Запорное устройство системы водоснабжения
Изобретение относится к системам заправки водой различных емкостей, в частности бака пассажирского вагона. Запорное устройство системы водоснабжения состоит из соединяемого с водоналивной трубой корпуса (1), соединяемого с поплавком (16) клапана (5) и приспособления для сигнализации о достижении необходимого уровня воды. В корпусе выполнены отверстия (13), сообщенные с его полостью. Клапан 5 расположен в корпусе с возможностью перемещения между опорным (3) и упорным (2) седлами. Для исключения воздействия потока воды на поплавок (16) и его соединительные элементы поплавок (16) связан с верхней частью штока (6) клапана, по крайней мере, одним рычажным механизмом. Шток выполнен с возможностью прохождения через него воды к сигнальному приспособлению. Изобретение упрощает конструкцию, повышает стабильность работы запорного устройства при различных давлениях в заправочных магистралях. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится преимущественно к области железнодорожного транспорта и предназначено для отключения подачи воды в систему водоснабжения пассажирского вагона после заполнения ее водой, а также может найти применение в любой области народного хозяйства, где требуется контроль за расходом воды в системах водоснабжения, а также для установки в системах подачи текущей среды, например, для заправки жидким топливом самолетов.
Известно запорное устройство системы водоснабжения пассажирского вагона (см. патент РФ №2117595 от 20.08.1998 г.), содержащее соединяемый с водоналивной трубой корпус, соединенный с поплавком клапан, приспособление для сигнализации окончания заполнения бака водой.
Недостатком известного устройства является сложность конструкции и нестабильность работы из-за наличия турбулентности.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в упрощении конструкции, в повышении стабильности работы запорного устройства при различных давлениях в заправочных магистралях.
Указанный результат достигается тем, что в запорном устройстве, содержащем соединяемый с водоналивной трубой корпус, соединенный с поплавком клапан, приспособление для сигнализации окончания заполнения бака водой, в корпусе выполнены отверстия, сообщающиеся с его полостью, клапан расположен в корпусе с возможностью перемещения между опорным и упорным седлами, а его шток своей верхней частью, по крайней мере, одним рычажным механизмом связан с поплавком и выполнен с возможностью поступления через него воды к выполненному в корпусе каналу сигнального приспособления.
Рычажный механизм может состоять из рычага, соединенного средней частью со штоком одним концом с корпусом, а другим концом через шарнирное звено с поплавком.
Шток клапана может быть выполнен полым для сообщения полости корпуса, сообщенной с каналом приспособления для сигнализации, и полости корпуса, ограниченной нижней поверхностью клапана.
В полости корпуса, сообщенной с каналом, может быть размещен поршень, закрепленный на заглушенном конце штока, выполненного с отверстием для сообщения полости штока со штоковой частью полости корпуса, сообщенной с каналом.
Шток клапана может состоять из телескопически соединенных трубчатой направляющей, открытой в нижней части, и тяги, соединенной с поплавком через рычажный механизм, причем направляющая и тяга сопряжены между собой с возможностью уплотнения кольцевого зазора между ними для исключения вытекания из него воды в полость корпуса, сообщенную с каналом указанного приспособления, при максимальном выдвижении тяги из направляющей и промежуточном положении клапана, при этом тяга пропущена через верхнее отверстие корпуса с возможностью его уплотнения при достижении необходимого уровня воды и поступления воды в полость, сообщенную с каналом приспособления для сигнализации, через указанный кольцевой зазор.
Тяга может быть выполнена составной, при этом одна часть сопряжена с направляющей, а другая часть пропущена через верхнее отверстие корпуса и соединена с рычагом.
Корпус целесообразно выполнять в виде одной детали, через переходник сопрягаемой с водоналивной трубой, при этом опорное седло клапана может быть зафиксировано между корпусом и переходником.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 показан первый вариант запорного устройства; на фиг.2 - второй вариант устройства.
Представленными чертежами количество возможных модификаций запорного устройства не ограничивается.
Запорное устройство состоит из полого разъемного или цельного корпуса 1 с упорным седлом 2. Внутри полого корпуса 1 расположено опорное седло 3 с каналами 4 для пропуска воды. На опорном седле 3 размещен клапан 5 с полым штоком 6, имеющим заглушенный конец с поршнем 7 или со штоком, состоящим из телескопически соединенных трубчатой направляющей 8 и тяги, выполненной из частей 9 и 10. Ниже поршня 7 в полом штоке 6 предусмотрено отверстие 11, соединяющее между собой полость штока 6 с полостью 12. В корпусе 1 предусмотрены отверстия 13 для слива воды в бак. В верхней части корпуса 1 в зоне полости 12 установлен штуцер 14 с гибким шлангом для сигнализации окончания заполнения бака водой. Устройство монтируется на водоналивную трубу 15 бака.
Поплавок 16 в первом и втором вариантах может иметь самое разнообразное конструктивное выполнение. Его конкретная конструкция и выбор материала для его изготовления определяются типом конкретной системы водоснабжения и ее особенностями.
Поплавок соединяется со штоком посредством рычажного механизма, который может состоять из закрепленного шарнирно на поплавке шарнирного звена 17, соединенного с рычагом 18. Рычаг 18 средней частью шарнирно соединен со штоком, а свободным концом расположен подвижно в упорном элементе 19.
Для приложения усилия подъема строго вдоль штока целесообразно использовать два рычажных механизма.
Поплавок выполняется с гильзой 20, скользящей по корпусу 1 и ограничивающей в поплавке воздушную полость.
Работает запорное устройство при первом варианте выполнения клапана следующим образом.
При подаче воды в водоналивную трубу 15 бака вода через каналы 4 опорного седла 3, через отверстия 13 поступает в бак. При достижении уровня воды поплавка 16 и дальнейшем его росте поплавок 16 вместе со штоком 6 и клапаном 5 несколько поднимаются вверх относительно опорного седла 3. После нарушения контакта между нижней частью клапана 5 и поверхностью опорного седла 3 вода под давлением поступит через полость штока 6 и отверстие 11 под поршень 7 в штоковую часть полости 12. Поршень 7 со штоком 6 и клапаном 5 поднимутся вверх до контакта последнего с седлом 2. Подача воды в бак прекратится. Вода из полости 12 при нахождении поршня 7 в верхнем положении поступит через штуцер 14 и гибкий шланг в переливную трубу, сигнализируя об окончании заполнения бака водой.
При втором варианте выполнения клапана запорное устройство работает следующим образом.
При достижении определенного уровня заправки поплавок 16 через рычажный механизм и часть 10 тяги поднимает часть 9 тяги на 2,5 мм, перекрывая связь с атмосферой за счет уплотнения кольцевого зазора между направляющей 8 и частью 9 тяги (уплотнителем служит стандартное резиновое кольцо 21) - этим снимается влияние давления магистрали, а соответственно, давления в полости корпуса на усилие прижима клапана 5 к вставке седла 3. Этим достигается стабильность уровня заправки. Вода, продолжая поступать в бак через поплавок, скобу, тягу, поднимает клапан, и через 2,5-3 мм клапан, перерезая поток жидкости, совместно с частью 10 тяги поднимается вверх, перекрывает канал 22 сигнального приспособления, затем резиновое кольцо 23 части 10 тяги достигает через 6 мм крышки 24, уплотняя отверстие 25 корпуса. При этом клапан не достигает упорного седла 2. Под действием давления магистрали клапан перекрывает подачу воды, достигая седла 2 корпуса, одновременно обеспечивая поступление воды через кольцевой зазор между направляющей 8 и частью 9 тяги в полость 12, сообщенную с каналом 22, в который устремляется вода через кольцевой зазор между корпусом и направляющей. Вода в части 26 полости 12 играет роль гидродемпфера, снижая гидравлический удар (чем больше давление в магистрали, тем сильнее снижается гидроудар). После перекрытия вентиля магистрали все элементы клапана возвращаются под действием собственного веса в исходное состояние.
Предлагаемые варианты запорного устройства имеют неоспоримое преимущество по сравнению с ближайшим аналогом, т.к. в нем отсутствуют элементы, находящиеся в потоке воды и влияющие на его работу и уровень заправки.
Использование рычажного механизма обеспечивает стабильность срабатывания клапана, т.к. позволяет повысить усилие отрыва клапана 5 от опорного седла 3 и усилие прижатия клапана к седлам 2 и 3.
Использование рычажного механизма позволяет уменьшить габариты поплавка, т.к. уменьшение подъемной силы компенсируется выигрышем в силе за счет применения рычага.
1. Запорное устройство системы водоснабжения, содержащее соединяемый с водоналивной трубой корпус, соединенный с поплавком клапан, и приспособление для сигнализации о достижении необходимого уровня воды, отличающееся тем, что в корпусе выполнены отверстия, сообщающиеся с его полостью, клапан расположен в корпусе с возможностью перемещения между опорным и упорным седлами, а его шток своей верхней частью, по крайней мере, одним рычажным механизмом связан с поплавком и выполнен с возможностью поступления через него воды к выполненному в корпусе каналу сигнального приспособления.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рычажный механизм включает в себя рычаг, соединенный средней частью со штоком, одним концом с корпусом, а другим концом через шарнирное звено с поплавком.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что шток клапана выполнен полым для сообщения полости корпуса, сообщенной с каналом приспособления для сигнализации, и полости корпуса, ограниченной нижней поверхностью клапана.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в полости корпуса, сообщенной с каналом, размещен поршень, закрепленный на заглушенном конце штока, выполненного с отверстием для сообщения полости штока со штоковой частью полости корпуса, сообщенной с каналом.
5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что шток клапана состоит из телескопически соединенных трубчатой направляющей, открытой в нижней части, и тяги, соединенной с поплавком через рычажный механизм, причем направляющая и тяга сопряжены между собой с возможностью уплотнения кольцевого зазора между ними для исключения вытекания из него воды в полость корпуса, сообщенную с каналом указанного приспособления, при максимальном выдвижении тяги из направляющей и промежуточном положении клапана, при этом тяга пропущена через верхнее отверстие корпуса с возможностью его уплотнения при достижении необходимого уровня воды и поступления воды в полость, сообщенную с каналом приспособления для сигнализации, через указанный кольцевой зазор.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что тяга выполнена составной, при этом одна часть сопряжена с направляющей, а другая часть пропущена через верхнее отверстие корпуса и соединена с рычагом.
7. Устройство по любому из пп.1, 2, 4 и 6, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде одной детали через переходник, сопрягаемый с водоналивной трубой.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что опорное седло клапана зафиксировано между переходником и корпусом.
