PL242441B1

PL242441B1 - Pneumatic valve for sewage installation

Info

Publication number: PL242441B1
Application number: PL435131A
Authority: PL
Inventors: Sławomir Świeboda
Original assignee: Stalbudom Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2020-08-28
Filing date: 2020-08-28
Publication date: 2023-02-20
Also published as: PL435131A1

Abstract

Zastawka pneumatyczna zawiera obudowę (8) mocowaną do ścianki pionowego otworu kanalizacji, w której umieszczona jest butla z gazem (4), zaopatrzoną w reduktor 3Mpa/0,06MPa połączona rurką za pośrednictwem elektrozaworu sterowanego sygnałem bezprzewodowym z umieszczonym na zewnątrz obudowy, siłownikiem pneumatycznym, do którego zamocowane jest zawieradło, umieszczone w dwóch prowadnicach osadzonych na brzegach pionowego otworu kanalizacyjnego i zaopatrzone w ciągnące sprężyny gazowe, a moduł komunikacji Narrowband IoT sterujący elektrozaworem zamontowany jest na górnej powierzchni obudowy.The pneumatic valve includes a housing (8) fixed to the wall of the vertical sewer opening, in which a gas cylinder (4) is placed, equipped with a 3Mpa/0.06MPa reducer, connected by a pipe through a solenoid valve controlled by a wireless signal with a pneumatic actuator located outside the housing, to which the shutter is attached, placed in two guides placed on the edges of the vertical sewage opening and equipped with pulling gas springs, and the Narrowband IoT communication module controlling the solenoid valve is mounted on the upper surface of the housing.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest zastawka pneumatyczna do instalacji kanalizacyjnej.The subject of the invention is a pneumatic valve for a sewage system.

Zasuwy i zastawki burzowe są ważnym elementem instalacji kanalizacyjnej i odwadniającej. Podstawową funkcją zastawki jest utrzymanie naporu deszczówki podczas obfitych deszczów, a także zabezpieczenie przed zalaniem spowodowanym wstecznym przepływem wody opadowej i ścieków. Dodatkową funkcją jest zabezpieczenie przed gryzoniami wędrującymi przewodami kanalizacyjnymi oraz nieprzyjemnymi zapachami z instalacji kanalizacyjnej, zwłaszcza przy dłuższym jej nieużytkowaniu.Backwater valves and gate valves are an important element of sewage and drainage systems. The main function of the valve is to maintain the pressure of rainwater during heavy rains, as well as to protect against flooding caused by the reverse flow of rainwater and sewage. An additional function is protection against rodents wandering through sewage pipes and unpleasant odors from the sewage system, especially when it is not used for a long time.

W stanie techniki znane są zasuwy burzowe, zazwyczaj wykonywane jako urządzenia mechaniczne, klapowe, a także zasuwy z pompą zasysającą nadmiar wody bądź ścieków oraz zasuwy sterowane elektronicznie z napędem elektrycznym.In the state of the art, backwater valves are known, usually made as mechanical devices, flap valves, as well as valves with a pump sucking excess water or sewage, and electronically controlled valves with an electric drive.

W amerykańskim opisie patentowym nr US4417598 ujawniono układ zaworów do odcinania przepływu cieczy na przecięciu dwóch rur, przy czym jedna z rur jest umieszczona pionowo względem drugiej rury. Sonda wykrywająca wykrywa ciecz na ustalonej wysokości na pionowo ustawionej wysokości, co sygnalizuje systemowi sterowania, aby aktywował pneumatyczny system zaworów. Z pionowej rury wysuwa się pęcherz do rury poziomej i po nadmuchaniu odcina przepływ cieczy w rurze poziomej. Kiedy normalny przepływ płynu ma zostać przywrócony, pęcherz jest opróżniany i ustawiany z powrotem w swoim pierwotnym położeniu, w rurze pionowej.US4417598 discloses a valve arrangement for shutting off the flow of liquid at the intersection of two pipes, with one of the pipes positioned vertically relative to the other pipe. The sensing probe detects liquid at a fixed height at a vertically set height, which signals the control system to activate the pneumatic valve system. A bladder is extended from the vertical pipe into the horizontal pipe and, after inflating, cuts off the flow of liquid in the horizontal pipe. When normal fluid flow is to be restored, the bladder is emptied and returned to its original position in the riser tube.

W amerykańskim opisie patentowym nr US5558131 ujawniono urządzenie do blokowania przepływu płynu w stanie awaryjnym. Przepływ płynu przez przewód jest selektywnie blokowany po wystąpieniu stanu alarmowego przez człon nadmuchiwany normalnie składany, gdy nie jest używany, tak aby zajmował tak niewielką objętość. Objętość o niewielkich rozmiarach wraz z zamocowaniem członu nadmuchiwanego w korzystnym położeniu minimalizuje wpływ członu nadmuchiwanego na normalny przepływ płynu. Cienka, odrywana tuleja utrzymuje człon nadmuchiwany w stanie złożonym i szybko rozrywa się podczas napełniania, umożliwiając członowi nadmuchiwanemu wypełnienie i zatkanie wnętrza przewodu. Monitorowanie sygnału alarmowego i inicjowanie akcji jest gwarantowane w każdych warunkach dzięki zastosowaniu elektronicznego kontrolera z baterią rezerwową. Źródło gazu spełnia podwójną funkcję: nadmuchiwania członu nadmuchiwanego i dostarczania odpowiedniej energii do prawidłowego działania zaworu, którego działanie umożliwia sterownik elektroniczny. Lokalne źródło prądu przemiennego jest wykorzystywane do ładowania podtrzymującego baterię. Sterownik elektroniczny oparty na mikroprocesorze zawiera procedury zapobiegające niewłaściwemu i / lub przedwczesnemu napełnieniu. System jest zaprojektowany tak, aby nadmuchać w mniej niż jedną minutę, a najlepiej w mniej niż trzydzieści sekund.US Patent No. US5558131 discloses a device for blocking fluid flow in an emergency condition. Fluid flow through the conduit is selectively blocked upon alarm condition by the inflatable member normally folded when not in use so as to occupy such a small volume. The small volume together with securing the inflatable member in a preferred position minimizes the impact of the inflatable member on normal fluid flow. A thin, tear-off sleeve keeps the inflatable member collapsed and breaks quickly during inflation, allowing the inflatable member to inflate and plug the inside of the conduit. Monitoring of the alarm signal and initiation of action is guaranteed in all conditions thanks to the use of an electronic controller with a back-up battery. The gas source has a double function: to inflate the inflatable member and to supply the appropriate energy for the correct operation of the valve, which is enabled by the electronic controller. A local AC power source is used for battery maintenance charging. The microprocessor-based electronic controller includes procedures to prevent incorrect and/or premature filling. The system is designed to inflate in less than one minute and ideally in less than thirty seconds.

W europejskim opisie patentowym nr EP1132532 ujawniono zapasowe zamknięcie wodne do zamontowania w szybach włazów. Zamknięcie ma hydraulicznie lub pneumatycznie nadmuchiwany elastyczny korpus zamknięcia do zamykania kanału ściekowego otwierającego się do szybu inspekcyjnego i hydraulicznego oraz pneumatyczne urządzenie napełniające do nadmuchiwania korpusu zamknięcia ze stanu złożonego, w którym nie zamyka otworu kanału, do stanu nadmuchanego, w którym zamyka otwór kanału.EP1132532 discloses a backup water seal for installation in manhole shafts. The closure has a hydraulically or pneumatically inflatable flexible closure body for closing a sewer opening to an inspection and hydraulic well, and a pneumatic inflation device for inflating the closure body from a collapsed state that does not close the channel opening to an inflated state that closes the channel opening.

W austriackim opisie patentowym nr AT411549 ujawniono urządzenie do regulowanego odpływu cieczy. Wynalazek opiera się na pomyśle wykorzystania istniejącego sprężonego powietrza do nadmuchania elastycznego zamknięcia i zaprojektowaniu go w taki sposób, aby żaden osad czynny nie mógł dostać się do zamknięcia w stanie zamkniętym oraz żaden osad z czystą wodą w stanie otwartym. Ponieważ do takiego zamknięcia potrzeba bardzo mało sprężonego powietrza, zapotrzebowanie na energię jest znikome. Cel został osiągnięty w taki sposób, że w okrągłej rurze z odgałęzieniem, centralnie, umieszczona jest mniejsza rura, która jest trwale połączona z rurą zewnętrzną, na której znajduje się elastyczny element zamykający. Sprężony gaz przepływa przez zawór zwrotny i przez zawór dozujący docierając do urządzenia. Aby otworzyć odpływ, otwiera się zawór elektromagnetyczny. W razie potrzeby maksymalne ciśnienie można ograniczyć za pomocą rurki zanurzonej w cieczy. Działanie można monitorować za pomocą celi ciśnieniowej.Austrian patent specification No. AT411549 discloses a device for regulating the outflow of liquid. The invention is based on the idea of using the existing compressed air to inflate the flexible closure and designing it in such a way that no activated sludge can enter the closure in the closed state and no sludge with clean water in the open state. Since very little compressed air is required for this closure, the energy requirement is negligible. The aim has been achieved in such a way that a smaller pipe is placed centrally in the round pipe with a branch, which is permanently connected to the outer pipe on which the flexible closing element is located. The compressed gas flows through the non-return valve and through the metering valve to the device. To open the drain, the solenoid valve opens. If necessary, the maximum pressure can be limited by a tube immersed in the liquid. Operation can be monitored by a pressure cell.

We francuskim opisie patentowym nr FR2847603 ujawniono regulator przepływu z automatycznym zwolnieniem zaworu pływakowego do oczyszczalni wody, wykorzystujący butlę ze sprężonym powietrzem do pełnego otwarcia zaworu sterującego przepływem, jeśli zawór zablokuje się. Automatyczne urządzenie odblokowujące, według wynalazku, zawiera czujnik przepływu, cylinder pneumatyczny i butlę ze sprężonym gazem.French Patent No. FR2847603 discloses an automatic float valve release flow regulator for a water treatment plant using a compressed air cylinder to fully open the flow control valve if the valve becomes clogged. The automatic unlocking device according to the invention comprises a flow sensor, a pneumatic cylinder and a pressurized gas cylinder.

W polskim opisie patentowym nr PL221412 ujawniono zasuwę burzową utworzoną z obudowy w postaci skrzynkowego korpusu zamkniętego z jednej strony rozłączną pokrywą, oraz zaopatrzonego w dwa cylindryczne króćce doprowadzający i odprowadzający. Wewnątrz korpus ma zamykającą klapę zamocowaną wychylnie wewnątrz korpusu. Na rozłącznej pokrywie usytuowany jest występ, w którym osadzony jest obrotowo sworzeń, z którym złączona jest dwustronna dźwignia, której jedna strona jest umieszczona wewnątrz korpusu, zaś druga strona jest usytuowana na zewnątrz korpusu. Natomiast zamykająca klapa jest zagięta pod kątem a przy końcu zagięcia zamocowane są czopy osadzone obrotowo w gniazdach. Na zamykającej klapie zamocowany jest wspornik usytuowany w odległości od osi sworznia równej długości jednej strony dźwigni umieszczonej wewnątrz korpusu.The Polish patent description No. PL221412 discloses a backwater valve made of a housing in the form of a box body closed on one side with a detachable cover, and equipped with two cylindrical inlet and outlet stubs. Inside, the body has a closing flap pivotably mounted inside the body. On the detachable cover there is a protrusion in which a pivot is mounted, with which a double-sided lever is connected, one side of which is located inside the body, and the other side is located outside the body. The closing flap, on the other hand, is bent at an angle, and at the end of the bend there are pins mounted rotatably in sockets. A bracket is mounted on the closing hatch, located at a distance from the axis of the pin equal to the length of one side of the lever located inside the body.

W europejskim opisie patentowym nr EP1693524 ujawniono rządzenie do sterowania przepływem wody deszczowej w systemie uzdatniania wody deszczowej, składające się z komory posiadającej wlot i wylot do przepływu wody do i z komory, urządzenie do sterowania przepływem wody między wlotem a wylotem oraz środki zapewniające obejście środków kontroli przepływu, środki zapewniające obejście obejmują dodatkowy wylot, który nie działa w celu zapobiegania przepływ wody przez nią i selektywnie działający w celu zapewnienia przepływu płynu w celu obejścia przepływu przez wylot, dodatkowy wylot jest zamknięty przez ruchomy zawór, charakteryzujący się tym, że komora ma wewnętrzną ścianę, która podtrzymuje wlot koniec odpowiedniego wylotu i dodatkowego wylotu.EP1693524 discloses a device for controlling the flow of rainwater in a rainwater treatment system, comprising a chamber having an inlet and outlet for flowing water into and out of the chamber, a device for controlling the flow of water between the inlet and outlet, and means for bypassing the flow control means the bypass means include a secondary outlet which is not operable to prevent the flow of water therethrough and selectively operable to provide fluid flow to bypass the flow through the outlet, the secondary outlet is closed by a movable valve, characterized in that the chamber has an inner wall which supports the inlet end of the corresponding outlet and the additional outlet.

W chińskim opisie patentowym nr CN105155667 ujawniono mechanizm odprowadzania deszczu na początku pewnego rodzaju samokontroli mocy wodnej, w tym filtra, którego dno jest wyposażone w izolowaną podstawę, kanał wodny jest wyposażony w izolowaną podstawę, ramię mocujące rękaw jest wyposażone w górną część filtra, tuleja mocująca pływak kulkowy jest zamocowana poniżej ramienia mocującego tuleję, pływak kulkowy osadzony jest z tuleją przyjmującą pływak kulkowy, dno tulei przyjmującej pływak kulkowy zaopatrzone jest w linkę łączącą, której jeden koniec jest trwale połączony z pływakiem kulkowym, drugi koniec jest trwale połączony za pomocą liny łączącej z uszczelniaczem kulkowym.Chinese Patent No. CN105155667 discloses the rain drainage mechanism at the beginning of a kind of water power self-control, including a filter whose bottom is equipped with an insulated base, the water channel is equipped with an insulated base, the sleeve fixing arm is equipped with the top of the filter, the fixing sleeve the ball float is mounted below the sleeve mounting arm, the ball float is mounted with the sleeve receiving the ball float, the bottom of the sleeve receiving the ball float is provided with a connecting cord, one end of which is permanently connected to the ball float, the other end is permanently connected with a connecting rope ball sealant.

W amerykańskim opisie patentowym nr US9725894 ujawniono system zarządzania przepływem wstecznym i sposób jego wykorzystania. Urządzenie do ciągłego sterowania przepływem płynu w przewodzie kanalizacyjnym zawiera czujniki wilgoci wykrywające poziomy płynu w tym przewodzie, nadmuchiwany pęcherz, zamontowany w przewodzie kanalizacyjnym w celu rozłączalnego uszczelnienia, źródło sprężonego powietrza do nadmuchiwania pęcherza oraz skrzynkę kontrolną zawierającą procesor CPU wrażliwy na czujnik wilgoci i uruchamiający sprężarkę powietrza w odpowiedzi na warunki poziomu płynu w przewodzie, przekraczające zadaną wartość progową. Działanie aparatu jest niezależne od prędkości przepływu płynu w przewodzie kanalizacyjnym.US Patent No. US9725894 discloses a backflow management system and its use. Sewer fluid continuous flow control apparatus includes moisture sensors to sense fluid levels in the sewer, an inflatable bladder mounted in the sewer for releasable sealing, a source of compressed air to inflate the bladder, and a control box containing a CPU sensitive to the moisture sensor and actuating a compressor in response to line fluid level conditions that exceed a predetermined threshold. The operation of the device is independent of the flow velocity of the fluid in the sewage system.

W stanie techniki ujawniono rozwiązania oparte albo o mechaniczne zamykanie dopływu do rury kanalizacyjnej nadmiaru wody klapą, bądź dwoma klapami, albo pneumatyczne zamykanie dopływu za pomocą elastycznego, nadmuchiwanego elementu.The state of the art discloses solutions based on either mechanical closing of the excess water inlet to the sewage pipe with a flap or two flaps, or pneumatic closing of the inflow with a flexible, inflatable element.

Celem wynalazku jest opracowanie zastawki automatycznej, łatwej w montażu, do której nie jest konieczne doprowadzenie zasilania zewnętrznego, ale sterowanej automatycznie.The aim of the invention is to develop an automatic penstock, easy to install, to which it is not necessary to supply an external power supply, but automatically controlled.

Zastawka pneumatyczna według wynalazku zawiera obudowę mocowaną do ścianki pionowego otworu kanalizacji, w której umieszczona jest butla z gazem, zaopatrzoną w reduktor 3Mpa/0,06MPa połączona rurką za pośrednictwem elektrozaworu sterowanego sygnałem bezprzewodowym z umieszczonym na zewnątrz obudowy, siłownikiem pneumatycznym, do którego zamocowane jest zawieradło, umieszczone w dwóch prowadnicach osadzonych na brzegach pionowego otworu kanalizacyjnego i zaopatrzone w ciągnące sprężyny gazowe, a moduł komunikacji Narrowband loT sterujący elektrozaworem zamontowany jest na górnej powierzchni obudowy.The pneumatic valve according to the invention includes a housing fixed to the wall of the vertical opening of the sewage system, in which a gas cylinder is placed, equipped with a 3Mpa/0.06MPa reducer, connected by a pipe via an electrovalve controlled by a wireless signal with a pneumatic actuator located outside the housing, to which the valve is attached. a gate placed in two guides placed on the edges of a vertical sewage opening and equipped with pulling gas springs, and the Narrowband loT communication module controlling the solenoid valve is mounted on the upper surface of the housing.

Korzystnie ciśnienie w butli z gazem wynosi 3MPa.Preferably, the pressure in the gas cylinder is 3 MPa.

Korzystnie ciśnienie na wyjściu z reduktora wynosi 0,06MPa.Preferably, the pressure at the outlet of the reducer is 0.06 MPa.

Korzystnie elektrozawór jest sterowany sygnałem bezprzewodowym.Preferably, the solenoid valve is controlled by a wireless signal.

Korzystnie moduł komunikacji jest typu Narrowband loT.Preferably, the communication module is of the Narrowband loT type.

Korzystnie zastawka pneumatyczna jest sterowana za pośrednictwem smartfonu.Preferably, the pneumatic valve is controlled via a smartphone.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest brak zasilania zewnętrznego.The advantage of the invention is that there is no external power supply.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest długa praca zastawki bez konieczności częstego serwisowania.The advantageous effect of the invention is the long operation of the valve without the need for frequent servicing.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest możliwość zdalnego sterowania zastawki.An advantageous effect of the invention is the ability to control the valve remotely.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest możliwość sterowania zastawki za pomocą aplikacji na smartfon.An advantageous effect of the invention is that the valve can be controlled by means of a smartphone application.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat urządzenia.The object of the invention in its embodiment is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a diagram of the device.

Przykład wykonania.Example of implementation.

Urządzenie w przykładzie wykonania ma obudowę 8 mocowaną do ścianki pionowego otworu kanalizacji 11. W obudowie 8 umieszczona jest butla z gazem 4 o ciśnieniu 3MPa, zaopatrzona w reduktor 5 3Mpa/0,06MPa i połączona rurką 9 za pośrednictwem elektrozaworu 10 sterowanego sygnałem bezprzewodowym z umieszczonym pionowo, na zewnątrz obudowy 8, siłownikiem pneumatycznym 3, do którego zamocowane jest zawieradło 2, umieszczone w dwóch prowadnicach 1a, 1 b osadzonych na brzegach pionowego otworu kanalizacyjnego 11 i zaopatrzone w ciągnące sprężyny gazowe 6a, 6b, przy czym moduł komunikacji 7 jest typu Narrowband loT i steruje elektrozaworem 10 i jest zamontowany na górnej powierzchni obudowy 8.In the exemplary embodiment, the device has a housing 8 fixed to the wall of the vertical sewage opening 11. In the housing 8 there is a gas cylinder 4 with a pressure of 3MPa, equipped with a reducer 5 3Mpa/0.06MPa and connected by a pipe 9 through a solenoid valve 10 controlled by a wireless signal with a vertically, outside the housing 8, by a pneumatic actuator 3 to which the shutter 2 is attached, placed in two guides 1a, 1b mounted on the edges of the vertical sewage opening 11 and provided with pulling gas springs 6a, 6b, the communication module 7 being of the The narrowband loT i controls the solenoid valve 10 and is mounted on the top surface of the housing 8.

Claims

Patent claims

1. Pneumatic valve, characterized in that in the housing (8) fixed to the wall of the vertical sewage opening (11) there is a gas cylinder (4), equipped with a reducer (5) and connected with a pipe (9) via a solenoid valve (10) with a pneumatic actuator (3) located outside the housing, to which the closing valve (2) is attached, placed in two guides (1a, 1b) mounted on the edges of the vertical sewage opening (11) and equipped with pulling gas springs (6a, 6b) and the communication module (7) controlling the solenoid valve (10) is mounted on the upper surface of the housing (8).

2. A pneumatic valve according to claim 1, characterized in that the pressure in the gas cylinder (4) is 3 MPa.

3. A pneumatic valve according to claim 1, characterized in that the pressure at the outlet from the reducer (5) is 0.06 MPa.

4. A pneumatic valve according to claim The device of claim 1, characterized in that the solenoid valve (10) is controlled by a wireless signal.

5. A pneumatic valve according to claim The communication module (7) is preferably of the Narrowband loT type.

6. A pneumatic valve according to claim 1 and 5, characterized in that the valve is controlled via a smartphone.