УСТРОЙСТВО АВАРИЙНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ПОДАЧИ ВОДЫ
DEVICE FOR EMERGENCY DISCONNECTION OF WATER SUPPLY

Устройство относится к водоснабжению и может быть использовано для автоматического отключения подачи воды в водопроводно-канализационную систему отдельного помещения при его аварийном затоплении.
Известно (RU 89135 МПК Е03С 1/05 (2006.01) 27.11.2009) устройство аварийного отключения подачи воды, содержащее установленный на ее пути запорный элемент, соединенный с предварительно сжатой пружиной посредством механизма, который блокирован работающим на сжатие стопором. При взаимодействии с аварийной водой стопор растворяется и утрачивает свою функцию, освобождая механизм и энергию пружины для изменения положения запорного элемента с открытого для движения воды на закрытое.
Недостатком этого устройства является зависимость максимального количества энергии, накопленной пружиной (аккумулятором) при ее сжатии, от объема стопора. Действительно, рабочий ход аккумулятора равен расстоянию между сжимающими стопор и упирающимися друг в друга при его разрушении поверхностями звеньев механизма, а допустимая величина сжимающей стопор силы прямо пропорциональна площади его поперечного сечения.
Для устранения этого недостатка в механизм устройств, обозначенных как RU 91579 МПК Е03С 1/05, Е03С 1/242 (2006.01) 20.02.2010 и RU 91580 МПК Е03С 1/05, Е03С 1/242 (2006.01) 20.02.2010 (прототип), введено усложняющее его дополнительное звено (шептало).
Другим недостатком указанных устройств является невозможность создания в них стопора в виде цепи, чьи некоторые теряющие прочность под действием аварийной воды или растворяющиеся в ней звенья размещаются в разных частях помещения.
Еще одним недостатком указанных устройств является сложность ввода в них элементов, которые по истечении нормируемого промежутка времени автоматически отключали бы стопор. Эта функция желательна для планового, профилактического изменения положения запорного элемента, при котором происходит очищение взаимодействующих друг с другом и водой поверхностей устройства от отложений, которые со временем накапливаются и снижают надежность его работы.
Представляется также сложным ввод в указанные устройства элементов, ограничивающих скорость изменения положения запорного элемента для предотвращения гидравлического удара и ограничения динамических сил в кинематических парах.
Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение базовой конструкции устройства, что позволяет простыми средствами повысить надежность и безопасность его работы.
Для этого базовая конструкция устройства аварийного отключения подачи воды содержит соответствующий трубопровод. Между его частями, жестко относительно пола, установлен кран с запорным элементом, находящимся в открытом для движения воды в трубопроводе положении.
Запорный элемент имеет общую ось вращения и жесткую механическую связь с коромыслом. Короткое плечо коромысла выполнено в виде соосного с запорным элементом сектора, который при повороте обеспечивает постоянство плеча силы аккумулятора. Периферия сектора имеет желоб, куда уложена и в верхней точке закреплена нить. Один ее конец (со стороны сектора) соединен с аккумулятором, другой (со стороны длинного плеча) - со стопором, который, в свою очередь, соединен с закрепленным на полу элементом.
Аккумулятором может быть упругодеформированное тело или устройство, а также тело, размещенное в гравитационном поле Земли и имеющее энергетический потенциал относительно поверхности пола. Энергии аккумулятора должно быть достаточно для поворота коромысла и запорного элемента в закрытое для движения воды положение.
Действию аккумулятора препятствует стопор, выполненный из материала, работающего на растяжение и значительно теряющего прочность при взаимодействии с водой или растворяющегося в ней. Стопором может быть кольцо, выполненное из туалетной бумаги или сахара и размещенное на полу охраняемого помещения. Поэтому при затоплении такой стопор утрачивает свою функцию и освобождает механизм и энергию аккумулятора для изменения положения запорного элемента с открытого для движения воды на закрытое.
Элемент, осуществляющий взаимодействие стопора с полом, может быть закреплен на нем различными средствами, включая силу веса груза. Если часть этого груза имеет постоянную возможность перехода в газовую фазу, то по истечении нормируемого промежутка времени необходимое взаимодействие стопора с полом и блокирование устройства исчезает. Освобождающееся при этом коромысло под действием энергии аккумулятора смещает запорный элемент с открытого для движения воды положения на закрытое, а желающий потреблять воду человек вновь взводит устройство. Таким образом осуществляется полуавтоматическая, плановая, профилактическая очистка взаимодействующих друг с другом и водой поверхностей устройства от отложений, которые со временем накапливаются и снижают надежность его работы.
Для предотвращения гидравлического удара в жестком трубопроводе и ограничения динамических сил в кинематических парах устройство может содержать активный ограничитель скорости изменения положения запорного элемента или, что одно и то же, активный ограничитель скорости выделения энергии аккумулятора.
На фиг.1 представлен общий вид базового устройства аварийного отключения подачи воды, находящегося в рабочем положении.
На фиг.2 представлен общий вид устройства аварийного отключения подачи воды, временно находящегося в рабочем положении, т.к. содержит переходящее в газовую фазу вещество груза 12, вместе с которым исчезает и блокирование устройства. Оно также содержит активный ограничитель 13 скорости выделения энергии аккумулятора 7.
Наименование позиций на фигурах:
1. Пол помещения.
2. Трубопровод, подающий воду в помещение.
3. Кран водопроводный, установлен неподвижно относительно пола 1, содержит запорный элемент и выходящий наружу жестко и соосно соединенный с ним вал. Запорный элемент находится в открытом для движения воды положении, которое меняется на закрытое при повороте запорного элемента вокруг оси 4 против часовой стрелки на 90 градусов.
4. Ось вращения общая для запорного элемента крана 3, его вала, коромысла 5 и сектора коромысла 5.
5. Коромысло, имеющее ось вращения 4, жестко и соосно соединено с запорным элементом крана 3 посредством его вала.
6. Нить, передающая усилия аккумулятора 7 и крючка 8 на коромысло 5.
7. Аккумулятор - тело, размещенное в гравитационном поле Земли и имеющее энергетический потенциал относительно поверхности пола 1, необходимый для поворота запорного элемента крана 3 из открытого для движения воды положения в закрытое.
8. Крючок, предназначенный для быстрого соединения нити 6 со стопором 9.
9. Стопор - тело, передающее растягивающее усилие от крючка 8 к элементу 10а или 10b, теряющее прочность и разрушающееся при взаимодействии с аварийной водой.
10а. Элемент, осуществляющий взаимодействие стопора 9 с полом 1 и закрепленный на нем посредством винта 11.
10b. Элемент, осуществляющий взаимодействие стопора 9 с полом 1 и закрепленный на нем посредством груза 12.
11. Винт, посредством которого элемент 10а крепится к полу 1.
12. Груз, посредством которого элемент 10b крепится к полу 1.
13. Ограничитель скорости выделения энергии аккумулятора, активный (столб жидкости).
Предлагаемое устройство (фиг.1) содержит подающий воду в помещение с полом 1 трубопровод 2, между частями которого неподвижно относительно пола 1 установлен кран 3 с запорным элементом, находящимся в открытом для движения воды в трубопроводе положении.
Запорный элемент имеет общую ось вращения 4 и жесткую механическую связь с коромыслом 5. Его короткое плечо выполнено в виде соосного с запорным элементом сектора, периферия которого имеет желоб, куда уложена и в верхней точке закреплена нить 6. Один ее конец (со стороны сектора) соединен с аккумулятором 7, другой (со стороны длинного плеча) с помощью крючка 8 - со стопором 9, который, в свою очередь, соединен с элементом 10а или 10b (фиг.2), закрепленным на полу 1 с помощью винта 11 или груза 12 соответственно.
Аккумулятор 7 выполнен в виде тела, размещенного в гравитационном поле Земли и имеющего энергетический потенциал относительно поверхности пола 1.
Стопором 9 является кольцо, выполненное из скрученной в нить туалетной бумаги, концы которой соединены узлом. Под действием аварийной воды стопор 9 теряет прочность и, разрушаясь, освобождает длинное плечо коромысла 5 и энергию аккумулятора 7 для поворота коромысла 5 против часовой стрелки вокруг оси 4 на 90 градусов в закрытое для движения воды положение запорного элемента.
Такой же поворот происходит и после нормированного по времени перехода вещества груза 12 (воды) в газовую фазу и исчезновения поэтому блокирующего коромысло 5 взаимодействия между полом 1 и элементом 10b (фиг.2).
На фиг.2 поз.13 представлен активный ограничитель скорости изменения положения запорного элемента или, что одно и то же, активный ограничитель скорости выделения энергии аккумулятора. Он представляет собой столб жидкости, которая оказывает сопротивление движению в ней тела аккумулятора 7.
Работает устройство следующим образом. Запорный элемент крана 3 посредством коромысла 5 устанавливается человеком в открытое для движения воды по трубопроводу 2 положение, представленное на фиг.1 и 2. Указанное положение фиксируется нитью 6, которая с одной стороны передает на сектор коромысла 5 силу веса тела аккумулятора 7, а с другой, со стороны длинного плеча коромысла 5 посредством крючка 8, стопора 9 и элемента 10а или 10b - соответствующую реакцию пола 1.
Под действием аварийной воды стопор 9 разрушается и освобождает от фиксации коромысло 5. Сила веса тела аккумулятора 7, передаваемая нитью 6 на сектор коромысла 5, поворачивает его и запорный элемент крана 3 на 90 градусов вокруг оси 4 против часовой стрелки в закрытое для движения воды положение.
Такой же поворот происходит по истечении нормируемого промежутка времени перехода вещества груза 12 (воды) в газовую фазу и исчезновения поэтому сил крепления элемента 10b к полу 1 и фиксации коромысла 5. При этом функцию активного ограничителя скорости выделения энергии аккумулятора 7 выполняет жидкость 13, создающая силу сопротивления движению в ней тела аккумулятора 7.