Впускной воздушный клапан для канализационной системы

 

Изобретение относится к устанавливаемому в системе канализации впускному воздушному клапану, который защищает имеющиеся в системе водоотделители (затворы) и предотвращает возможность сообщения системы канализации с окружающей атмосферой, а при падении в ней давления автоматически открывается и через него в систему канализации поступает наружный атмосферный воздух. Техническим результатом является создание простого в изготовлении обеспечивающего при закрытом клапанном элементе герметичности клапана, максимально устраняющего возникновение турбулентности в протекающем через него потоке воздуха, позволяющего получить максимальное усилие подъема клапанного элемента, предотвращающего скапливание внутри клапана водяного конденсата. Впускной воздушный клапан имеет корпус, включающий трубу, через которую клапан соединяется с трубой системы канализации и которая в верхней части выполнена в виде постепенно сужающегося к вершине конуса, по крайней мере, одно окно, через которое внутренняя полость трубы соединяется с функциональными элементами клапана – седлом клапана и клапанным элементом, крышку, которая расположена над верхней частью трубы и верхняя стенка которой находится на некотором расстоянии от верхней части трубы, клапанный элемент, расположенный между верхней частью трубы и верхней стенкой крышки, при этом клапанный элемент упирается в седло клапана, которое имеет уплотняющую поверхность, расположенную в горизонтальной плоскости Н, проходящей вблизи вершины конической части трубы, и имеет возможность свободно перемещаться вверх относительно седла, а также, по крайней мере, одно впускное окно, через которое внутрь клапана попадает окружающий воздух и которое сообщается с нижней поверхностью клапанного элемента, верхняя поверхность которого сообщается с системой канализации, по крайней мере, через одно окно, в результате чего при давлении в канализационной системе, равном или большем атмосферного, клапанный элемент закрывает клапан, а при давлении в канализационной системе, меньшем атмосферного, клапанный элемент открывает клапан, причем, когда давление в канализационной системе становится меньше атмосферного, окружающий воздух проходит в соединенную с системой канализации трубу. В корпусе выполнены, по крайней мере, два впускных окна и расположенные между ними, по крайней мере, два окна, через которые воздух проходит в систему канализации, при этом эти указанные окна равномерно распределены внутри клапана в его поперечном сечении горизонтальной плоскостью, проходящей вблизи плоскости Н, в которой лежит седло клапана. Изобретение развито в зависимых пунктах. 18 з.п. ф-лы, 10 ил.

Область техники

Настоящее изобретение относится к устанавливаемому в системе канализации впускному воздушному клапану, который защищает имеющиеся в системе водоотделители (затворы) и предотвращает возможность сообщения системы канализации с окружающей атмосферой, а при падении в ней давления автоматически открывается и через него в систему канализации поступает наружный атмосферный воздух.

При нормальной работе канализационных систем слива и вентиляции при сливе воды в систему канализации из соединенных с ней санитарно-технических устройств в системе канализации происходит резкое падение давления воды, сопровождающееся движением воздуха в вертикальных стояках системы. Для защиты жилых помещений от попадания в них из системы канализации имеющего неприятный запах воздуха каждое из таких санитарно-технических устройств обычно оборудуется водяным затвором. Изменения давления воды в системе канализации вызывают изменения давления воздуха, которые могут привести к выходу из строя водоотделителей (затворов) либо за счет сифонирования, возникающего при неожиданном падении давления в системе, либо за счет возникающего в воздушной магистрали противодавления при повышенном сбросе воды.

Уровень техники

В настоящее время существуют специальные впускные воздушные клапаны, которые открываются только при падении давления в системе канализации ниже атмосферного и позволяют так или иначе решить упомянутые выше проблемы и отказаться от необходимости в использовании вентиляционных стояков, выходящих на крышу здания.

Обычно такие клапаны проектируются таким образом, чтобы количество воздуха, проходящего через открытую мембрану клапана и попадающего через входное отверстие клапана в систему канализации, было по возможности максимальным.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является впускной воздушный клапан, который соединен с трубой системы канализации и через функциональные элементы которого при падении давления в системе в трубу, соединенную с системой канализации, поступает окружающий воздух, который защищает имеющиеся в системе канализации водоотделители - затворы - и препятствует попаданию в окружающую атмосферу из канализационной системы имеющего неприятный запах воздуха, при этом такой клапан имеет корпус (10), включающий трубу (12), через которую клапан соединяется с трубой системы канализации и которая в верхней части (13) выполнена в виде постепенно сужающегося к вершине конуса, по крайней мере, одно окно (14), через которое внутренняя полость трубы соединяется с функциональными элементами (24, 34, 64) клапана – седлом клапана и клапанным элементом, крышку (40, 50), которая расположена над верхней частью (13) трубы (12) и верхняя стенка которой находится на некотором расстоянии от верхней части (13) трубы (12), клапанный элемент (34, 64), расположенный между верхней частью (13) трубы (12) и верхней стенкой крышки (40, 50), при этом клапанный элемент (34, 64) упирается в седло (24) клапана, которое имеет уплотняющую поверхность, расположенную в горизонтальной плоскости Н, проходящей вблизи вершины конической части трубы (12), и имеет возможность свободно перемещаться вверх относительно седла, а также, по крайней мере, одно впускное окно (30), через которое внутрь клапана попадает окружающий воздух и которое сообщается с нижней поверхностью клапанного элемента (34, 64), верхняя поверхность которого сообщается с системой канализации, по крайней мере, через одно окно (14), в результате чего при давлении в канализационной системе, равном или большем атмосферного, клапанный элемент (34, 64) закрывает клапан, а при давлении в канализационной системе, меньшем атмосферного, клапанный элемент (34, 64) открывает клапан, причем когда давление в канализационной системе становится меньше атмосферного, окружающий воздух проходит в соединенную с системой канализации трубу – по патенту US 4232706. Это автоматическое клапанное устройство, верхняя часть корпуса которого, выполненного в виде вертикальной трубы, имеет форму трубы Вентури, которая вместе с крышкой образует расположенное у внешнего края устройства впускное отверстие для воздуха с кольцевым клапанным элементом, который при возникновении разрежения в трубах наклоняется, и в вертикальный стояк канализационной системы поступает свежий воздух, а при выравнивании давления или при избыточном давлении в системе канализации возвращается в закрытое положение, исключая тем самым возможность утечки наружу из системы канализации загрязненного, имеющего неприятный запах воздуха.

Такое клапанное устройство имеет расположенное у его края кольцевое отверстие, которое при подъеме кольцевого клапанного элемента распределяет поступающий в устройство воздух и направляет его в вертикальную трубу, соединенную с трубой системы канализации. Преимуществом такого устройства благодаря наличию в нем вертикальной трубы, выполненной в виде трубы Вентури, является достаточно большое количество воздуха, поступающего при открытии клапана в систему канализации, при этом, однако, в отдельных случаях на участке между кольцевым впускным отверстием клапана и соединенной с системой канализации трубой возникает турбулентность. Такая турбулентность возникает в том случае, когда весь воздух, обтекающий наружный диаметр находящегося в поднятом положении кольцевого клапанного элемента, собирается в центральной части сливной трубы, которая из-за меньшего по сравнению с клапаном диаметра и меньшего проходного сечения снижает пропускную способность клапана и ограничивает количество поступающего в систему канализации воздуха.

В клапанных устройствах такого типа круглый, или кольцевой, клапанный элемент обычно перекрывает два концентричных клапанных седла, каждое из которых имеет круглую уплотняющую поверхность. При деформации клапанного элемента или его повреждении возникает целый ряд проблем, связанных с необходимостью герметичного перекрытия, по крайней мере, одной из уплотняющих поверхностей седел.

В патенте СН 201265 предложен впускной воздушный клапан другого типа. Этот клапан имеет два диаметрально противоположных впускных отверстия, между которыми на краю клапана расположены два диаметрально противоположных окна, соединяющие верхнюю поверхность выполненного в виде круглого диска клапанного элемента с идущей в систему канализации трубой. Количество воздуха, пропускаемого таким клапаном, в частности, через два узких окна, крайне ограничено, и поэтому его можно использовать при сливе воды только из одного единственного санитарно-технического устройства.

В ЕР 0409506 предложено клапанное устройство, в котором внешнее кольцевое впускное отверстие сообщается с нижней стороной выполненного в виде диска клапанного элемента через один единственный радиальный канал. При открытии клапанного элемента проходящий через этот канал воздух попадает в трубу канализационной системы. Очевидно, что прохождение воздуха через такой радиальный канал сопровождается возникновением в клапане значительной турбулентности, которая существенным образом снижает его пропускную способность.

Краткое изложение сущности изобретения

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать автоматический впускной воздушный клапан, который позволял бы максимально устранить возникновение турбулентности в протекающем через него потоке воздуха за счет выбора оптимального соотношения между размерами расположенных вблизи функциональных элементов клапана впускных окон и окон, через которые поступающий в клапан воздух попадает в соединенную с канализационной системой трубу.

Еще одной задачей изобретения является разработка клапана с хорошо сбалансированным благодаря своей форме и форме отверстия в седле клапанным элементом, обеспечивающим оптимальное распределение потока проходящего через клапан воздуха и позволяющим получить максимальное усилие подъема клапанного элемента при одной уплотняющей поверхности седла клапана и более простом решении проблем, связанных с обеспечением герметичности клапана при закрытом клапанным элементом седле клапана.

Третьей задачей изобретения является разработка клапана, на внутренней поверхности корпуса которого расположено несколько устройств, препятствующих скапливанию внутри клапана водяного конденсата и способствующих его принудительному сливу в соединенную с канализационной системой трубу.

Четвертой задачей изобретения является разработка впускного воздушного клапана, во время отливки корпуса которого в расположенные в корпусе впускные окна для воздуха и окна для прохода воздуха в соединенную с канализационной системой трубу одновременно заливают и решетки, при этом некоторые из элементов решетки имеют выступающие внутрь клапана участки, в которые упирается клапанный элемент при избыточном давлении воздуха или возникновении пожара в системе канализационных труб.

Пятой задачей настоящего изобретения является разработка впускного воздушного клапана для систем канализации, который был бы прост в изготовлении и состоял только из трех элементов, каждый из которых можно изготовить литьем.

Указанные выше задачи решаются с помощью предлагаемого в изобретении клапана, отличительные признаки которого подробно рассмотрены в формуле изобретения.

Другие отличительные особенности и преимущества изобретения более подробно рассмотрены ниже на примере некоторых вариантов выполнения предлагаемого в нем клапана со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Впускной воздушный клапан, который соединен с трубой системы канализации и через функциональные элементы которого при падении давления в системе в трубу, соединенную с системой канализации, поступает окружающий воздух, который защищает имеющиеся в системе канализации водоотделители - затворы - и препятствует попаданию в окружающую атмосферу из канализационной системы имеющего неприятный запах воздуха, при этом такой клапан имеет корпус (10), включающий трубу (12), через которую клапан соединяется с трубой системы канализации и которая в верхней части (13) выполнена в виде постепенно сужающегося к вершине конуса, по крайней мере, одно окно (14), через которое внутренняя полость трубы соединяется с функциональными элементами (24, 34, 64) клапана – седлом клапана и клапанным элементом, крышку (40, 50), которая расположена над верхней частью (13) трубы (12) и верхняя стенка которой находится на некотором расстоянии от верхней части (13) трубы (12), клапанный элемент (34, 64), расположенный между верхней частью (13) трубы (12) и верхней стенкой крышки (40, 50), при этом клапанный элемент (34, 64) упирается в седло (24) клапана, которое имеет уплотняющую поверхность, расположенную в горизонтальной плоскости Н, проходящей вблизи вершины конической части трубы (12), и имеет возможность свободно перемещаться вверх относительно седла, а также, по крайней мере, одно впускное окно (30), через которое внутрь клапана попадает окружающий воздух и которое сообщается с нижней поверхностью клапанного элемента (34, 64), верхняя поверхность которого сообщается с системой канализации, по крайней мере, через одно окно (14), в результате чего при давлении в канализационной системе, равном или большем атмосферного, клапанный элемент (34, 64) закрывает клапан, а при давлении в канализационной системе, меньшем атмосферного, клапанный элемент (34, 64) открывает клапан, причем, когда давление в канализационной системе становится меньше атмосферного, окружающий воздух проходит в соединенную с системой канализации трубу, отличается наличием в корпусе (10), по крайней мере, двух впускных окон (30) и расположенных между ними, по крайней мере, двух окон (14), через которые воздух проходит в систему канализации, при этом эти указанные окна (30) и (14) равномерно распределены внутри клапана в его поперечном сечении горизонтальной плоскостью, проходящей вблизи плоскости Н, в которой лежит седло клапана.

Суммарная площадь канала для прохода воздуха, образованного открытыми функциональными элементами (24, 34, 64) клапана - седлом клапана и клапанным элементом, по существу, равна суммарной площади впускных окон (30) и суммарной площади окон (14) для прохода воздуха от функциональных элементов клапана в систему канализации.

Суммарная площадь канала для прохода воздуха, образованного открытыми функциональными элементами (24, 34, 64) клапана – седлом клапана и клапанным элементом, по существу, равна площади внутреннего отверстия трубы (12).

В корпусе (10) клапана наличествует оболочка (20) и перегородка (26), которая делит внутреннее пространство оболочки на отдельные полости с равномерным распределением потока воздуха, протекающего через клапан с открытыми функциональными элементами (34, 64) клапана – седлом клапана и клапанным элементом - по всему внутреннему пространству корпуса клапана, начиная от впускных окон (30), через которые внутрь клапана поступает окружающий воздух, и заканчивая окнами (14), через которые воздух проходит в соединенную с системой канализации трубу.

В корпусе (10) клапана наличествует вытянутая чашевидная оболочка (20) и перегородка (26), которая делит внутренний объем чашевидной оболочки (20) на расположенные перпендикулярно друг другу пары первых (18) и вторых (19) камер, при этом камеры (18) первой пары сообщаются с окружающей атмосферой через окна (30) в оболочке (20), а камеры (19) второй пары сообщаются с нижней трубой (12) корпуса клапана и системой канализации через окна (14) в верхней конической части (13) трубы (12).

Камеры (18) первой пары и камеры (19) второй пары расположены на равных расстояниях друг от друга в поперечном сечении клапана горизонтальной плоскостью Н и обеспечивают равномерное распределение потока воздуха, проходящего через корпус (10) клапана.

Верхняя коническая часть (13) трубы (12) выполнена сверху закрытой и имеет, по крайней мере, два расположенных по бокам окна (14), отделенные друг от друга закрытыми участками (28).

Два впускных окна (30), через которые внутрь клапана попадает воздух, расположены диаметрально друг против друга на линии, перпендикулярной линии, соединяющей между собой два диаметрально противоположных окна (14), через которые воздух поступает в систему канализации.

Впускные окна (30), через которые внутрь клапана попадает воздух, выполнены в чашевидной оболочке (20), внутри которой расположена коническая часть (13) трубы (12), при этом верхний край (22) оболочки (20) расположен рядом с плоскостью Н седла клапана.

Седло (24) клапана имеет одну сплошную непроницаемую для воздуха поверхность, идущую вниз вместе с перегородкой (26), которая делит на отдельные камеры внутреннее пространство оболочки (20), соответственно между окнами (14) и закрытыми участками (28) конической части (13) трубы (12).

Уплотняющая поверхность функциональных элементов клапана, т.е. его седла (24) и соответствующего клапанного элемента (34, 64), имеет, по существу, форму "бабочки", расположенной вдоль продольной оси вытянутой оболочки (20) корпуса клапана.

Отношение суммарной площади проходного отверстия имеющего форму "бабочки" седла (24) клапана к суммарной площади отверстия между седлом (24) клапана и внутренней поверхностью чашевидной оболочки (20), образующего зону возможного падения давления, предпочтительно составляет менее 1, что позволяет получить максимальное усилие подъема клапанного элемента (34, 64) над седлом (24) клапана.

Окна (30) и (14) имеют соответственно решетки (36, 16).

На клапанном элементе (34) наличествует охватываемый направляющий стержень (35), который взаимодействует с охватывающим направляющим отверстием (32), выполненным в корпусе (10) клапана.

На клапанном элементе (64) наличествует охватывающее направляющее отверстие (62), которое взаимодействует с неподвижным охватываемым направляющим стержнем (52), расположенным на крышке (50) корпуса (10) клапана.

На внутренней поверхности корпуса (10) клапана наличествует желоб (23), коническая боковая стенка (42) и радиально расположенные ребра (44), способствующие сливу из клапана водного конденсата.

Клапанный элемент (34) изготовлен из двух разных материалов: его основная часть изготовлена из твердого, предпочтительно огнестойкого, материала, а проходящая по внешнему краю часть (38) изготовлена из мягкого, упругого материала.

Решетки (16, 36) состоят из элементов, имеющих в поперечном сечении форму каплевидного аэродинамического профиля.

Решетка (36) состоит из элементов, по крайней мере, два из которых имеют выступающие внутрь клапана участки (37) с плоскими верхними торцами, в которые при слишком большом повышении давления в системе канализации или при возникновении в ней пожара упирается клапанный элемент (34).

Краткое описание чертежей

На приложенных к описанию чертежах показано:

на фиг.1 - поэлементное изображение предлагаемого в изобретении клапана, состоящего из трех основных частей;

на фиг.2 - разрез клапана по фиг.1 в собранном виде;

на фиг.3 - изображение в увеличенном масштабе фрагмента клапана по фиг.2, на котором показаны рабочие элементы клапана и, в частности, его клапанный элемент, упирающийся в седло клапана;

на фиг.4 - вид сверху нижней части корпуса клапана с двумя впускными окнами и двумя окнами, по которым воздух проходит в соединенную с канализационной системой трубу;

на фиг.5 - один из участков корпуса клапана в разрезе плоскостью А-А по фиг.4;

на фиг.6 - разрез нижней части корпуса клапана плоскостью В-В по фиг.4;

на фиг.7 - вид сбоку нижней части корпуса клапана в направлении показанной на фиг.4 стрелки Р;

на фиг.8 и 9 - отдельные сечения корпуса клапана плоскостями С-С и D-D по фиг.7 соответственно;

на фиг.10 - аналогичный фиг.2 разрез предлагаемого в изобретении клапана в собранном виде, выполненного по другому варианту.

Предпочтительные варианты выполнения изобретения

Предлагаемый в настоящем изобретении впускной воздушный клапан, показанный на фиг.1, имеет корпус 10, нижняя часть которого выполнена в виде вертикальной трубы 12, которой клапан соединяется с трубой (не показана), являющейся частью системы канализации, в которую сливается вода из различных санитарно-технических устройств.

Верхний конец трубы 12 предлагаемого в изобретении клапана выполнен в виде закрытого сужающегося вверх конуса 13 (см. также фиг.2). В верхней конической части 13 трубы 12 предусмотрены два диаметрально противоположных окна 14 для прохода воздуха, которые перекрыты залитой в корпус клапана решеткой 16, препятствующей попаданию в канализационную систему различных посторонних предметов, в том числе и различных животных или насекомых.

Верхняя коническая часть 13 трубы 12 расположена внутри вытянутой имеющей чашевидную форму оболочки 20, которая примыкает к верхнему краю трубы 12 и верхний край 22 которой лежит в горизонтальной плоскости Н, проходящей через вершину конической части 13 трубы 12.

Пространство между чашевидной оболочкой 20 и конической частью 13 трубы 12 разделено перегородкой 26 на две взаимно перпендикулярные первую и вторую пары диаметрально противоположных камер.

Камеры первой пары, которые образованы перегородкой 26 и закрытыми участками 28 конической части 13, сообщаются с окружающей атмосферой через окна 30 в оболочке 20.

Камеры второй пары, которые образованы перегородкой 26 и чашевидной оболочкой 20, сообщаются с нижней трубой 12 клапана через окна 14 в конической части 13 трубы 12.

Верхний край перегородки 26 расположен рядом с горизонтальной плоскостью Н и образует имеющее соответствующую форму седло 24 клапана.

Клапанный элемент 34 опирается на верхний край перегородки 26 и в нормальном положении, когда давление внутри системы канализации, по крайней мере, равно атмосферному давлению, прижимается к седлу 24, герметично отделяя первую пару камер 18 от второй пары камер 19.

При падении давления внутри системы канализации ниже атмосферного клапанный элемент 34 поднимается или отходит от седла 24, при этом камеры 18 первой пары сообщаются с камерами 19 второй пары, а в трубу системы канализации, соединенную с нижней трубой 12 корпуса клапана, через открытый впускной клапан поступает окружающий воздух.

Клапанный элемент 34 и его седло 24 имеют предпочтительно форму "бабочки" с расположением вдоль продольной оси вытянутой чашевидной оболочки 20.

Отверстия 30 в чашевидной оболочке также закрыты решетками 36, которые исключают возможность воздействия на клапанный элемент 34 каким-либо посторонним предметом.

В варианте, показанном на фиг.1-6, в закрытой вершине конической части трубы 12 выполнено идущее вниз глухое направляющее отверстие 32, которое выполняет функции неподвижного охватывающего направляющего элемента для клапанного элемента 34, который в свою очередь имеет направляющий стержень, или хвостовик, 35 (выполняющий функции подвижного охватываемого направляющего элемента), размеры которого соответствуют размерам направляющего отверстия 32.

Клапанный элемент 34, который, как и седло 24, имеет форму "бабочки", изготовлен из двух различных материалов: его основная или центральная часть 34 изготовлена из твердой пластмассы, а идущая по его внешнему краю часть 38 изготовлена из мягкой пластмассы.

Эти две части клапанного элемента соединены друг с другом сопровождающимся плавлением пластмассы нагревом предпочтительно по способу, описанному в ЕР 0701504.

Клапанный элемент 34 опирается на седло 24 только своим внешним, изготовленным из мягкой пластмассы упругим краем 38, который обеспечивает необходимую герметичность нормально находящегося в закрытом положении (см. также фиг.3) клапана.

В предлагаемом в изобретении клапане имеется также устройство, препятствующее скапливанию и длительному нахождению в корпусе клапана водяного конденсата.

Как показано на фиг.3 и 4, на участке клапана, расположенном между верхним краем 22 чашевидной оболочки 20 и седлом 24 клапана, выполнен сточный желоб 23 со скругленным дном, по которому падающие в него сверху капли водяного конденсата стекают в соединенную с системой канализации трубу 12.

Для облегчения поступления воздуха внутрь клапана решетки 36 впускных окон 30 изготовлены, как показано на фиг.8 и 9, из элементов с аэродинамическим профилем или каплевидным поперечным сечением.

По крайней мере, два из ребер 37 решетки предпочтительно выполнить с выступающими внутрь клапана и имеющими плоские верхние края участками, в которые при слишком большом давлении в системе канализации упирается клапанный элемент 34. При возникновении пожара в канализационной системе в эти же выступы ребер 37 решетки упирается и изготовленная из огнестойкого материала основная часть клапанного элемента 34. Очевидно, что при слишком большом давлении в системе канализации или при возникновении в ней пожара клапанный элемент 34 с мягким и упругим внешним краем 38 может опуститься вниз внутрь корпуса клапана и оставаться (в случае пожара) на выступах ребер решетки в плоскости, расположенной ниже плоскости седла 24 клапана.

Очевидно, что и ребрам решеток 16, закрывающих окна 14, также можно придать в поперечном сечение аэродинамическую каплевидную форму.

И, наконец, сверху корпус 10 клапана закрывается крышкой 40, которая герметично прижимается к верхнему краю 22 чашевидной оболочки 20.

Боковые стенки 42 крышки 40 выполнены с небольшим уклоном, способствующим сливу из клапана образующегося в нем водного конденсата. Для этой же цели и верхняя стенка крышки 40 выполнена слегка скругленной и на ее внутренней поверхности расположены радиальные ребра 44, по которым капли водного конденсата стекают к внешнему краю (боковой стенке) крышки.

При падении давления в системе канализации ниже атмосферного клапанный элемент 34, на нижнюю поверхность которого действует атмосферное давление, а на верхнюю - давление в системе канализации, быстро поднимается вверх, и атмосферный воздух через впускные окна 30 и вертикальный зазор, образовавшийся между седлом 24 клапана и внешним краем 38 клапанного элемента 34, и через окна 14 трубы 12 проходит в трубу системы канализации.

Предлагаемый в изобретении клапан, в частности клапан, у которого рабочие поверхности его основных функциональных элементов, т.е. клапанного элемента 34 и седла 24, имеют характерную форму "бабочки", отличается, с одной стороны, максимальным усилием подъема клапанного элемента, а с другой стороны, равномерным распределением потока воздуха, проходящего через корпус клапана.

Для равномерного распределения потока воздуха, проходящего через клапан, важно, чтобы суммарная площадь канала для прохода воздуха, образованного открытыми функциональными элементами 24, 34 клапана, была, по существу, равна суммарной площади его впускных окон 30.

Для достижения оптимальной пропускной способности клапана важно, чтобы суммарная площадь канала для прохода воздуха, образованного открытыми функциональными элементами 24, 34 клапана, была, по существу, равна суммарной площади каналов 14 для прохода воздуха в направлении канализационной системы на всем участке пути от функциональных элементов клапана до окон 14, а также равна внутренней площади трубы 12.

Для повышения эффективности работы клапана, в частности для увеличения усилия подъема клапанного элемента 34 от седла 24, важно, чтобы отношение суммарной площади проходного отверстия, ограниченного внешним краем седла 24, к суммарной площади отверстия между седлом 24 и внутренней поверхностью чашевидной оболочки 20, образующего зону возможного падения давления, было предпочтительно меньше 1.

При наличии в клапане более двух впускных окон, или отверстий, расположенных между выпускными окнами, количество которых равно количеству впускных окон, соответствующим образом должна быть изменена и форма клапанного элемента, и форма седла клапана. В этом случае клапанный элемент (и седло) должны быть выполнены не в виде "бабочки", а в виде треугольника или трехлистника.

Еще один вариант предлагаемого в изобретении клапана с другой конструкцией направляющего устройства клапанного элемента показан на фиг.10.

В этом варианте на внутренней поверхности верхней крышки 50 выполнены, по крайней мере, два выступающих направляющих стержня 52 (неподвижные охватываемые направляющие элементы) с расположенными в горизонтальной плоскости Н нижними концами, которые входят в соответствующие направляющие отверстия 62 (подвижные охватывающие направляющие элементы), выполненные в соответствующих выступах, расположенных на основной части клапанного элемента 64.

При подъеме клапанный элемент 64 перемещается по направляющим стержням 52 верхней крышки 50, которые входят в направляющие отверстия 62 клапанного элемента. В выполненном таким образом клапане по мере его подъема количество проходящего через клапан воздуха будет возрастать, поскольку гидравлическое сопротивление расположенных на нем выступов с направляющими отверстиями 62 будет при этом по мере уменьшения длины их участков, находящихся в потоке воздуха, постепенно уменьшаться.

Для лучшего перемещения клапанного элемента в таком направляющем устройстве выступающие стержни 52 крышки можно изготовить из металла.

В предлагаемом в изобретении клапане устройство, направляющее движение клапанного элемента при его подъеме и опускании, можно выполнить состоящим либо из неподвижного охватывающего направляющего элемента (отверстия) 32 и подвижного охватываемого направляющего элемента (стержня) 35, являющегося частью клапанного элемента, либо из неподвижных охватываемых направляющих элементов (стержней) 52 и подвижных охватывающих направляющих элементов (отверстий) 62, являющихся частью клапанного элемента.

Проведенные опыты показали, что предлагаемый в изобретении впускной воздушный клапан обладает по сравнению с существующими клапанами существенно большей пропускной способностью.

Рассмотренные выше варианты лишь иллюстрируют изобретение, которое в объеме приведенной ниже формулы изобретения предполагает возможность внесения в него и других различных изменений и модификаций.

Перечень позиций на чертежах:

10 - корпус клапана

12 - труба

13 - верхняя коническая часть трубы 12

14 - окна для прохода воздуха к верхней части клапана

16 - решетка

18 - камеры первой пары

19 - камеры второй пары

20 - вытянутая чашевидная оболочка

22 - верхний край оболочки 20

24 - седло клапана

23 - желоб

26 - перегородка

28 - закрытые участки конической части 13 трубы

30 - впускные окна

32 - направляющее отверстие

34 - клапанный элемент

35 - направляющий стержень или хвостовик

36 - решетка впускного окна

37 - ребро решетки, в которое упирается клапанный элемент

38 - внешний край клапанного элемента 34

40 - верхняя крышка

42 - боковая стенка

44 - ребра

50 - верхняя крышка

52 - направляющие стержни

62 - направляющие отверстия

64 - клапанный элемент

Формула изобретения

1. Впускной воздушный клапан, который соединен с трубой системы канализации и через функциональные элементы которого при падении давления в системе в трубу, соединенную с системой канализации, поступает окружающий воздух, который защищает имеющиеся в системе канализации водоотделители-затворы и препятствует попаданию в окружающую атмосферу из канализационной системы имеющего неприятный запах воздуха, при этом такой клапан имеет корпус (10), включающий трубу (12), через которую клапан соединяется с трубой системы канализации и которая в верхней части (13) выполнена в виде постепенно сужающегося к вершине конуса, по крайней мере, одно окно (14), через которое внутренняя полость трубы соединяется с функциональными элементами (24, 34, 64) клапана – седлом клапана и клапанным элементом, крышку (40, 50), которая расположена над верхней частью (13) трубы (12) и верхняя стенка которой находится на некотором расстоянии от верхней части (13) трубы (12), клапанный элемент (34, 64), расположенный между верхней частью (13) трубы (12) и верхней стенкой крышки (40, 50), при этом клапанный элемент (34, 64) упирается в седло (24) клапана, которое имеет уплотняющую поверхность, расположенную в горизонтальной плоскости Н, проходящей вблизи вершины конической части трубы (12), и имеет возможность свободно перемещаться вверх относительно седла, а также, по крайней мере, одно впускное окно (30), через которое внутрь клапана попадает окружающий воздух и которое сообщается с нижней поверхностью клапанного элемента (34, 64), верхняя поверхность которого сообщается с системой канализации по крайней мере через одно окно (14), в результате чего при давлении в канализационной системе, равном или большем атмосферного, клапанный элемент (34, 64) закрывает клапан, а при давлении в канализационной системе, меньшем атмосферного, клапанный элемент (34, 64) открывает клапан, причем когда давление в канализационной системе становится меньше атмосферного, окружающий воздух проходит в соединенную с системой канализации трубу, отличающийся наличием в корпусе (10) по крайней мере двух впускных окон (30) и расположенных между ними по крайней мере двух окон (14), через которые воздух проходит в систему канализации, при этом эти указанные окна (30) и (14) равномерно распределены внутри клапана в его поперечном сечении горизонтальной плоскостью, проходящей вблизи плоскости Н, в которой лежит седло клапана.

2. Впускной воздушный клапан по п.1, отличающийся тем, что суммарная площадь канала для прохода воздуха, образованного открытыми функциональными элементами (24, 34, 64) клапана - седлом клапана и клапанным элементом, по существу, равна суммарной площади впускных окон (30) и суммарной площади окон (14) для прохода воздуха от функциональных элементов клапана в систему канализации.

3. Впускной воздушный клапан по пп.1 и 2, отличающийся тем, что суммарная площадь канала для прохода воздуха, образованного открытыми функциональными элементами (24, 34, 64) клапана – седлом клапана и клапанным элементом, по существу, равна площади внутреннего отверстия трубы (12).

4. Впускной воздушный клапан по п.1, отличающийся наличием в корпусе (10) клапана оболочки (20) и перегородки (26), которая делит внутреннее пространство оболочки на отдельные полости с равномерным распределением потока воздуха, протекающего через клапан с открытыми функциональными элементами (34, 64) клапана – седлом клапана и клапанным элементом - по всему внутреннему пространству корпуса клапана, начиная от впускных окон (30), через которые внутрь клапана поступает окружающий воздух, и заканчивая окнами (14), через которые воздух проходит в соединенную с системой канализации трубу.

5. Впускной воздушный клапан по п.4, отличающийся наличием в корпусе (10) клапана вытянутой чашевидной оболочки (20) и перегородки (26), которая делит внутренний объем чашевидной оболочки (20) на расположенные перпендикулярно друг другу пары первых (18) и вторых (19) камер, при этом камеры (18) первой пары сообщаются с окружающей атмосферой через окна (30) в оболочке (20), а камеры (19) второй пары сообщаются с нижней трубой (12) корпуса клапана и системой канализации через окна (14) в верхней конической части (13) трубы (12).

6. Впускной воздушный клапан по п.5, отличающийся тем, что камеры (18) первой пары и камеры (19) второй пары расположены на равных расстояниях друг от друга в поперечном сечении клапана горизонтальной плоскостью Н и обеспечивают равномерное распределение потока воздуха, проходящего через корпус (10) клапана.

7. Впускной воздушный клапан по п.1, отличающийся тем, что верхняя коническая часть (13) трубы (12) выполнена сверху закрытой и имеет по крайней мере два расположенные по бокам окна (14), отделенные друг от друга закрытыми участками (28).

8. Впускной воздушный клапан по п.1, отличающийся тем, что два впускных окна (30), через которые внутрь клапана попадает воздух, расположены диаметрально друг против друга на линии, перпендикулярной линии, соединяющей между собой два диаметрально противоположных окна (14), через которые воздух поступает в систему канализации.

9. Впускной воздушный клапан по п.5, отличающийся тем, что впускные окна (30), через которые внутрь клапана попадает воздух, выполнены в чашевидной оболочке (20), внутри которой расположена коническая часть (13) трубы (12), при этом верхний край (22) оболочки (20) расположен рядом с плоскостью Н седла клапана.

10. Впускной воздушный клапан по п.1, отличающийся тем, что седло (24) клапана имеет одну сплошную непроницаемую для воздуха поверхность, идущую вниз вместе с перегородкой (26), которая делит на отдельные камеры внутреннее пространство оболочки (20), соответственно между окнами (14) и закрытыми участками (28) конической части (13) трубы (12).

11. Впускной воздушный клапан по п.5, отличающийся тем, что уплотняющая поверхность функциональных элементов клапана, т.е. его седла (24) и соответствующего клапанного элемента (34, 64), имеет по существу, форму "бабочки", расположенной вдоль продольной оси вытянутой оболочки (20) корпуса клапана.

12. Впускной воздушный клапан по п.11, отличающийся тем, что отношение суммарной площади проходного отверстия имеющего форму "бабочки" седла (24) клапана к суммарной площади отверстия между седлом (24) клапана и внутренней поверхностью чашевидной оболочки (20), образующего зону возможного падения давления, предпочтительно составляет менее 1, что позволяет получить максимальное усилие подъема клапанного элемента (34, 64) над седлом (24) клапана.

13. Впускной воздушный клапан по п.1, отличающийся тем, что окна (30) и (14) имеют соответственно решетки (36, 16).

14. Впускной воздушный клапан по п.1, отличающийся наличием на клапанном элементе (34) охватываемого направляющего стерженя (35), который взаимодействует с охватывающим направляющим отверстием (32), выполненным в корпусе (10) клапана.

15. Впускной воздушный клапан по п.1, отличающийся наличием на клапанном элементе (64) охватывающего направляющего отверстия (62), которое взаимодействует с неподвижным охватываемым направляющим стержнем (52), расположенным на крышке (50) корпуса (10) клапана.

16. Впускной воздушный клапан по п.1, отличающийся наличием на внутренней поверхности корпуса (10) клапана желоба (23), конической боковой стенки (42) и радиально расположенных ребер (44), способствующих сливу из клапана водного конденсата.

17. Впускной воздушный клапан по п.1, отличающийся тем, что клапанный элемент (34) изготовлен из двух разных материалов: его основная часть изготовлена из твердого, предпочтительно огнестойкого, материала, а проходящая по внешнему краю часть (38) изготовлена из мягкого, упругого материала.

18. Впускной воздушный клапан по п.13, отличающийся тем, что решетки (16, 36) состоят из элементов, имеющих в поперечном сечении форму каплевидного аэродинамического профиля.

19. Впускной воздушный клапан по п.13, отличающийся тем, что решетка (36) состоит из элементов, по крайней мере два из которых имеют выступающие внутрь клапана участки (37) с плоскими верхними торцами, в которые при слишком большом повышении давления в системе канализации или при возникновении в ней пожара упирается клапанный элемент (34).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10