Устройство автоматического слива воды
AUTOMATIC WATER DRAIN DEVICE

Техническое решение относится к пневмогидравлическим устройствам и позволяет регулировать уровень открытия слива воды из ресивера.
Известны механические поплавковые конденсатоотводчики для систем сжатого воздуха различных производителей, например, конденсатоотводчики поплавковые ADCA FA16SS, конденсатоотводчики FLT17, поплавковый конденсатоотводчик PN16, содержащие поплавок и управляемый за счет этого поплавка клапан. Когда поплавок поднимается до верхнего уровня, клапан срабатывает на открытие сливного отверстия, а когда опускается до нижнего уровня перекрывает его, чтобы сжатый воздух не попал в слив.
Основным недостатком данных устройств является отсутствие возможности регулирования уровня открытия сливного отверстия.
Известен клапан автоматический мембранного типа с телескопическим поплавковым механизмом (патент RU 210282, МПК A01K 7/04, E03D 1/33, E03D 1/34, опубл. 05.04.2022), состоящий из двух составных частей - клапана автоматического мембранного типа и телескопического поплавкового механизма. Корпус клапана обеспечивает работу мембранно-клапанного механизма и подключение к магистральному трубопроводу. Мембранно-клапанный механизм формируется из штока, на котором жестко закреплены седло, мембрана, шайба опорная. Конструкция законтрена шайбой и гайкой. Мембранно-клапанный механизм устанавливается в крышку через втулку. Для обеспечения возврата конструкции в исходное положение на шток устанавливаются пружина, шайба подвижная и обжимная шайба.
Недостатком данного решения является то, что данный клапан работает только на автоматическое закрытие и не может быть использован при необходимости автоматического слива жидкости из емкости.
Известно устройство сигнализации о накоплении воды в масляном резервуаре (патент CN207906835, МПК F16N 29/04, опубл. 25.09.2018), устанавливаемое ниже резервуара с маслом и содержащее трубу для сообщения с верхней частью индикаторной трубки, впускную трубу резервуара для смазочного масла для сообщения трубы с нижней частью индикаторной трубки. Поплавковый переключатель соединен с соленоидным клапаном через реле. Поплавковый переключатель поднимается с уровнем воды. Когда уровень жидкости достигает определенной высоты, поплавковый переключатель включается, чтобы инициировать устройство сигнализации; при этом и реле, соединенное с поплавковым переключателем, управляет электромагнитным клапаном для открывания для выпуска воды из сливной трубы. Затем накопленная вода в резервуаре смазочного масла эффективно выводится.
Недостатком данного решения является необходимость использования электрической энергии, соответственно при отсутствии электроэнергии клапан работать не будет.
Наиболее близким аналогом является поплавковый конденсатоотводчик (патент RU2104441, МПК F16T 1/20, опубл. 10.02.1998), содержит корпус с подводящим и отводящим патрубками, размещенный в корпусе основной поплавок и неподвижно установленный на штоке вспомогательный поплавок, расположенный на расстоянии до 1 см от нижней направляющей, при этом основной поплавок расположен на штоке от вспомогательного поплавка на расстоянии величины верхнего и нижнего уровня жидкого конденсата до упорного фланца, закрепленного на штоке.
Основным недостатком устройства является необходимость переоборудования самого резервуара (ресивера), что исключает возможность использования для эксплуатируемых ресиверов, а также отсутствие возможности регулирования уровня открытия сливного отверстия.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности работы устройства автоматического слива воды из ресивера.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве автоматического слива воды, содержащем корпус с патрубками, размещенный в корпусе поплавок, а также выпускной клапан, корпус снабжен верхней и нижней крышками, в которых установлены патрубки, при этом патрубок верхней крышки имеет возможность подключения к выходному патрубку ресивера, связанному с воздушной магистралью, а патрубок нижней крышки имеет возможность подключения к патрубку слива воды ресивера через выпускной клапан, включающий в свой состав корпус запорного крана, закрепленный в нем жиклер и полый шток с наконечником в нижней части, установленный на центральной оси устройства с возможностью перемещения по этой оси для закрытия и открытия отверстия жиклера, верхний конец штока подвижно соединен с отверстием втулки, закрепленной, в свою очередь, на патрубке верхней крышки, причем полость штока связана через отверстие втулки с внутренней полостью патрубка верхней крышки, а нижняя часть штока подвижно соединена с центрирующим кольцом, имеющем отверстия для прохода жидкости и жестко установленном на патрубке нижней крышки, при этом поплавок состоит из двух отдельных секций, нижняя секция поплавка закреплена на нижней части штока, а верхняя секция установлена на верхней части штока с возможностью ее переустановки вдоль оси штока.
Сущность технического решения поясняется следующими чертежами:
- на фиг. 1 изображено устройство автоматического слива воды в разрезе;
- ни фиг. 2 изображена схема подключения устройства к ресиверу.
Устройство автоматического слива воды (1) включает в свой состав корпус (2), верхнюю крышку (3) с патрубком (4), нижнюю крышку (5) с патрубком (6), поплавок, состоящий из верхней секции (7) и нижней секции (8), а также клапана, в состав которого входит корпус запорного крана (9), закрепленный в нем жиклер (10) и полый шток (11) с запаянным в нижней части наконечником (12). Верхняя секция (7) установлена на верхней части штока (11) с помощью, например, болтового соединения (13). Также верхняя часть штока (11) содержит рабочую зону, в которой изготовлены отверстия (14) и с помощью которых осуществляется возможность переустановки верхней секции (7) поплавка. Нижняя секция (8) установлена на нижней части штока (11) также с помощью болтового соединения. Сам шток (11) закреплен в корпусе (2) с помощью втулки (15) со сквозным отверстием и центрирующего кольца (16). Втулка (15) закреплена с помощью резьбового соединения на патрубке (4) верхней крышки (3) и законтрена контргайкой. Сквозное отверстие соединяет полость штока (11) с внутренней полостью патрубка (4). Центрирующее кольцо (16) имеет отверстия для прохода жидкости и жестко закреплено на патрубке (6) нижней крышки (5).
Объем нижней секции (8) поплавка должен обеспечить плавучесть поплавка, но быть не более  суммарного объема секций. Объем верхней секции (7) в сумме с объемом нижней секции (8) должен быть выше объема необходимого для преодоления усилия открытия клапана и общего веса поплавка. Отверстия (14) для крепления верхней секции (7) на штоке (11) должны быть по всей длине рабочей зоны секции. Обечайка конструкции секции поплавка сварена своими торцами с загнутыми концами верхней и нижней части корпуса секций, что позволяет избежать их деформации в процессе изготовления. Диаметр и количество болтов крепления крышек согласно расчету (на чертеже не показаны).
Устройство работает следующим образом.
Устройство (1) крепится на разъемной подставке, позволяющей снимать и устанавливать крышки на рабочем месте. После монтажа нижней крышки (5) с клапаном и установки поплавка методом залива воды в корпус (2) определить уровень закрытия клапана. Данный уровень нанести и обозначить на корпусе. Верхнюю секцию (7) поплавка установить так, чтобы верх цилиндрической части был на оптимальном расстоянии ниже входа воздуха в ресивер. Уровень открытия клапана при максимальном рабочем давлении должен быть ниже верха цилиндрической части верхней секции (7) (при необходимости достигается путем изменения диаметра сливного отверстия жиклера). Устанавливают верхнюю крышку (3) с втулкой (15). Устройство (1) подключают патрубком (4) через запорный кран (17) с выходным патрубком ресивера (18), связанным с рабочей магистралью с давлением Рмаг, а корпус запорного крана (9) с трубопроводом слива. В начале патрубка слива из ресивера установлен основной запорный кран (19), между входом крана (9) и выходом крана (19) устанавливается контролирующий кран автоматического слива (20), а между выходом крана (9) и выходом крана (19) устанавливается кран ручного слива (21).
Для привода устройства (1) в рабочее положение открывают краны (17), (19) и (20), а кран (21) закрывают. Через вход ресивера (18) поступает воздух с водой, которая отделяется ресивером, постепенно заполняя его. Параллельно через клапан происходит параллельное заполнение устройства (1). Вода из ресивера поступает на входное отверстие в кране (9), поднимается по патрубку (6) и через отверстия центровочного кольца (16) заполняет саму полость корпуса (2). В момент, когда вода поднимется до установленного уровня открытия, воздействуя на обе секции поплавка, произойдет перепад давления и клапан сработает на открытие, т.е. шток (11) переместится вверх на величину хода. Происходит слив воды до момента восстановления баланса давления, когда шток (11) опустится вниз и закроет клапан. Произойдет это в момент, когда вода достигнет уровня закрытия. Таким образом цикл повторяется в автоматическом режиме до окончания рабочего процесса.