Устройство для предотвращения замерзания тупиковых трубопроводов

Сомз Советских Соцналнстнцескнх Рестгублни(22) Заявлено 23.12.76 (21) 2433437/29 03 В 7/12 с присоединением явки ив осудврствеииый кооити СССР оо делам изобретеиий и открытий23) Приорите Опубли кова 04.79; Бюллетень15 3) УДК 628,15 (088.8) ата опубликования описания 2 б) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩ ТУПИКОВЫХ ТРУБОПРО НИЯ ЗАМЕРЗАНИЯОДОВ Изобретение относится к устройствам для предотвращения замерзания воды в тупиковых трубопроводах, прокладываемых в слое сезонного промерзания грунтов.Известны устройства для защиты тупиковых трубопроводов от замерзания посредством прокладки тепловых спутников-паропроводов или трубопроводов с горячей водой, или посредством совместной прокладки с ними электрокабеля 1.Такая тепловая защита требует больших капитальных затрат на устройство каналов, сложной теплоизоляции, или прокладку электрокабеля и, кроме того, затрачивается дорогостоящий вид тепла - энергия.Известно устройство для предотвращения замерзания тупиковых трубопроводов, представляющее собой ответвление водопроводной сети в виде петли, присоединенной к магистральной трубе для образования замкнутого трубопровода, в котором поддерживается движение воды (ее циркуляция) за счет разности высот давлений, которая образуется при движении воды в трубе Вентури (встроенной в магистральный трубопровод) в двух ее точках, от которых сделаны отводы 2,Данное устройство недостаточно эффективно и надежно в работе.Цель изобретения - повышение надежности и эффективности предотвращения замерзания тупиковых трубопроводов.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство снабжено двухпозиционным золотниковым переключателем потока, установленным в начале тупикового трубопровода и сообщающимся с магистральным трубопроводом и горловиной трубы Вентури, гид- О ромеханическим аккумулятором, выполненным в виде сильфона и цилиндрического корпуса с пружиной и размещенным в конце тупикового трубопровода за водоразбором; двумя дополнительными трубами Вентури, установленными в начале и конце тупикового трубопровода, соответственно, за двухпозиционным переключателем потока и перед водоразбором, при этом двухпозиционный переключатель снабжен фиксатором золотника, выполненным в виде цилиндра с рас- О положенным в нем подпружиненным поршнем со штоком, подпоршневая область которого подключена к горловине трубы Вентури, установленной в начале тупикового трубопровода, надпоршневая полость подключена непосредственно к тупиковому трубопроводу, а гидромеханический аккумулятор снабжен таким же фиксатором пружины, подпоршневая полость которого подключена к горловине трубы Вентури, установленной в конце тупикового трубопровода.5Кроме того, сильфон гидромеханического аккумулятора имеет цилиндрический хвостовик, в стенках которого выполнены отверстия, и разрезное коническое кольцо с боковыми выступами, расположенными в отверстиях, а корпус гидромеханического аккуму лятора имеет полый цилиндрический упор, входящий в полость хвостовика, а пружина расположена концентрично с хвостовиком.На фиг, 1 изображена принципиальная схема устройства для предотвращения заь мерзания тупиковых трубопроводов; на фиг. 2 - устройство, разрез; на фиг. 3 - гидромеханический аккумулятор, разрез.Устройство для предотвра щения за мерзания тупикового трубопровода 1, сообщенного с магистральным трубопроводом 2, со о держит трубу Вентури 3, установленную на магистральном трубопроводе 2, двухпозиционный переключатель потока, состоящий из корпуса 4, золотника 5 и фиксатора золотника, выполненного в виде цилиндра 6 с расположенным в нем подпружиненными25 поршнем 7 со штоком 8. Подпоршневая полость цилиндра 6, в которой расположена пружина со штоком 8, сообщена с горловиной трубы Веитури 9, установленной на тупиковом трубопроводе 1, за двухпозицион- эо ным переключателем потока, а надпоршневая полость цилиндра 6 сообщена с тупиковым трубопроводом 1. Труба Вентури 10 установлена на тупиковом трубопроводе 1 перед выпускным отверстием 1. Гидромеханический аккумулятор состоит из упругой гофрированной трубы 12, сообщенной с тупиковым трубопроводом 1 за выпускным отверстием 11, с полым цилиндрическим хвостовиком 13, имеющим кольцевой упор 14 на наружной поверхности; хвостовик 13 уста- щ новлен с возможностью перемещения внутри корпуса 15 гидромеханического аккумулятора, имеющего упор 16, входящий в полость 17 хвостовика 13, внутри которой установлено разрезное пружинное коническое кольцо 18 с боковыми выступами 19, которые45 расположены в отверстиях 20, выполненных в стенках хвостовика 13, В корпусе 15 гидро- механического аккумулятора концентрично с хвостовиком 13 расположена предпочтительно загильзованная пружина 21, опираю щаяся на боковые выступы 19. Гидромеханический аккумулятор снабжен фиксатором пружины, состоящим из цилиндра 22, расположенного в нем подпружиненного поршня 23 со,штоком 24, имеющего возможностьвзаимодействия с пружиной 21, подпоршневая полость цилиндра 22, в которой расположен шток 24, сообщена с горловиной трубы Вентури 10. Предложенное устройство работает следующим образом.При постоянном движении воды в магистральном трубопроводе 2, к которому подключен тупиковый трубопровод 1, в горловине трубы Вентури 3, установленной на магистральном трубопроводе 2, имеет место скоростной перепад давления. Во время водоразбора из тупикового трубопровода 1 золотник 5 в корпусе 4 двухпозиционного переключателя потока под давлением воды в магистральном трубопроводе 2 занимает положение, на приведенном чертеже верхнее, при котором открыт доступ воды из магистрального трубопровода 2 в тупиковый трубопровод 1 и перекрыто сообщение с горловиной трубы Вентури 3, При движении воды по тупиковому трубопроводу 1 при открытом выпускном отверстии 11 вследствие образования скорости перепада давления в трубе Вентури 9 поршень 7 со штоком 8 фиксатора золотника занимает левое положение и удерживает золотник 5 в верхнем положении, обеспечивая тем самым поступление воды из магистрального трубопровода 2 по тупиковому трубопроводу 1 к выпускному отверстию 11.При указанном положении двухпозиционного переключателя потока гофрированная упругая труба 12 гидромеханического аккумулятора под действием пружины 21 и собственных упругих сил находится в сжатом состоянии, полый цилиндрический хвостовик 13 с упором 14, разрезным пружинным коническим кольцом 18 с боковыми выступами 19, выведенными через отверстия 20 в стенке хвостовика 13 наружу, находится в левом положении, пружина 2 в разжатом состоянии, а шток 24 подпружиненного поршня 23 фиксатора пружины 21 опирается на боковые стенки ее гильзы, (на чертеже не показана),С прекращением водоразбора из тупикового трубопровода 1 давление воды в нем повышается, упругая гофрированная труба 12 расширяется и перемещает полый цилиндрический хвостовик 13 вправо, боковые выступы 19 разрезного пружинного конического кольца 18 сжимают пружину 21.При перемещении полого цилиндрического хвостовика 13 вправо и сжатии пружины 21 вначале шток 24 подпружиненного поршня 23 принимает свободное состояние (т. е. выступает с левой стороны свободного торца пружины 21) и затем полый упор 16 корпуса гидромеханического аккумулятора 15 входит в контакт с разрезным пружинным коническим кольцом 18 и сжимает его, выступы 19 перемещаются внутри хвостовика 13 и пружина 21 опирается на шток 24 подпружиненного поршня 23,Дальнейшее перемещение полого цилиндрического хвостовика 13 с разрезным пружинным коническим кольцом 18 и боковыми выступами 19, убранными в отверстия 20,658240 происходит до равновесного состояния между упругими силами гофрированной трубы 12. и давлением воды.Работа гидромеханического аккумулятора регламентируется диапазоном колебаний давлений воды в тупиковом трубопроводе 1 и тарируется таким образом, чтобы упор 14 (выступ) при перемещении полого цилиндрического хвостовика 13 вправо подходил предпочтительно вплотную к свободному торцу пружины 21, С прекращением расширения упругой гофрированной трубы 12 4 о движение воды в тупиковом трубопроводе 1 прекращается, исчезает скоростной перепад давления в трубе Вентури 10 (то же самое происходит и в трубе Вентури 9), вледствие ."-гого подпружиненный поршень 23 со штоком 24 освобождает пружину 21 и под ее усилием, передаваемым через упор 14 полого цилиндрического хвостовика 13, упругая гофрированная труба 12 сжимается, создавая повышенное давление в тупиковом трубопроводе 1 в сравнении с давлением воды в магистральном трубопроводе 2.Под повышенным давлением в тупиковом трубопроводе 1 золотник 5 двухпозиционного переключателя потока опускается вниз, так как поршень 7 со штоком 8 после исчезновения перепада давления в трубе Вентури 9 перемещается вправо и освобождает золотник 5. 6С прекращением движения воды в тупиковом трубопроводе 1 в сторону горловины трубы Вентури 3 скоростной перепад в трубе Вентури 9 исчезает, поршень 7 со штоком 8 освобождает золотник 5 и последний, под действием разности давлений воды в магистральном трубопроводе 2 и тупиковом трубопроводе 1, давление в котором стало равно давлению в горловине трубы Вентури 3, перемещается вверх, связав при этом магистральный трубопровод 2 с тупиковым 1, и вода вновь поступает из магистрального трубопровода 2 в тупиковый трубопровод 1, упругая гофрированная труба 12 начинает расширяться.Таким образом, возвратно-поступательное движение воды в тупиковом трубопроводе 1 циклично повторяется. Это движение воды связано с выделением тепла за счет трения о стенки трубопровода и деформации объема воды при изменении давлений, что и предотвращает замерзание тупиковых трубопроводов.По сравнению с известными устройствами предлагаемое обеспечивает надежную работу трубопроводов, обеспечивая непрерывное движение жидкости в них при закрытом выпускном отверстии с одновременным снижением капитальных и эксплуатационных затрат.Формула изобретения Вследствие изменения (перестановки) позиции золотника 5 перекрывается канал, соединяющий магистральный трубопровод 2 с тупиковым трубопроводом 1, и открывается канал, соединяющий тупиковый трубопровод 1 с горловиной трубы Вентури 3, установленной на магистральном трубопроводе 2,Благодаря пониженному давлению в трубе Вентури 3 к ее горловине устремляется поток воды из тупикового трубопровода 1 под избыточным давлением, создаваемым упругой гофрированной трубой 12, которая в начальный период, обусловленный перестановкой золотника 5 двухпозиционного переключателя потока, сжимается под действием пружины 21.При движении воды из тупикового трубопровода 1 в сторону магистрального трубопровода 2 образовавшийся перепад давления в горловине трубы Вентури 9 обеспечивает удержание золотника 5 посредством штока 8 в нижнем положении, сообщающем тупиковый трубопровод с горловиной трубы Вентури 3. Движение воды из тупикового трубопровода к горловине трубы Вентури 3 происходит до тех пор, пока не сравняется давление в тупиковом трубопроводе с давлением в горловине трубы Вентури 3, что связано с прекращением конструктивно заданного сжатия гофрированной трубы 12. Возможное продолжение движения воды за счет инерции потока следует учитывать в работе гидромеханического аккумулятора. зо З 5 40 4 э юо 5 1. Устройство для предотвращения замерзания тупиковых трубопроводов, содержащее подводящий участок магистрального трубопровода, в который включена труба Вентури и подключен тупиковый трубопровод с водоразбором, отличающееся тем, что, с целью обеспечения надежной работы трубопроводов за счет непрерывного движения в них жидкости, оно снабжено двухпозиционным золотниковым переключателем потока, установленным в начале тупикового трубопровода и сообщающимся с магистральным трубопроводом и горловиной трубы Вентури, гидромеханическим аккумулятором, выполненным в виде сильфона и цилиндрического корпуса с пружиной и размещенным в конце тупикового трубопровода за водо- разбором, двумя дополнительными трубами Вентури, установленными в начале и конце тупикового трубопровода, соответственно, за двухпозиционным переключателем потока и перед водоразбором, при этом двухпозиционный переключатель снабжен фиксатором золотника, выполненным в виде цилиндра с расположенным в нем подпружиненным поршнем со штоком, подпоршневая полость которого подключена к горловине трубы Вентури, установленной в начале тупикового трубопровода, надпоршневая полость подключена непосредственно к тупиковому трубопроводу, гидромеханический аккумулятор658240 Фиг.Е ЦНИИПИ Зак ираж 906 П филиал ППП Па Ужгород, ул. Прое аз 2013/2 одписное тент, ктнаи, 4 снабжен таким же фиксатором пружины, подпоршневая полость которого подключена к горловине трубы Вентури, установленной в конце тупикового трубопровода.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сильфон гидромеханического аккумулятора имеет цилиндрический хвостовик, в стенках которого выполнены отверстия, и разрезное коническое кольцо с боковыми выступами, расположенными в отверстиях.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус гидромеханического аккумулято ра имеет полый цилиндрический упор, входящий в полость хвостовика, а пружина расположена концентрично с хвостовиком,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Указания по проектированию и строительству санитарно-технических сетей в северных районах страны. 1974, с. 37, 41 - 42, 8.2,В,2. Авторское свидетельство СССР40784, кл. Е 03 В 7/12, 31,12.34.