RU210282U1 - Diaphragm type automatic valve with telescopic float mechanism - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения. Конструкция состоит из двух составных частей - клапана автоматического мембранного типа и телескопического поплавкового механизма. В конструкции клапана реализованы принципиально новые конструктивные решения, что позволяет применение и использование его в системах водоснабжения, в сантехнической, химической промышленностях, в сельском хозяйстве и т.д. Конструкция нового клапана по техническим характеристикам значительно превосходит ближайшие серийные аналоги.The utility model relates to the field of mechanical engineering. The design consists of two components - an automatic membrane type valve and a telescopic float mechanism. Fundamentally new design solutions are implemented in the design of the valve, which allows its application and use in water supply systems, in the sanitary, chemical industries, in agriculture, etc. The design of the new valve in terms of technical characteristics significantly exceeds the closest serial analogues.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения. Конструкция состоит из двух составных частей - клапана автоматического мембранного типа и телескопического поплавкового механизма.The utility model relates to the field of mechanical engineering. The design consists of two components - an automatic membrane type valve and a telescopic float mechanism.

Клапан автоматический мембранного типа предназначен для применения в качестве исполнительного механизма в составе систем автоматического регулирования (далее САР) подачи жидкости по определенному алгоритму в магистральные и тупиковые трубопроводы оборудования. Управление работой клапана осуществляется через подпружиненный шток от внешнего подвижного элемента конструкции станка (оборудования) задействованного в работе САР.The automatic membrane type valve is intended for use as an actuator in automatic control systems (hereinafter referred to as ACS) for supplying liquid according to a certain algorithm to the main and dead-end pipelines of equipment. The operation of the valve is controlled through a spring-loaded rod from an external movable structural element of the machine (equipment) involved in the work of the automatic control system.

Конструкция клапана обеспечивает возможность передачи через трубопроводы жидкостей: воды, химически неактивных веществ, масел и так далее, что позволяет использовать его в системах водоснабжения, в сантехнической и химической промышленности.The design of the valve provides the ability to transfer liquids through pipelines: water, chemically inactive substances, oils, and so on, which allows it to be used in water supply systems, in the sanitary and chemical industries.

Для обеспечения работы в системах САР в конструкции клапана предусмотреноTo ensure operation in ATS systems, the design of the valve provides

вход и выход перемещаемой жидкости, производится в горизонтальной плоскости по одной оси. the entrance and exit of the transported liquid is carried out in a horizontal plane along one axis.

воздействие внешней нагрузки от САР на подпружиненный шток клапана производится на вертикальной оси. the impact of the external load from the ACS on the spring-loaded valve stem is carried out on the vertical axis.

Телескопический поплавковый механизм (далее ТПМ). Данная конструкция рассматривается в качестве элемента САР управляющего работой клапана.Telescopic float mechanism (hereinafter TPM). This design is considered as an element of the ACS that controls the operation of the valve.

При анализе существующих конструкций изделий, выпускаемых в РФ и за рубежом, выявлен ряд существенных недостатков, которые не могут быть реализованы (частично или полностью) под заданные требования, предъявляемые к данному изделию, а именно:When analyzing the existing designs of products manufactured in the Russian Federation and abroad, a number of significant shortcomings were identified that cannot be implemented (partially or completely) under the specified requirements for this product, namely:

1. Задвижки, вентиля, краны и так далее, регулирующие подачу жидкости (воды) управляются механически - человеком. Данные конструкции не могут быть использованы в САР. Наличие электроклапанов на данных конструкциях не решают данной проблемы, так как все они работают по принципу «ЗАКРЫТ - ОТКРЫТ».1. Gate valves, valves, taps and so on, regulating the supply of liquid (water) are controlled mechanically - by a person. These designs cannot be used in ACS. The presence of solenoid valves on these structures does not solve this problem, since they all work according to the "CLOSED - OPEN" principle.

2. Клапана поплавкового типа разных типов и модификаций (например, патент РФ №2096564, E03D 1/33) имеют в своих конструкциях, обычно, корпус с входным и выходным каналом, сопло, запорный элемент, двуплечий рычаг, закрепленный в корпусе на оси. Одно плечо данного рычага связано механически с запорным элементом клапана, а на втором плече (цилиндрическая часть) жестко закреплен поплавок. Закрытие клапана, в определенном положении по высоте, обеспечивается подгибкой цилиндрической части двуплечего рычага. В более современных конструкциях клапанов поплавкового типа вводятся дополнительные элементы кинематики для обеспечения настройки клапана на закрытие по высоте.2. Float-type valves of various types and modifications (for example, RF patent No. 2096564, E03D 1/33) usually have a body with an inlet and outlet channel, a nozzle, a locking element, a two-arm lever fixed in the body on an axis. One arm of this lever is connected mechanically with the shut-off element of the valve, and a float is rigidly fixed on the second arm (cylindrical part). Closing of the valve, in a certain position in height, is ensured by bending the cylindrical part of the two-arm lever. In more modern designs of float type valves, additional kinematic elements are introduced to ensure that the valve is adjusted to close in height.

К недостаткам клапанов данного типа следует отнестиThe disadvantages of this type of valves include

1. Ненадежная, недолговечная работа запорного элемента.1. Unreliable, short-lived operation of the locking element.

2. Рычажно-поплавковый механизм не может обеспечить необходимую скорость подачи жидкости (воды) в емкости.2. The lever-float mechanism cannot provide the required flow rate of liquid (water) in the tank.

3. Конструкция не обеспечивает возможность подачи жидкости (воды) в магистральные трубопроводы.3. The design does not provide the possibility of supplying liquid (water) to the main pipelines.

4. Большое количество оригинальных деталей и, как следствие, низкая надежность конструкции клапана.4. A large number of original parts and, as a result, low reliability of the valve design.

5. Неудачный выбор примененных материалов, низкая коррозионная стойкость элементов конструкции.5. Unsuccessful choice of materials used, low corrosion resistance of structural elements.

Технической задачей, на решение которой направлено предполагаемая полезная модель, является создание конструкции клапана автоматического мембранного типа с телескопическим поплавковым механизмом, позволяющего получить технический результат, проявляющийся вThe technical problem to be solved by the proposed utility model is the creation of a design of an automatic membrane type valve with a telescopic float mechanism, which makes it possible to obtain a technical result manifested in

1. Расширение области применения:1. Expanding scope:

в варианте полной комплектации (клапан автоматический мембранного типа с телескопическим поплавковым механизмом). Данная конструкция может быть использована в сантехнических, бытовых и промышленных устройствах (наполнение емкостей любого формата и объема жидкостью или водой с автоматическим отключением ее подачи при заполнении резервуара). В качестве одного из примеров - это использование данного изделия в конструкциях автоматических поилок на сельскохозяйственных фермах для поения животных (коров, телят и так далее); in the version of a complete set (automatic membrane type valve with a telescopic float mechanism). This design can be used in plumbing, domestic and industrial devices (filling containers of any format and volume with liquid or water with automatic shutdown of its supply when the tank is filled). As one example, this is the use of this product in the construction of automatic drinkers on agricultural farms for watering animals (cows, calves, and so on);

в варианте поставки одного клапана автоматического мембранного типа появляется возможность более расширенного его применения в составе систем САР для подачи в магистральные и тупиковые водопроводы по определенному алгоритму жидкостей: воды, химически неактивных веществ, масел и так далее, что позволяет его использовать в системах водоснабжения, в сантехнической и химической промышленностях. in the delivery option of one valve of an automatic membrane type, it becomes possible to use it more extensively as part of ACS systems for supplying liquids to main and dead-end water pipelines according to a certain algorithm: water, chemically inactive substances, oils, and so on, which allows it to be used in water supply systems, in sanitary and chemical industries.

2. Применяется новый подход к реализации конструкции изделия и его составных частей.2. A new approach is applied to the implementation of the design of the product and its components.

3. Повышается коррозионная стойкость всех элементов конструкции.3. Increases the corrosion resistance of all structural elements.

Сущность предполагаемой полезной модели поясняется графическими изображениями, пояснением элементов конструкции.The essence of the proposed utility model is illustrated by graphic images, an explanation of the structural elements.

На фиг. 1 - Клапан автоматический мембранного типа. Элементы конструкции.In FIG. 1 - Automatic membrane type valve. Construction elements.

На фиг. 2 - Клапан автоматический мембранного типа в положении «ОТКРЫТ».In FIG. 2 - Automatic membrane type valve in the "OPEN" position.

На фиг. 3 - Клапан автоматический мембранного типа в положении «ЗАКРЫТ».In FIG. 3 - Automatic membrane type valve in the "CLOSED" position.

На фиг. 4 - Телескопический поплавковый механизм. Элементы конструкции.In FIG. 4 - Telescopic float mechanism. Construction elements.

На фиг. 5 - Клапан автоматический мембранного типа с телескопическим поплавковым механизмом. Положение элементов конструкции в рабочем режиме при открытом и закрытом клапане.In FIG. 5 - Automatic membrane type valve with telescopic float mechanism. The position of the structural elements in the operating mode with the valve open and closed.

Клапан автоматический мембранного типа (фиг. 1) состоит из корпуса 1. Корпус обеспечивает работу мембранно-клапанного механизма и подключение к магистральному трубопроводу. Мембранно-клапанный механизм формируется из штока 5, на котором жестко закреплены седло 6, мембрана 4, шайба опорная 7. Конструкция контрится шайбой 12 и гайкой 13. Мембранно-клапанный механизм устанавливается в крышку 2 через втулку 3. Для обеспечения возврата конструкции в исходное положение на шток 5 устанавливаются пружина 8, шайба подвижная 9 и обжимная шайба 10.The automatic membrane type valve (Fig. 1) consists of a body 1. The body ensures the operation of the membrane-valve mechanism and connection to the main pipeline. The membrane-valve mechanism is formed from the stem 5, on which the seat 6, the membrane 4, the support washer 7 are rigidly fixed. a spring 8, a movable washer 9 and a compression washer 10 are installed on the rod 5.

Конструкция закрывается резьбовым стаканом 6. Мембрана 4, изготовленная из резиновой смеси, имеет профилированную форму, соответствующую конической части корпуса 1 по месту их контакта при закрытии клапана. Управление работой клапана осуществляется через шток 5 мембранно-клапанного механизма от подвижного элемента управления САР.The design is closed with a threaded cup 6. The membrane 4, made of a rubber compound, has a profiled shape corresponding to the conical part of the body 1 at the place of their contact when the valve is closed. The operation of the valve is controlled through the stem 5 of the membrane-valve mechanism from the movable control element of the ATS.

Увеличение площади контакта при закрытии клапана обеспечивают седло 6 и шайба опорная 7. Втулка 3 выполняет функцию подшипника скольжения и уплотнительного элемента.An increase in the contact area when the valve is closed is provided by the seat 6 and the support washer 7. The sleeve 3 performs the function of a plain bearing and a sealing element.

Материалы, применяемые для изготовления конструкции:Materials used for the manufacture of the structure:

все оригинальные стальные детали и стандартные изделия, изготовлены из нержавеющей стали; all original steel parts and standard products are made of stainless steel;

мембрана 4 изготовлена из масло-бензостойкой резиновой смеси; membrane 4 is made of oil-petrol resistant rubber compound;

втулка 3 изготовлена из фторопласта. sleeve 3 is made of PTFE.

На фиг. 2 клапан показан в положении «ОТКРЫТ».In FIG. 2 shows the valve in the "OPEN" position.

На фиг. 3 клапан показан в положении «ЗАКРЫТ».In FIG. 3 shows the valve in the "CLOSED" position.

Телескопический поплавковый механизм и элементы конструкции (фиг. 4). Конструкция состоит из телескопической штанги 21, по которой скользит поплавок 20. Через переходную резьбовую втулку 22 телескопическая штанга 21 соединяется со штоком 5 (фиг. 1). Для ограничения хода поплавка 20 на телескопической штанге 20 установлены диск регулировочный 23 и гайка 24. Диск регулировочный 23 обеспечивает в рабочем режиме применения настройку и отключение клапана (фиг. 3).Telescopic float mechanism and structural elements (Fig. 4). The design consists of a telescopic rod 21, along which the float 20 slides. Through the adapter threaded sleeve 22, the telescopic rod 21 is connected to the rod 5 (Fig. 1). To limit the stroke of the float 20, an adjusting disk 23 and a nut 24 are installed on the telescopic rod 20. The adjusting disk 23 provides in the operating mode of application the adjustment and shutdown of the valve (Fig. 3).

Материалы, примененные в данной конструкции:Materials used in this design:

оригинальные стальные и стандартные изделия изготовлены из нержавеющей стали; original steel and standard products are made of stainless steel;

поплавок 20 изготовлен из полиэтилена высокого давления. the float 20 is made of high pressure polyethylene.

Клапан автоматический мембранного типа с телескопическим поплавковым механизмом. Положение элементов конструкции в рабочем режиме при открытом и закрытом клапане (фиг. 5).Automatic diaphragm type valve with telescopic float mechanism. The position of the structural elements in the operating mode with the valve open and closed (Fig. 5).

Сборка конструкции происходит следующим образом.The assembly of the structure is as follows.

Шток 5 (фиг. 1 - клапан автоматического мембранного типа) через переходную втулку 22 (фиг. 4) соединяется с телескопической штангой 21 (фиг. 4 - телескопического поплавкового механизма). Собранная конструкция устанавливается в емкость 30 через входной патрубок 31, подключенный к магистральному трубопроводу для подачи жидкости. Для выхода жидкости используется выходной патрубок 33. Патрубок 31 крепится к емкости с помощью гайки 33. В собранной конструкции шток 5 (фиг. 1) и телескопическая штанга 21 (фиг. 4) формируют общую ось.Stem 5 (Fig. 1 - valve automatic membrane type) through the adapter sleeve 22 (Fig. 4) is connected to the telescopic rod 21 (Fig. 4 - telescopic float mechanism). The assembled structure is installed in the container 30 through the inlet pipe 31 connected to the main pipeline for supplying liquid. An outlet pipe 33 is used to exit the liquid. The pipe 31 is attached to the container with a nut 33. In the assembled structure, the rod 5 (Fig. 1) and the telescopic rod 21 (Fig. 4) form a common axis.

Принцип работы клапанаValve principle

При поступлении жидкости через клапан автоматический мембранного типа (фиг. 1) в емкость 30, поплавок 20 (фиг. 4) начинает перемещаться по телескопической штанге 21 (фиг. 4). При этом клапан открыт на полное проходное сечение (фиг. 2). При соприкосновении поплавка 20 (фиг. 4) с диском регулировочным 23 (фиг. 4) резко возрастает усилие, воздействующее на собранную конструкцию из деталей: телескопическая штанга 21 (фиг. 4), диск регулировочный 23 (фиг. 4), втулка 22 (фиг. 4), шток 5 (фиг. 1). Конструкция перемещается по вертикальной оси на размер L. Клапан закрывается (фиг. 3) и отключает поступление жидкости в емкость.When liquid enters through the automatic membrane valve (Fig. 1) into the container 30, the float 20 (Fig. 4) begins to move along the telescopic rod 21 (Fig. 4). In this case, the valve is open to the full flow area (Fig. 2). When the float 20 (Fig. 4) comes into contact with the adjusting disk 23 (Fig. 4), the force acting on the assembled structure of parts increases sharply: the telescopic rod 21 (Fig. 4), the adjusting disk 23 (Fig. 4), the sleeve 22 ( Fig. 4), rod 5 (Fig. 1). The design moves along the vertical axis by the size L. The valve closes (Fig. 3) and turns off the flow of liquid into the container.

В конструкции изделия реализованы принципиально новые конструктивные решения, что позволяет расширить область его применения. Конструкция нового изделия по техническим характеристикам значительно превосходит ближайшие серийные аналоги (автоматические клапаны поплавкового типа), выпускаемые в РФ и за рубежом.Fundamentally new constructive solutions are implemented in the design of the product, which allows expanding the scope of its application. The design of the new product in terms of technical characteristics significantly exceeds the closest serial analogues (automatic float valves) manufactured in the Russian Federation and abroad.

Преимущества:Advantages:

1. Клапан обеспечивает передачу повышенного объема жидкости от 50 до 100 л/мин (в зависимости от давления передаваемой среды)1. The valve provides the transfer of an increased volume of liquid from 50 to 100 l / min (depending on the pressure of the medium being transferred)

2. Поплавковый механизм имеет принципиально новое конструктивное решение. В конструкции максимально сокращено количество оригинальных деталей.2. The float mechanism has a fundamentally new design solution. The design minimizes the number of original parts.

3. Изделие обеспечивает наполнение емкостей любого формата и объема жидкостью (водой, химически неактивными веществами, маслами и так далее) с автоматическим отключением ее подачи при заполнении резервуара.3. The product provides filling containers of any format and volume with liquid (water, chemically inactive substances, oils, etc.) with automatic shutdown of its supply when the tank is filled.

4. Изделие может быть использовано в конструкциях автоматических поилок на сельскохозяйственных фермах для поения животных (коров, телят и так далее).4. The product can be used in the construction of automatic drinkers on agricultural farms for watering animals (cows, calves, and so on).

5. При смене источника регулирования САР (поплавкового телескопического механизма) клапан поплавковый мембранного типа может быть использован в качестве исполнительного механизма в сочетании с другим источником регулирования САР (от станка, механизма и так далее), что позволяет обеспечить передачу жидкости по определенному алгоритму в магистральные и тупиковые трубопроводы. Это позволит использовать изделие (в новой комплектации) в системах водоснабжения и химической промышленности.5. When changing the control source of the ACS (float telescopic mechanism), the membrane-type float valve can be used as an actuator in combination with another source of ACS control (from a machine tool, mechanism, and so on), which makes it possible to ensure the transfer of fluid according to a certain algorithm to the main and dead-end pipelines. This will allow the use of the product (in the new configuration) in water supply systems and the chemical industry.

Claims (1)

Клапан автоматический мембранного типа с телескопическим поплавковым мембранным механизмом, состоящий из корпуса, штока, на котором жестко закреплено седло, мембрана и опорная шайба, для обеспечения возврата конструкции в исходное положение на шток установлена пружина, шайба подвижная и обжимная шайба, мембрана имеет профилированную форму, соответствующую конической части корпуса по месту их контакта при закрытии клапана, причем мембранно-клапанный механизм установлен в крышку через втулку, а шток клапана соединен с телескопической штангой поплавкового механизма, состоящего из телескопической штанги, по которой перемещается поплавок, поплавка, диска регулировочного и гайки.Automatic membrane type valve with a telescopic float membrane mechanism, consisting of a body, a stem on which a seat, a membrane and a support washer are rigidly fixed; corresponding to the conical part of the body at the place of their contact when the valve is closed, moreover, the membrane-valve mechanism is installed in the cover through the sleeve, and the valve stem is connected to the telescopic rod of the float mechanism, consisting of a telescopic rod along which the float moves, the float, the adjusting disk and the nut.

Images