ГИДРАНТ ПОЖАРНЫЙ
FIRE HYDRANT

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано в устройствах, предназначенных для забора воды из водопроводной сети с целью пожаротушения.
Для отбора воды при тушении пожаров применяются пожарные гидранты, которые осуществляют отбор воды из водопроводной сети для пожаротушения. Они устанавливаются на водопроводных сетях в колодцах на пожарных подставках различных типов на фланцах, которые являются фасонной частью водопроводной сети [1, 2].
Гидранты представляют собой отвод, который устанавливается на тройник или пожарную подставку на пожарной или водопроводной сети.
Конструктивно гидранты выполняются в соответствии с указанными ГОСТами и выпускаются как однотипные изделия [3, 4] с незначительными изменениями [5].
Известен, взятый за прототип, подземный пожарный гидрант, также изготавливающийся по ГОСТ 8220-85 (Полезная модель РФ №21744 «Гидрант пожарный подземный», который выполнен в виде корпуса, внутри которого расположена штанга с квадратными концевиками, и шпиндель, В нижней части корпуса выполнено посадочное место клапана (седло клапана). Клапан, в свою очередь, выполнен из верхней и нижней частей, соединенных между собой с помощью резьбового соединения, между которыми расположена резиновая прокладка.
Недостатком гидрантов, производимых в соответствии с ГОСТ 8220-85, является осевой люфт, возможность смещений и изменения геометрии резинового уплотнения, залипание клапана и разрушение резины при открывании или закрывании гидранта, когда между резиновой прокладкой и нижней частью корпуса образуется зазор, приводящий к гидравлическому удару.
Залипание клапана приводит к тому, что приходится прикладывать большие усилия при открывании гидранта, что, в свою очередь, ведет к проворачиванию штанги в муфте шпинделя. Кроме того, в силу больших вибраций при открывании и закрывании гидранта происходит самоотвинчивание двух частей клапана друг от друга. Указанные недостатки снижают надежность работы гидранта.
Природа указанного явления заключается в следующем. При открытии клапана его верхняя и нижняя части опускаются вниз, открывая небольшой просвет между резиновой прокладкой и корпусом. Движущийся поток воды из водопровода увеличивает скорость своего движения, который в зазоре (как месте минимального сечения) достигает через некоторое время минимального давления, вплоть до разрежения, которое стремится притянуть к корпусу резиновое уплотнение и полностью закрыть зазор, что влечет быструю остановку увеличивающего скорость потока воды в трубопроводе и, в свою очередь, приводит к загибу резины или даже к гидравлическому удару и разрушению трубопровода.
Задачей изобретения является повышение надежности работы гидранта.
Для решения указанной задачи предлагается демпфировать скорость закрывания/открывания клапана.
Техническим результатом является  включение в качестве запорного/открывающего устройства в состав гидранта демпфированного поворотного затвора.
Предлагаемый гидрант пожарный подземный содержит размещенные внутри корпуса штангу с установленным на ней шпинделем, затвор поворотный, включающий корпус затвора или корпус шарового крана, запорный элемент, вал, при этом между посадочным местом и корпусом затвора или корпусом шарового крана размещен запорный демпфер, содержащий поршень, установленный в корпусе демпфера перепускной канал с конечным отверстием и расположенными между ними перепускными отверстиями, левой и правой половинами рабочей камеры.
Конструкция предлагаемого пожарного подземного гидранта поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид гидранта, на фиг. 2 изображена схема работы запорного клапана гидранта, на фиг. 3-6 изображены схемы работы демпферного устройства.
Гидрант пожарный подземный (фиг. 1) выполнен в виде корпуса 1 с расположенными внутри штангой 2 со шпинделем 3 и внизу посадочным местом (седлом) 4, корпусом поворотного затвора 5 с запорным элементом 6, выполненным в виде шара или диска, запорным демпфером 7, отводным патрубком 8 и водопроводной трубой 9. Запорный клапан (фиг. 2), в свою очередь, состоит из корпуса 5, запорного тела (диска или шара) 6, запорного демпфера 1, вала 10.
Конструкция и принцип работы демпфера приведены на фиг. 3-6, где обозначены:
7 - корпус демпфера
11 - поршень
12 - перепускные отверстия
13 - перепускной канал
14 - левая половина рабочей камеры
15 - конечное отверстие
16 - правая половина рабочей камеры
Фиг. 3 - открыто одно перепускное отверстие (начало открытия затвора).
Фиг. 4 - открыты два перепускных отверстия.
Фиг. 5 - открыты три перепускных отверстия.
Фиг. 6 - полный рабочий ход поршня (затвор открыт).
Гидрант пожарный подземный работает следующим образом. Гидрант устанавливается на пожарную подставку (на чертеже не показана) в водопроводной сети таким образом, что вода подается по трубе 9. Вращение штанги 2 ключом пожарной колонки (на чертеже не показан), передает вращающий момент на соединительный шпиндель 3. Это вращение вызывает перемещение вала 10 и начало работы демпфера.
Демпфер (фиг. 3-6) имеет изменяемое демпфирование (замедление), сила которого меняется по мере изменения угла поворота вала 10 с поршнем 11. При начале открытия поршень 11 начинает вытеснять рабочую жидкость из левой половины рабочей камеры 14. Рабочая жидкость через конечное отверстие 15 перетекает по перепускному каналу 13 в правую половину рабочей камеры 16 сначала через одно перепускное отверстие 12, затем по мере перемещения поршня вправо через два и далее через три перепускных отверстия 12, постепенно изменяя демпфирование (замедление). При этом сначала вращение демпфера сильно затруднено, далее по мере перепуска рабочей жидкости демпфера через дополнительные отверстия (по мере увеличения угла открытия затвора) демпфер все меньше оказывает сопротивление вращению. При закрытии затвора поршень демпфера движется в обратном направлении (справа налево) с минимальным сопротивлением, пока угол поворота запорного диска поворотного затвора несущественно влияет на поток жидкости в трубопроводе. При достижении расчетного угла положения запорного диска поворотного затвора количество перепускных отверстий, через которые проходит поток рабочей жидкости демпфера, уменьшается, и демпфер оказывает все большее сопротивление закрытию затвора, уменьшая тем самым угловую скорость вала.
Переменное сопротивление поворотного демпфера вращению вала поворотного затвора или шарового крана и, следовательно, переменное изменение скорости открытия и закрытия поворотных затворов и шаровых кранов способствует исключению условий, вызывающих гидравлические удары на трубопроводах, где установлена запорная арматура подобного типа.
Источники информации
1. ГОСТ 8220-85 Гидранты пожарные подземные. Технические условия.
2. ГОСТ Р 53961-2010 "Техника пожарная. Гидранты пожарные подземные. Общие технические требования. Методы испытаний" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25.11.2010 №522-ст).
3. Гидрант пожарный подземный П 31.000 завода РОСарма -http://rosarma.ru/catalogue/pozharnoe_oborud/gidrant_p_31000/
4. Гидрант пожарный подземный П.30 завода АВИ-строй - http://www.7807898.ru/shop/gidranty-vodmashoborudovanie/pozharnyj-gidrant-p-30-000#
5. Полезная модель РФ №21744 «Гидрант пожарный подземный».