КЛАПАН ЗАПОРНЫЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ДРЕНАЖНЫХ СИСТЕМ И УДЕРЖАНИЯ РАЗЛИВА ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Полезная модель относится к коммунальному хозяйству и касается запорного устройства для перекрытия трубопроводов дренажных систем и ливневых канализаций, применяемого для удержания разлива опасных химических веществ.
Известно запорное устройство для перекрытия трубопроводов (патент РФ №2016313, опубликованный 15.07.1994), состоящее из корпуса, сообщенного с трубопроводом, патрубка, на котором установлен запорный орган в виде эластичного тора, заполненного сжатой газовой средой, причем тор охвачен гибкими лентами, один конец которых закреплен неподвижно на патрубке, а второй пропущен через центральное отверстие тора, охватывает тор по наружной поверхности и связан с механизмом перемещения.
Данное запорное устройства для перекрытия трубопроводов сложно в эксплуатации, требует значительных усилий при монтаже. Его невозможно использовать в затопленных колодцах.
Наиболее близким аналогом патентуемого решения является запорное устройство, состоящее из эластичной оболочки, на которой установлен патрубок со штуцером. Оболочка размещена в покрышке, на наружной поверхности которой по всей длине и на расстоянии друг от друга не более величины диаметра покрышки размещены стропы (патент РФ № 2241895, опубликованный 10.12.2004).
Известное устройство не предусматривает надежного крепления в сточной трубе, не перекрывает трубопровод неправильной цилиндрической формы. Его также затруднительно использовать в затопленных колодцах.
Техническая проблема состоит в создании запорного устройства, быстро и надежно фиксируемого в дренажной системе и быстро активирующегося в случае аварийных ситуаций, относящихся к риску разлива опасных химических веществ.
Поставленная задача решается совершенствованием конструкции пневмокамеры и механизма ее фиксации.
Техническим результатом патентуемого решения является повышение защиты ливневых канализаций от опасных загрязнений за счет надежной фиксации пневмокамеры в трубопроводе и автоцентровки цилиндрической камеры в трубе при ее активации, что обеспечивает точное ее положение в трубе и заполнение собой внутритрубного пространства без образования щелей между стенками камеры и внутренней поверхностью сточной трубы.
Заявленный технический результат достигается за счет конструкции клапана запорного пневматического для герметизации дренажных систем и удержания разлива химических веществ, содержащего эластичную цилиндрическую камеру с рукавами на концах и механизм фиксации камеры в трубопроводе, рукава камеры запрессованы посредством хомутов в две трубчатые крышки, между которыми коаксиально камере закреплены посредством резьбового крепления усиленная трубка с отверстиями на поверхности и вал, подвижно соединенные посредством втулки, установленной в ложементе, образованном во внутренней поверхности усиленной трубки, и фиксируемой в нем посредством стопорных колец, на трубчатых крышках коаксиально закреплены трубчатые направляющие, в которые вставлены диаметрально суппорты с опорами  и закреплены гайками, на торцах направляющих установлены гайки, при этом одна из них глухая, а вторая соединена со штуцером, выполненным с возможностью подключения к воздушной магистрали для подачи воздуха в камеру через трубчатую направляющую и усиленную трубку с отверстиями под давлением, со стороны штуцера закреплен механизм фиксации камеры в трубопроводе, включающий серьги, с одной стороны коаксиально закрепленные на опорах, а с другой стороны - на шпильках с возможностью перемещения вдоль шпилек, на которых закреплен фильтр с одной стороны и кольцеобразный элемент крепления  для зацепления с торцом сточной трубы трубопровода с другой стороны, причем между кольцеобразный элементом крепления  и фильтром установлена обечайка, зафиксированная на шпильках.
Кольцеобразный элемент крепления может быть выполнен в виде хомута со стяжками, либо в виде кольца с дюбелями, при этом стяжки и дюбеля предназначены для сцепления кольцеобразного элемента с торцом трубы.
Клапан запорный пневматический для герметизации дренажных систем и удержания разлива химических веществ. Основа клапана - пневмокамера - надувная резиновая типоразмерная пневмокамера с фиксирующим механизмом. Пневмокамера выдерживает воздействие химических веществ, протекающих по трубе во время нормальной работы, и аварийных проливов химикатов, по крайней мере, в течение времени, достаточного для очистки коллектора. Клапан входит в комплексную систему локализации и удержания разлива химических веществ. За счет системы опор, установленных на суппортах радиально по отношению к оси симметрии камеры, камера ориентируется коаксиально трубе, в которой устанавливается. Фильтр с обечайкой обеспечивают дополнительную защиту от крупных загрязнителей.
Далее решение поясняется ссылкам на фигуры, на которых приведено следующее.
Фиг. 1 - вид клапана запорного пневматического в разрезе.
Фиг. 2 - вид камеры клапана запорного пневматического в разрезе.
Фиг. 3 - вид клапана запорного пневматического с торца.
Клапан запорный состоит из надувной эластичной цилиндрической камеры 2 с рукавами 4 на концах, а также механизма фиксации камеры в трубопроводе.
Рукава 4 камеры 2 запрессованы посредством хомутов 13 в две трубчатые крышки 5 и 17, на поверхности которых выполнены кольцевые канавки 14. Крышка (5 и 17) представляет собой трубку 19 с кольцевыми канавками 14 на поверхности шириной 6,5 мм и глубиной 4,25 мм и торцом 18, запаянным в трубку 19 и имеющим резьбовое отверстие 20.
Между крышками 5 и 17 внутри камеры коаксиально ей закреплены посредством резьбового крепления усиленная трубка 9 с отверстиями 10, расположенными в шахматном порядке на поверхности трубки 9 и вал 3, подвижно соединенные посредством втулки 15, установленной в ложементе.
На вал 3 надета втулка шариковая 15 и упорное кольцо 16. Вал представляет собой трубку диаметром 16 мм и толщиной стенки 2 мм. Длина трубки 210 мм. На одном конце вала выполнена проточка для кольца 16. На другом - нарезана резьба М16Х1,5 длиной не менее 19 мм. Втулка 15 обеспечивает свободное скольжение вала 3 внутри себя. Кольцо 16 не дает валу выскакивать из втулки. В свою очередь втулка 15 помещена в ложемент в усиленной трубке 9 и застопорена кольцом 16 от выпадения из ложемента. На резьбу вала 3 накручена крышка 5 посредством резьбового отверстия в торце 18.
Усиленная трубка 9 имеет диаметр 34 мм и толщину стенки 5,5 мм, длина трубки 370 мм. На одном конце трубки выполнен ложемент под втулку 15 и проточка для кольца 16. На другом конце трубки нарезана резьба М32Х1,5 длиной 19 мм. По всей длине усиленной трубки в шахматном порядке выполнены отверстия 10. На резьбу усилителя накручена крышка 17. Внутрь усиленной трубки 9 вставлена пружина 11, обеспечивающая камере сохранение формы в нерабочем положении. При надуве камеры пружина сжимается в начальный момент, затем расправляется и в рабочем состоянии камеры пружина пребывает в свободном положении, без растягивания и сжатия.
В резьбовые отверстия торцов 18 крышек 5 и 17 камеры 2 вкручены направляющие 12. На направляющие надеты суппорты 6 с вкрученными опорами 7. На торцы направляющих накручены гайки 21 и 8. Резьбовые соединения уплотнены при помощи прокладок. Гайка 8 выполнена глухой. В гайку 21 вкручен штуцер 22, предназначенный для накачивания воздуха под давлением в камеру, воздух поступает по трубчатой направляющей и усиленной трубке и попадает в камеру через отверстия 10. При необходимости количество камер допускается увеличивать.
Со стороны штуцера в опоры клапана вкручены серьги 24, которые надеты на шпильки 26 с возможностью перемещения вдоль шпилек, тем самым центрируют клапан в трубе. На шпильки 26 надет фильтр 25 и закреплен при помощи гаек-«барашек» 27. На фильтр надета обечайка 28. На торце обечайки, противоположном торцу с фильтром, закреплен кольцеобразный элемент 1, представляющий собой хомут со стяжками, либо кольцо с дюбелями.
Для различных размеров и типов труб предусмотрены камеры трех типоразмеров, приведенных в таблице 1.
Таблица 1. Характеристики запорного клапана для труб трех типоразмеров.
Характеристика клапана
Диаметр трубы, мм
150÷260
260÷510
510÷910
Диаметр перекрываемых труб и пневмокамер (в сдутом состоянии) - от 12 до 25% от диаметра трубы, мм
36÷40
60÷66
109÷119
Длина пневмозатвора, мм
460÷500
605÷681
700÷766
Давление надува, бар
0,27÷0,28
0,20÷0,21
0,13÷0,14
Время активации пневмокамер (герметизации сливной трубы), с
11÷13
20÷25
35÷40
Все пневмозатворы в активированном состоянии гарантировано держат давление >2,07 бар (>2 атмосфер), что соответствует приблизительно 18,3 м высоты водного столба диаметра стандартного дренажного коллектора.
Описание работы конструкции.
Клапан запорный вставляется в сточную трубу и закрепляется на ее конце при помощи кольцеобразного крепежного элемента 1. Стяжки или дюбеля  кольцеобразного крепежного элемента 1 обхватывают трубу и между собой стягиваются винтами. На стяжки (или дюбеля) кольцеобразного крепежного элемента привинчены вкладыши. В отверстия вкладышей вкручиваются шпильки 26. С помощью опор 7 производится автоцентрирование клапана в сточной трубе за счет расположения опор враспор трубы. К входному штуцеру 22 подключается трубка подающая воздух под давлением. При поступлении команды на закрытие в клапан начинает нагнетаться воздух. Пузырь клапана надувается и перекрывает трубу.