самопливної каналізації; 5 - трубка сполучення із повітрям атмосфери; 6 - запірний конус, вершина якого має закруглену форму; 7 - сталева перегородка із круглим отвором; 8 - фланці; 9 - з'єднувальні болти; 10 - шток; 11 - шайба; 12 - пружина; 13 ущільнювальне кільце; 14 - притискна гайка; 15 - трубопровід під'єднання до вакуумної каналізаційної мережі. Клапан для впуску стічної рідини та повітря в систему вакуумної каналізації працює таким чином: по мірі підвищення рівня стічної рідини у трубопроводі сполучення із колодязем дворової самопливної каналізації 4 збільшується тиск у нижній камері 2. В той самий час в трубопроводі під'єднання до вакуумної каналізаційної мережі 15 та у верхній камері З підтримується вакууметричний тиск. У певний час сила, яка обумовлена різницею тисків у нижній та верхній камерах клапана, перевищує силу пружності пружини 12 (сила дії пружини на шайбу 11 має корегуватися за допомогою притискної гайки 14 під час наладки клапана), унаслідок чого запірний конус, вершина якого має закруглену форму 6, здіймається. Через різницю тисків здійснюється переміщення суміші стічної рідини, яка надходить з трубопроводу сполучення із колодязем дворової самопливної каналізації 4, та повітря, яке надходить з трубки сполучення із повітрям атмосфери 5 до трубопроводу під'єднання до вакуумної каналізаційної мережі 15. Прохід крізь отвір у перегородці 7 повітря та рідини у необхідному співвідношенні досягається за рахунок різниці гідравлічних опорів у трубопроводі сполучення із колодязем дворової самопливної каналізації 4 та трубки сполучення із повітрям атмосфери 5, причому одразу після відкриття клапана (до витиснення стічної рідини з трубки сполучення із повітрям атмосфери 5) 1 UA 81875 U 5 10 15 20 25 проходять лише стічні води, вміст повітря у суміші поступово збільшується у наслідок того, що гідростатичний тиск у колодязі поступово зменшується, а атмосферний тиск лишається сталим. Попри зменшення надлишкового тиску у нижній камері 2 через падіння рівня стічної рідини та зменшення вакууметричного тиску у верхній камері 3 через надходження до неї повітря з атмосфери, клапан має лишатися відкритим до спорожнення колодязя. Це досягається унаслідок появи дії швидкісного напору рідинно-повітряної суміші на запірний конус, вершина якого має закруглену форму 6 та за рахунок значного збільшення площі дії надлишкового тиску на поверхню конуса унаслідок його відкриття. Після спуску усієї стічної рідини зникає її динамічна дія на запірний конус, вершина якого має колоподібну форму 6 та обумовлена втратою напору різниця тисків у камерах 2 та 3 - під дією пружини 12 клапан закривається. Використання даної моделі дозволить знизити собівартість клапана, спростити його експлуатацію та отримувати максимальні швидкості рідинно-повітряної суміші при вході у вакуумну мережу. Джерела інформації: 1. United States Patent, Patent Number 5,114,280 Vacuum-Type Sewage Collection System And Vacuum Valve Controller For The Same, May. 19,1992. 2. United States Patent, Patent Number 5,657,784 Control Arrangement for Actuating a Shut-Off Valve And Method Of Operation, Aug. 19, 1997. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Автоматичний клапан для впуску стічної рідини та повітря до мережі вакуумної каналізації, що містить вертикальний шток затвору для перекриття потоку стічної рідини, має круглу в плані форму та включає до своєї конструкції пружини, який відрізняється тим, що запірний елемент виконано у вигляді конуса, вершина якого має закруглену форму, яка обумовлює зміну площі дії на нього середовища при зміні положення, що дозволяє уникнути додаткових затворів у будові клапана. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2