Вантуз

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности к устройствам для впуска и выпуска воздуха из трубопровода и может быть использована на водоводах большого сечения в системах транспортировки воды К вантузам, используемым в системах водоснабжения, предъявляются особые требования, к которым относятся: - возможность быстрого заполнения большого объема водовода воздухом при опорожнении водовода и быстрого удаления воздуха при заполнении водовода водой; - возможность пропускания как больших количеств воздуха при заполнении или опорожнении водовода, так и малых количеств воздуха, скапливающегося в водоводе при его нормальной эксплуатации; - предупреждение преждевременного закрывания вантуза потоком выпускаемого воздуха или водовоздушной смесью (пеной); - предупреждение замерзания вантуза при эксплуатации, его в зимнее время; - возможность и удобство выполнения профилактики и ремонта вантуза без остановки водовода. Известен вантуз по авторскому свидетельству СССР N2 574578, приоритет 19.06.73, кл. F 16 Τ 1/45, который содержит корпус, закрытый сверху крышкой с отверстием β центре. В нижней части корпуса закреплен предохраняющий диск, в центре которого установлен направляющий шток со свободно насаженным поплавком, имеющим форму усеченного конуса. В верхней части поплавка закреплен затвор в виде шарового сегмента. В затворе выполнен сквозной вертикальный канал. Затвор подвижно соединен с поплавком при помощи соединительной втулкой с возможностью перекрытия указанного канала а затворе установленным на поплавке клапаном при подъеме поплавка в сторону крышки. При заполнении водовода водой вытесняемый из него воздух поступает в корпус вантуза, обтекает предохраняющий диск, поплавок и через отверстие в крышке выходит в атмосферу. Предохраняющий диск при этом предотвращает преждевременное закрывание вантуза динамическим напором выпускаемого воздуха и водовоздушной смесью. При заполнении корпуса вантуза водой поплавок всплывает, перемещаясь по направляющему штоку в сторону крышки, и затвором плотно закрывает отверстие в крышке. Призтом канал в затворе перекрыт клапаном, расположенным на поплавке. Такое положение затвора остается на весь период непрерывной работы водовода до его опорожнения. После наполнения корпуса вантуза водой воздух, выделяемый водой в процессе эксплуатации водовода, скапливается в верхней части корпуса вантуза, понижая уровень воды в корпусе, что приводит к опусканию поплавка вместе с клапаном, открытию канала в затворе и стравливанию через указанный канал воздуха в а тмосферу. При опорожнении водовода поплавок опускается по направляющему штоку, затвор открывает отверстие в крышке, через которое воздух поступает в водовод. Описанный вантуз имеет ограниченную пропускную способность, так выполнен с единственным отверстием, поперечное сечение которого ограничено условиями работы поплавкового клапана, управляющего прохождениям воздуха через это отверстие при заполнении или опорожнении водовода. Для увеличения пропускной способности вантузного узла на водоводе приходится устанавливать несколько таких вантузов для параллельной их работы, что усложняет конструкцию вантузного узла и увеличивает габариты колодца, в котором устанавливают вантузы. Монтаж вантуза на водоводе требует установки между вантузом и водоводом задвижки, обеспечивающей возможность профилактики и ремонта вантуза без остановки водовода. Установка задвижки требует перемещения места установки вантуза в верхнюю зону колодца, так как сама задвижка и ее присоединительные патрубки занимают значительный объем колодца. Перемещение вантуза в верхнюю зону колодца, как неизбежное следствие установки задвижки между вантузом и водоводом, ухудшает условия эксплуатации вантуза в зимнее время, так как при пониженных температурах но исключено замерзание вантуза при расположении его в верхней зоне колодца. Кроме того, в аварийных ситуациях доступ к приводу задвижки бывает невозможен без остановки водовода, например при затоплении колодца вытекающей через вантуз водой. Известен также вантуз по авторскому Свидетельству СССР № 907334, приоритет 17.06.80, F 16 Τ1 /45, который содержит корпус, установленный непосредственно в водоводе. Корпус снабжен крышкой с воздуховыпускными окнами. В корпусе размещен поплавок с направляющим штоком. В верхней части поплавка установлен клапан, взаимосвязанный с воздуховыпускными окнами крышке. В крышке также выполнен канал, через который проходит направляющий шток поплавка. В канале выполнено запорное седло, взаимосвязанное с золотником, установленным на направляющем штоке поплавка. Вантуз работает следующим образом. Выделяющийся из воды воздух поступает в корпус вантуза и заполняет верхнюю часть объема корпуса. Уровень воды в корпусе понижается и поплавок опускается вниз. При этом опускается и шток с золотником. Золотник отходит от запорного седла, канал в крышке открывается и воздух стравливается в атмосфер у. При этом уровень воды в корпусе повышается, поплавок со штоком и золотником поднимаются, перекрывая канал в крышке. Таким образом происходит периодическое стравливание воздуха, выделяющегося из воды в процессе эксплуатации водовода. При опорожнении водовода вода вытекает из корпуса вантуза, поплавок опускается в нижнее положение и открывает воздуховыпускные окна в крышке вантуза, обеспечивая заполнение водовода воздухом. При заполнении водовода водой воздух вы ходит через воздуховыпускные окна в крышке. Поступление воды в корпус вантуза' вызывает перемещение поплавка в сторону крышки и перекрытие воздуховыпускных окон в крышке. Циркуляция воды в корпусе исключает обмерзание клапана и повышает надежность его работы при низких температурах. Как и ранее описанный аналог данный вантуз имеет ограниченную пропускную способность, так как площадь поперечного сечения его воздуховыпускных отверстий ограничена условиями работы поплавкового клапана, управляющего прохождением воздуха через воздуховыпускные отверстия. Для увеличения пропускной способности необходимо устанавливают несколько таких клапанов на водоводе с усложнением конструкции и габаритов вантузного узла. Вантуз не защищен от преждевременного закрывания воздействием динамического напора вытесняемого из водовода воздуха или водовоздушной смеси. Кроме того вантуз не предоставляет возможности выполнения его профилактики или ремонта без отключения водовода (остановки водовода), так как не содержит средств перекрытия воздухо выпускного канала при повреждении вантуза. Общими признаками заявляемой полезной модели с описанными аналогами являются корпус с крышкой, внутри которого установлен клапан поплавкового типа с воздуховып ускным отверстием в крышке. В качестве прототипа выбран вантуз по авторскому свидетельству СССР № 222644, приоритет 04.05.67, F 16 К 24/00, который состоит из корпуса, выполненного в виде патрубка, врезанного в водовод и перекрытого крышкой в виде фланца-заглушки с несколькими воздуховыпускными отверстиями. Внутри корпуса размещены поплавковые клапаны, установленные в направляющих перфорированных втулках с возможностью перемещения в сторону воздуховыпускных отверстий, выполненных в крышке. Втулки поджаты к фланцу-заглушке посредством прижимного фланца и болта. Вантуз работает следующим образом. При заполнении водовода водой воздух из водовода вы ходит через воздуховыпускные отверстия в крышке, так как поплавковые клепаны при этом находятся в нижнем положении в направляющих втулках, при котором воэдуховыпускные отверстия в крышке открыты. При повышении уровня воды в водоводе поплавковые клапаны всплывают и при полном заполнении водовода водой занимают свое верхнее положение в направляющих втулках, при котором они перекрывают воздуховыпускные отверстия в крышке, прижимаясь к крышке архимедовой силой, связанной с их плавучестью, а также давлением внутри водовода. Преждевременное закрывание клапанов динамическим напором выпускаемого из водовода воздуха, а также водовоздушной смесью предупреждается расположением поплавковых клапанов в направляющих перфорированных втулках. При снижении уровня воды в водоводе поплавковые клапаны под действием силы собственного веса и образующегося в водоводе разрежения отрываются от перекрываемых ими отверстий в крышке, обеспечивая заполнение водовода воздухом через указанные отверстия. Общими признаками заявляемой полезной модели и прототипа являются корпус с крышкой, внутри которого установлены поплавковые клапаны с воздуховыпускными отверстиями крышке. Конструкция вантуза-прототипа позволяет значительно увеличить пропускную способность вантуза безувеличения габаритов вантузного узла на водоводе, так как предусматривает возможность размещения в одном корпусе нескольких поплавковых клапанов, работающих параллельно при опорожнении и заполнении водовода водой, обеспечивает автоматическое стравливание воздуха, выделяющегося из воды в процессе эксплуатации водовода, предупреждает преждевременное закрывание вантуза потоком выпускаемого воздуха и водовоздушной смесью. Расположение вантуза непосредственно на водоводе улучшает условия его эксплуатации в зимнее время, так как при этом вантуз располагается в нижней зоне колодца, где уменьшается вероятность его замерзания. Однако конструкция вантуза не позволяет выполнять его профилактику и ремонт без остановки водовода, так как вантуз не имеет средств для перекрытия воздуховыпускного канала в необходимых случаях. При выходе из строя хотя бы одного из поплавковых клапанов вода из водовода будет беспрепятственно поступать в колодец вплоть до остановки водовода. Установка задвижки между вантузом и водоводом, как дополнительного элемента вантузного узла, потребует перемещения вантуза в верхнюю зону колодца, что приведет к ухудшению условий эксплуатации вантуза в зимнее время. Кроме того доступ к такой задвижке будет ограничен без остановки водовода в случаях повреждений вантуза, когда вода из водовода поступает через поврежденный вантуз в колодец. В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования вантуза, в котором за счет конструктивных особенностей его выполнения обеспечивается возможность и удобство его отключения от водовода без вмешательства в режим работы водовода, что позволяет выполнять профилактику, а также ремонт вантуза без остановки водовода. Поставленная задача решается тем, что в вантузе, содержащем корпус с крышкой, внутри которого установлены поплавковые клапаны с воздуховыпускными отверстиями в крышке, согласно полезной модели, в корпусе со стороны его присоединения к водоводу выполнено днище с отверстием, на днище установлен запорный элемент указанного отверстия с приводом виде винта, взаимосвязанного с запорным элементом и расположенного в резьбовом отверстии втулки, которая установлена на крышке с возможностью вращения вокруг своей оси, Указанные признаки составляют сущность полезной модели. Целесообразно запорный элемент выполнить в виде тарельчатого клапана, а отверстие в днище выполнить с седлом, форма й размеры которого соответствуют запорной поверхности клапана, тарельчатый клапан установить в направляющих с возможностью его перемещения в направлении продольной оси винта и соединия его с винтом жестко. Для удобства обслуживания вантуза целесообразно втулк у с наружной стороны выполнить со средствами ее ручного привода, например с маховичком. Для стравливания воздуха из полости корпуса, который выделяется из воды о процессе нормальной эксплуатации водовода, целесообразно площадь поперечного сечения воздуховыпускного отверстия одного из поплавковых клапанов выбрать из следующего соотношения: где: S - площадь водовыпускного отверстия, в см 2; Q - вес поплавка, в кГ; D Ρ - максимальный перепад давления в водоводе по отношению к атмосферному в режиме нормальной эксплуатации водовода, в кГ/см 2. Указанные особенности выполнения полезной модели не являются обязательными, а только предпочтительными с точки зрения заявителя и не исключают други х вариантов выполнения в пределах указанной сущности полезной модели. Обеспечение технического результата -возможности и удобства отключения вантуза от водовода без вмешательства в режим работы водовода обеспечивается выполнением в нижней части корпуса со стороны его присоединения к водоводу днища с отверстием, установкой на днище запорного элемента с возможностью перекрытия этим запорным элементом указанного отверстия в днище, выполнением привода запорного элемента в виде винта, установленного в резьбовом отверстии втулки, взаимосвязанной с крышкой вантуза. Такое конструктивное выполнение вантуза, характеризующееся особенностями его конструктивных элементов и их взаимным расположением, позволяет простым вращением втулки отключать его от водовода и подключать его к водоводу без вмешательства в режим работы водовода. Возможность расположения природного маховичка втулки на практически любом расстоянии от крышки вантуза позволяет разместить его в удобном для пользования месте, например на выходе из колодца, и дает возможность отключат вантуз от водовода при затопленном колодца в условиях ограниченности или невозможности доступа непосредственно к вантузу. Таким образом признаки, составляющие сущность полезной модели находятся в причинноследственной связи с техническим результатом. Для лучше го понимания сущности заявляемой полезной модели ниже приводится пример ее реализации со ссылками на чертежи, на которых представлено: на фиг. 1 -общий вид вантуза, разрез; на фиг. 2 -разрез по А-А из фиг. 1. Вантуз состоит из корпуса 1, верхняя часть которого перекрыта крышкой 2, а в нижней части корпуса 1 выполнено днище 3. Внутри корпуса 1 расположены поплавковые клапаны А, с воздуховыпускными отверстиями 5, 6, выполненными в крышке 2. Поплавковые клапаны А установлены в направляющих чашках 7, которые закреплены на днище 3. Поплавковые клапаны 4 выполнены в виде шаров, свободно размещенных в чашках 7. В центральной части днища 3 выполнено отверстие 8, на днище 3 установлен запорный элемент, выполненный в виде запорного тарельчатого клапана 9. Отверстие 8 в днище 3 выполнено с седлом 10, форма и размеры которого соответствуют запорной поверхности 11 тарельчатого клапана 9, Тарельчатый клапан 9 выполнен с приводом в виде винта 12, который установлен в резьбовом отверстии 13 втулки 14, которая соединена с возможностью вращения вокруг продольной оси с крышкой 2 при помощи кронштейнов 15. Винт 12 взаимосвязан с тарельчатым клапаном 9 жестко через отверстие 16, выполненное в тарельчатом клапане 9. Тарельчатый клапан 9 установлен в направляющих 17 с возможностью перемещения в направлении продольной оси винта 12. Втулка 14 с наружной стороны крышки 2 выполнена с маховичком 18. На крышке 2 установлен уплотнительный узел 19, обеспечивающий герметизацию внутренней полости корпуса 1. Отверстие 5 в крышке 2 имеет площадь поперечного сечения, выбранную из соотношения: где: S - площадь поперечного сечения возду-ховыпускного отверстия 5, в см 2; Q - вес поплавка 4, в кГ; D Ρ - максимальный перепад давления в водоводе по отношению к атмосферному в режиме нормальной эксплуатации водовода, в кГ/см. Такое соотношение обеспечивает возможность отрыва поплавкового клапана 4 от отверстия 5 при понижении уровня воды в корпусе 1 в результате выделения газов из воды в режиме нормальной эксплуатации водовода. Чашки 7 выполнены с отверстиями 20 в боковых стенках. Вантуз работает следующим образом. При заполнении водовода водой вытесняемый из него воздух поступает через отверстие 8 в днище 3 в корпус 1. Тарельчатый клапан 9 при этом находится в открытом положении. Из корпуса 1 воздух через воздуховыпускные отверстия 5, 6 выходит в атмосферу. Поплавковые клапаны 4 при этом располагаются в чашах 7, которые защищают их от динамического напора выходящего воздуха, предупреждая преждевременное закрытие воздуховып ускных отверстий 5, 6 . поплавковыми клапанами 4. При образовании в корпусе 1 водовоздушной смеси вода из чашек 7 через отверстия 20 вытекает обратно в водовод, что не дает поплавковым клапанам 4 преждевременно всплыть до появления сплошного потока воды. При повышении уровня воды в водоводе вода заполняет корпус 1, поплавковые клапаны всплывают, перекрывают воздуховыпускные отверстия 5, 6, прижимаясь к крышке 2 архимедовой силой и давлением внутри водовода. В процессе нормальной эксплуатации водовода, выделяющийся из воды воздух скапливается в корпусе 1, понижая в нем уровень воды. При этом поплавковый клапан 4 отрывается от воэдуховыпускного отверстия 5, поперечное сечение которого выбрано из указанного выше соотношения. Воздух из корпуса 1 через воздуховыпускное отверстие 5 выходит в атмосферу, уровень воды в корпусе 1 повышается и поплавковый клапан 4 вновь перекрывает воздуховыпускное отверстие 5. Таким образом происходит периодическое стравливаний воздуха, выделяющегося из воды в процессе нормальной эксплуатации водовода, При опорожнении водовода вода через отверстие 8 вытекает из корпуса 1, поплавковые клапаны 4 под действием силы собственного веса и образующегося в водоводе разрежения отрываются от водовыпускных отверстий 5, 6, обеспечивая заполнение водовода воздухом, который поступает в корпус 1 вантуза и в водовод через отверстия 5, 6 в крышке 2 и отверстие 8 в днище 3. При выполнении профилактики вантуза или в аварийных ситуациях при выходе вантуза из строя вращением маховичка 18 перекрывают отверстие 8 в днище 3 тарельчатым клапаном 9. При этом вантуз отключается от водовода без вмешательства в режим работы водовода и обеспечивается возможность профилактики или ремонта вантуза без остановки водовода. Конструктивные особенности вантуза позволяют установить его непосредственно на водоводе в нижней зоне колодца, что улучшает условия его эксплуатации в зимнее время, При этом маховичок 18 привода тарельчатого клапана 6 может быть расположен в удобном для доступа месте, например на выходе из колодца, что обеспечивает возможность и удобство отключения вантуза в любы х ситуациях, в том числе и в аварийных.