КОМПЕНСАТОР ОБЪЁМНОГО РАСШИРЕНИЯ ЛЬДА
ICE VOLUMETRIC EXPANSION COMPENSATOR

Изобретение относится к компенсаторам объемного расширения при замерзании жидкости и может быть использовано в емкостях, постоянно или периодически содержащих жидкости: баках, бочках, гидравлических затворах сантехнических устройств, затапливаемых сезонно участках трубопроводов различного назначения, бассейнах, купелях, перемерзаемых септиках и более сложных геометрически объемах, содержащих жидкость, находящихся в периоды стояния отрицательных температур как в неотапливаемых помещениях, так и вне помещений.
Известны компенсаторы объемного расширения воды, предназначенные для бассейнов, выполненные в виде частично погруженных в воду путем утяжеления нижней части, поплавкового типа, пустотелых приспособлений, предназначенных для предотвращения деформаций и разрушения целостности конструкций бассейна при замерзании воды на поверхности. Поплавки оснащены устройствами сцепки для последовательного размещения на поверхности и имеют узкую применимость, не обеспечивая защиты от деформаций и разрушения емкости при полном промерзании объема.
Предлагаемый компенсатор выполнен из восстанавливающего форму после деформации, гибкого, растяжимого, холодостойкого, водонепроницаемого и газонепроницаемого материала, отличается от известных тем, что представляет собой цепочку из полых пневматически последовательно связанных между собой каналами заполненных газом тел, формой максимально приближенных к сфере (близких к форме сферы), как имеющей минимальную поверхность при заданном объеме и снижающих материалоемкость. Компенсатор является герметичным, обладает плавучестью. Внутри изделия может быть размещено сыпучее при низких температурах, газопроницаемое вещество, при этом сыпучее вещество имеет плотность более высокую, нежели плотность рабочей жидкости, в которую размещается компенсатор. Сечения каналов при этом устроены таким образом, что сыпучее вещество свободно пересыпается по пневматически связывающим сферические элементы каналам перед размещением в защищаемый объем, что позволяет обеспечить заданную плавучесть или притапливаемость произвольному участку цепочки. Наличие гибкого канального участка между сфер позволяет задавать сложные конфигурации цепочки.
При интенсивном замерзании в условиях сниженных температур развитая сложная поверхность цепочки тел в объеме защищаемой емкости позволяет компенсировать увеличение объема льда при замерзании жидкости и снижать давление в локальных, закрытых льдом полостях, распределяя избыточное давление через пневматические каналы в другие полости цепочки, в том числе граничащие с атмосферой, компенсируя давление за счет сжимаемости газа, растяжимости материала цепочки и эффекта вкладывания одной полусферы в другую во всех плоскостях, предотвращая локальные прочностные разрывы льда в защищаемом объеме.
На фиг. 1 показан разрез заполненной жидкостью (1) вертикальной емкости (2) и один из способов размещения компенсатора (3), содержащего сыпучее утяжеляющее вещество (4).
На фиг. 2 показан разрез унитаза (5), содержащий жидкость (1) в гидрозатворе и вариант размещения компенсатора (3) без сыпучего утяжеляющего вещества внутри.
На фиг. 3 показан разрез купели (6), содержащей жидкость (1) и вариант пристенного размещения компенсатора (3) с распределенным по полостям утяжеляющим сыпучим веществом (4).