ПОЖАРНЫЙ ВЕНТИЛЬ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для подачи жидкости к потребителям, например, в системе противопожарного водопровода, так и в бытовых объектах.
Известен вентиль [1], содержащий корпус с входным и выходным каналами, сообщающимися между собой камерой сферической формы с проходными отверстиями, и размещенный в корпусе запорный механизм в виде винтового шпинделя, на одном конце которого установлен маховик, а на другом установлен дисковый золотник, контактирующий с седлом и перекрывающий перепускное отверстие в закрытом положении вентиля, при этом винтовой шпиндель ввернут в крышку, герметично заворачивающуюся в корпус, между внутренней поверхности крышки и шпинделем установлен сальник, зажимающийся резьбовым элементом, на резьбовом хвостовике золотника закреплена уплотнительная шайба, дисковый золотник закреплен на нижнем конце шпинделя таким образом, чтобы он имел свободу перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях и свободное вращение относительно шпинделя.
Недостатком известного вентиля является повышенная норма расхода металла на изделие и повышенный вес, что обусловлено несовершенной конструкцией вентиля.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является известный вентиль [2], содержащий корпус с входным и выходным каналами, сообщающимися между собой перепускным отверстием, ограниченным седлом, и размещенный в корпусе запорный механизм в виде винтового шпинделя, на одном конце которого установлен маховик, а на другом выполнен кольцевой бурт с подвижно установленным на нем дисковым золотником, имеющим резьбовой хвостовик, на котором посредством стопорного фиксатора закреплен амортизационно-уплотнительный элемент, контактирующий с седлом и перекрывающий перепускное отверстие в закрытом положении вентиля, при этом стопорный фиксатор выполнен в виде плоской шайбы с центральным резьбовым отверстием, а на резьбовой поверхности хвостовика на расстоянии от плоскости диска, не превышающем толщины амортизационно-уплотнительного элемента, выполнена кольцевая проточка, диаметр которой равен внутреннему диаметру резьбы хвостовика, а ширина соразмерна толщине стопорного фиксатора.
Недостатком такого вентиля является увеличенный расход металла при изготовлении такого вентиля и, как следствие, увеличение габаритов и веса изделия. Это обусловлено неоптимальной конструкцией известного вентиля.
В конструкции вентиля шпиндель, золотник, стопорные элементы изготовляются из дорогостоящих антикоррозионных цветных металлов, например, из латуни. При этом большое значение при крупносерийном и массовом производствах имеет снижение нормы расхода металла в изделии, что, в конечном счете, влияет на себестоимость продукции.
Технический результат, заключающийся в устранении отмеченного недостатка, а именно - в снижении расхода металла в изделии за счет совершенствования конструкции, достигается в предлагаемом пожарном вентиле, содержащем корпус с входным и выходным штуцерами, сообщающимися между собой через перепускное отверстие седла, и размещенный в корпусе запорный механизм в виде винтового шпинделя, на одном конце которого установлен маховик, а на другом закреплен золотник, состоящий из дискового металлического элемента и упругого уплотнительного элемента, перекрывающего перепускное отверстие в закрытом положении вентиля, крышку, выполненную в виде фланца со сквозным центральным отверстием, втулкой с другим уплотнительным элементом, расположенными в верхней части крышки, образованной шестигранным и цилиндрическими выступами, тем, что оси входного и выходного штуцеров расположены под углом α=90°-130°, при этом отношение высоты Н корпуса к внешнему диаметру D корпуса удовлетворяет условию H/D=0,85-1,25, при этом внутренняя полость верхней части крышки выполнена с возможностью обеспечения увеличенного хода винтового шпинделя при открытии вентиля.
Технический результат достигается также тем, что по кромке перепускного отверстия выполнен буртик, контактирующий в закрытом положении вентиля с упругим уплотнительным элементом.
При этом дисковый металлический элемент золотника закреплен на конце винтового шпинделя посредством опрессовки.
В конструкции вентиля возможны два варианта:
- входной и выходной штуцеры выполнены с внешней резьбой.
- входной штуцер выполнен с внутренней резьбой, а выходной штуцер выполнен с внешней резьбой.
Технический результат достигается также выполнением корпуса вентиля:
- из чугуна;
- из латуни.
- из латуни с никелевым покрытием.
Уменьшение веса вентиля с сохранением необходимых технических характеристик достигается тем, что:
- при выполнении вентиля из чугуна толщина стенки корпуса составляет 3,3-3,7 мм.
при выполнении вентиля из латуни или из латуни с никелевым покрытием толщина стенки корпуса составляет 2,6-3,0 мм.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 изображена конструкция вентиля в сборе при наклонном выходном штуцере (α>90°);
- на фиг.2 изображена конструкция вентиля в сборе при горизонтальном выходном штуцере (α=90°).
Пожарный вентиль (фиг.1, 2) содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 штуцерами, сообщающимися между собой через перепускное отверстие 4 седла 5.
В корпусе 1 запорный механизм, выполненный в виде винтового шпинделя 6, на одном конце которого установлен маховик 7, закрепленный винтом 8, а на другом закреплен золотник, состоящий из дискового металлического элемента 9 и упругого уплотнительного элемента 10, перекрывающего перепускное отверстие 4 в закрытом положении вентиля.
Корпус 1 закрывается крышкой 11, выполненной в виде фланца со сквозным центральным отверстием. На верхней поверхности фланца выполнены шестигранный 12 и цилиндрический 13 выступы. Шестигранный выступ 12 служит для заворачивания (или отворачивания) крышки 11 при сборке (разборке) вентиля, а в цилиндрический выступ 13 ввернута втулка 14 с уплотнительным элементом 15, предназначенными для герметизации вентиля. При этом внутренняя полость верхней части крышки 11 выполнена с возможностью обеспечения увеличенного хода винтового шпинделя при открытии вентиля за счет наличия в ней свободного пространства 16 для выхода резьбы при отворачивании винтового шпинделя 6.
В крышку 11 запрессована втулка 17 с внутренней резьбой, предназначенной для винтового перемещения шпинделя 6.
Оси входного 2 и выходного 3 штуцеров расположены под углом α=90°-130°.
По кромке перепускного отверстия 4 выполнен буртик 18, контактирующий в закрытом положении вентиля с упругим уплотнительным элементом 10, что обеспечивает надежное перекрытие входного канала вентиля.
Уплотнительный элемент 10 закрепляется на дисковом металлическом элементе 9 с помощью гайки 19.
Отношение высоты Н корпуса 1 к его внешнему диаметру D удовлетворяет условию H/D=0,85-1,25, что обеспечивает широкие возможности при изготовлении вентилей в зависимости от конкретных условий эксплуатации.
Дисковый металлический элемент 9 золотника закреплен на конце винтового шпинделя посредством опрессовки.
Возможны следующие варианты конструкции:
а) входной 2 и выходной 3 штуцеры выполнены с внешней резьбой.
б) входной штуцер 2 выполнен с внутренней резьбой, а выходной штуцер 3 выполнен с внешней резьбой.
Корпус 1 вентиля может изготавливаться из чугуна, из латуни или из латуни с никелевым покрытием.
При этом в чугунном вентиле толщина стенки корпуса составляет 3,3-3,7 мм, а в латунном вентиле толщина стенки корпуса составляет 2,6-3,0 мм.
Предлагаемый вентиль работает следующим образом.
Входной штуцер 2 подсоединен к системе подачи воды (на чертежах не показан). К выходному 3 штуцеру привернут шланг (на чертежах не показан).
В исходном состоянии запорный механизм, состоящий из винтового шпинделя 6 и золотника, выполненного из дискового металлического элемента 9 и упругого уплотнительного элемента 10, перекрывает перепускное отверстие 4 в седле 5. Золотник имеет возможность поворачиваться вокруг оси, а также несколько изменять угол положения по отношению к вертикальной оси для обеспечения плотного прилегания к седлу. Поскольку по кромке перепускного отверстия 4 выполнен буртик 18, контактирующий с уплотнительным элементом 10, повышается надежность закрывания входного канала вентиля.
Для открывания вентиля запорный механизм приводится во вращение с помощью маховика 7. Винтовой шпиндель 6, взаимодействуя с внутренней резьбой втулки 17 перемещается вверх вместе с золотником. При этом перепускное отверстие 4 открывается и вода из системы поступает во внутреннюю полость вентиля и далее через выходной штуцер 3 в пожарный шланг. Расход воды задается высотой подъема шпинделя 6. Благодаря тому, что внутренняя полость верхней части крышки 11 выполнена с возможностью обеспечения увеличенного хода винтового шпинделя 6 за счет наличия свободного пространства 16 для выхода резьбы при открытии вентиля, золотник поднимается на максимально возможную высоту (в отличие от известных вентилей). Это позволило уменьшить габариты корпуса вентиля - как высоту Н, так и внешний диаметр D.
При этом вентили с минимальным значением отношения H/D=0,85 используются, когда при эксплуатации требуется конструкция вентиля с минимальной высотой и максимальным диаметром, а вентили с максимальным значением отношения H/D=1,25 используются, когда при эксплуатации требуется конструкция вентиля с максимальной высотой и минимальным диаметром. Указанные условия определяются конкретными требованиями заказчика.
Оси входного и выходного штуцеров расположены под углом α=90°-130° (также определяются исходя из требований по месту установки. Указанный диапазон угла α определен исходя из реальных условий эксплуатации. Вентиль с углом α>90° изображен на фиг.1, а вентиль с углом α=90° изображен на фиг.2.
Указанные диапазоны значений H/D и а позволили создать широкий номенклатурный ряд вентилей, которые могут использоваться не только для пожаротушения, но и в бытовых условиях для различных расходов воды.
Для замены изношенного уплотнительного элемента 10 необходимо отвернуть крышку 11 гаечным ключом, используя шестигранный выступ 12.
При полностью отвернутой крышке 11 откручивается гайка 19, извлекается изношенный уплотнительный элемент 10 и заменяется на новый.
Предложенный вентиль изготавливается на машиностроительном предприятии в серийном производстве на универсальном оборудовании с использованием материалов, выпускаемых отечественной промышленностью.
Для изготовления корпуса 1 используются чугун или латунь или латунь с никелевым покрытием. При изготовлении вентиля из чугуна толщина стенки корпуса составляет 3,3-3,7 мм. При изготовлении вентиля из латуни или из латуни с никелевым покрытием толщина стенки корпуса составляет 2,6-3,0 мм.
Для шпинделя 6 используется латунь. Для изготовления маховика 7 может применяться конструкционная сталь. Для уплотнительного элемента 10 применяется износостойкая резина.
Предлагаемая конструкция вентиля позволила уменьшить материалоемкость продукции от 10% до 20% по отношению к известным аналогичным изделиям того же назначения.
Источники информации:
1. Патент РФ №85597, МПК F16K 1/02 от 09.02.2009
2. Патент РФ №39667, МПК F16K 1/02 от 08.01.2004