ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, к области сельскохозяйственного водоснабжения и может быть использована в оросительных и других системах, служащих для подачи воды от насосных станций к различным потребителям.
Известен привод запорной арматуры, включающий гидропривод, управляющий кран и импульсный клапан, в корпусе которого размещена эластичная мембрана со штоком, разделяющая полость корпуса на две части, и полости узлов связаны трубками [1].
Недостатком данного устройства является ненадежность его работы, так как данные устройства автоматически не отключает трубопровод, а значит и подачу воды при аварийных ситуациях.
Известен затвор, включающий корпус, запорный орган с гидроприводом, управляющий клапан, регулирующий клапан, шток которого выполнен регулируемым по длине, и соединительные трубки [2].
Недостатком затвора является его сложность за счет наличия двух клапанов, и он не предохраняет потерю воды при аварийных ситуациях в сети.
Известен регулятор давления на базе поворотного затвора с гидроприводом, который предназначен для автоматического поддержания заданного давления на трубопроводах как регулирующее и запорное устройство, а также для аварийной защиты дождевальных машин. Регулятор состоит из затвора с гидроприводом, фильтра, регулирующего и управляющего клапанов и соединительных трубок [3].
Недостатками регулятора давления являются его сложность и большая стоимость за счет использования клапана электрогидравлического КЭГа с аккумулятором и он, также, не обеспечивает автоматического закрытия затвора при аварийных ситуациях в сети.
Целью разработки полезной модели является упрощение конструкции, снижение стоимости и повышение надежности отключения сети от аварийного участка трубопровода, что исключает большие потери воды.
Указанная цель достигается тем, что две полости клапана гидравлического связаны с основным трубопроводом, а две других полости - с гидроцилиндром двухстороннего действия, причем полость над мембраной связана трубкой с основным трубопроводом после затвора на расстоянии L, равном не менее 10Д (L>10Д), где Д - диаметр основного трубопровода, и соединена трубкой с запорным органом, подсоединенной перед затвором, а сливная трубка подключена к основному трубопроводу через эжектор после дископоворотного затвора, а подвижный шток клапана гидравлического имеет широкую и узкую цилиндрические проточки.
На рисунке изображено запорное устройство, установленное на трубопроводе.
Запорное устройство состоит из дископоворотного затвора 1 с фильтром 2, гидроцилиндра 3 двухстороннего действия, шток которого через механизм 4 соединен с запорным органом затвора. Запорное устройство установлено на трубопроводе 5. Гидроцилиндр 3 трубками 6, 7 соединен с управляющим клапаном гидравлическим 8, в корпус 9 которого запрессована втулка 10 с кольцевыми проточками с радиальными отверстиями 11, 12 и 13. Корпус имеет отверстия, соединенные с патрубками 14, 15, 16 и 17 и к нему болтами через мембрану 18 крепится крышка 19. Внутри втулки 10 подвижно установлен шток 20, с цилиндрической проточкой 21 и узкой кольцевой проточкой 22, которая соединена с отверстием 23. Уплотнение штока осуществляется тремя манжетами 24. Шток 20 жестко соединен с мембраной 18. Внутри колпака расположена пружина 25, давящая на мембрану через шайбу
26. Регулировка усилия сжатия пружины через упорную шайбу 27 осуществляется болтом 28. Давление в надмембранной полости контролируется манометром 29. Патрубок 17 связан трубкой 30 с фильтром 2 затвора, а патрубок 31 соединен трубкой 32 с трубопроводом 5 за дископоворотным затвором на расстоянии L, равном не менее 10Д (L>10Д), где Д - диаметр трубопровода. Трубка 33 через двухходовой кран 34 соединяет фильтр 2 и патрубок 31. Кран имеет два рабочих положения: при положении I патрубок 31 трубкой 32 соединен только с трубой 5, а при положении II - патрубок 31 соединен трубкой 33 с патрубком фильтра 2 (трубка 32 от крана 34 до трубы 5 отключена). Слив жидкости из полостей гидроцилиндра через клапан 8 осуществляется по трубке 35 и эжектор 36, расположенный за дископоворотным затвором. В корпусе 9 имеется заглушка, предназначенная для слива воды и которая условно не показана.
Работает запорное устройство следующим образом.
Трубопровод 5 в рабочем положении находится под давлением. Тогда вода по трубке 32, которая подсоединена к трубопроводу 5 на расстоянии L>10Д после дископоворотного затвора 1, через кран 34 и патрубок 31 поступает в надмембранную полость клапана 8 и давит на мембрану 18. Мембрана 18 перемещается вправо до упора шайбы 26 в седло крышки 19. Пружина 25 сжимается. Вместе с мембраной 18 перемещается шток 20. В правом крайнем положении цилиндрическая проточка 21 штока 20 соединяет кольцевые проточки 12 и 13 втулки 10. Вода под давлением от фильтра 2 по трубке 30, патрубку 17, проточкам 12, 21, 13, патрубку 14 и трубке 6 поступает в левую полость гидроцилиндра 3. Поршень перемещается вправо и своим штоком через механизм 4 поворачивает запорный орган дископоворотного затвора 1 в положение «открыто». Вода из правой полости гидроцилиндра 3 по трубке 7, штуцеру 15, образовавшейся камере между корпусом 9 и штоком 20, штуцеру 16, трубке 35 и эжектору 36 поступает в трубопровод 5. Ручка крана 34 находится в положении I, а полости трубок 32 и 33 отсоединены друг от друга. Уплотнение между проточками и сверлениями втулки 10
и штока 20 осуществляется тремя резиновыми манжетами 24, что исключает незапланированный переток воды.
При аварии трубопровода 5 перед местом подсоединения трубки 32, давление в ней резко уменьшается и вода не давит на мембрану 18 с прежней силой и, следовательно, сила давления на пружину 25 уменьшается. Необходимое усилие давления пружины на шайбу 26 и мембрану 18 отрегулировано болтом 28 по шкале тарировки усилия (не показана). Пружина 25 перемещает мембрану 18 со штоком 20 в крайнее левое положение и шток 20 упирается своим левым торцом в корпус 9. Проточки 11 и 12 втулки 10 совмещаются с цилиндрической проточкой 21 штока 20, а проточка 13 - с проточкой 22.
Давление от фильтра 2 дископоворотного затвора 1 по трубке 30, патрубку 17, проточке 12 и отверстию втулки 10, цилиндрической проточке 21 штока 20, по проточке 11, патрубку 15 и по трубке 7 передается в правую полость гидроцилиндра 3. Поршень гидроцилиндра перемещается в крайнее левое положение и шток поршня через механизм 4 поворачивает запорный орган дископоворотного затвора 1 на закрытие и прекращает подачу воды в трубопровод 5, после затвора.
Вода из левой полости гидроцилиндра 1 по трубке 6, патрубку 14 и проточкам 13, 22, отверстию 23, патрубку 16, трубке 35 и эжектору 36 идет на слив в трубопровод 5. Надежное закрытие запорного органа дископоворотного затвора полностью исключает потери воды при аварийных ситуациях. Но подача воды на объекты, подключенные до дископоворотного затвора, продолжается.
После ремонта трубопровода, возобновляют подачу воды. Для этого ручку крана 34 переводят в положение II. Трубка 32 в этом положении отключена. Вода из фильтра 2 по трубке 33, крану 34 и патрубку 31 поступает в надмембранную полость клапана 8. Мембрана 18, преодолевая усилие пружины 25, перемещается в крайнее правое положение со штоком 20. Проточки 12 и 13 втулки 10 совмещаются с цилиндрической проточкой 21. Вода под давлением из фильтра 2 по трубке 30, патрубку 17, проточкам 12, 21 и 13 попадает
в патрубок 14 и по трубке 6 в левую полость гидроцилиндра 3. Поршень перемещается в крайнее правое положение и открывает запорный орган затвора 1. После того, как давление в трубопроводе достигнет заданного значения, которое можно контролировать по манометру 29, трубку 33 отключают поворотом ручки крана в положение I. Вода под давлением теперь попадает в надмембранную полость по трубке 32, а трубка 33 краном заглушена. Задвижка остается открытой, и процесс подачи воды проходит в заданном режиме.
Таким образом, используя предлагаемое запорное устройство, автоматически исключаются большие потери воды при аварии на трубопроводе, а подача воды на объекты, осуществляющие отбор воды до задвижки, не прекращается.