[go: up one dir, main page]

RU2172803C2 - Underground fire hydrant - Google Patents

Underground fire hydrant

Info

Publication number
RU2172803C2
RU2172803C2 RU99118344/03A RU99118344A RU2172803C2 RU 2172803 C2 RU2172803 C2 RU 2172803C2 RU 99118344/03 A RU99118344/03 A RU 99118344/03A RU 99118344 A RU99118344 A RU 99118344A RU 2172803 C2 RU2172803 C2 RU 2172803C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fire
hydrant
stand
impeller
coil
Prior art date
Application number
RU99118344/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99118344A (en
Inventor
И.М. Алексеев
А.К. Губиев
В.Ю. Каралюн
Original Assignee
Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н. Крылова
Filing date
Publication date
Application filed by Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н. Крылова filed Critical Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н. Крылова
Publication of RU99118344A publication Critical patent/RU99118344A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2172803C2 publication Critical patent/RU2172803C2/en

Links

Abstract

FIELD: water supply system. SUBSTANCE: fire hydrant has column with valve installed on fire stand in inspection pit. Lower part of fire stand is provided with cylindrical insert accommodating impeller which is free to rotate on shaft aligned with stand axis; magnetically permeable tips are installed on ends of impeller blades. Hole is made in cylindrical insert body to receive hollow plug; the latter accommodates parallel-connected coil-and-core assembly and diode; anode of mentioned diode is connected to starting lead of coil and to ground; finishing lead of coil is connected to corrector input by means of sealed cable passed inside shielding case and telescopic tube one of whose ends is hinged to shielding case; in addition, fire hydrant is provided with hermetically sealed shielded housing accommodating normalizer, electrical energy storage, electronic switch, and meter-annunciator connected in series by means of mentioned corrector. EFFECT: provision for measuring total water discharge (for certain period of time) with aid of fire hydrant and ensuring remote reading of discharge (outside inspection pit). 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области горного дела и строительства, в частности к техническим средствам водоснабжения, предназначенным для забора воды из водопроводной сети, и может быть использовано в водопроводных сетях, оборудованных пожарными гидрантами. The invention relates to the field of mining and construction, in particular to technical means of water supply, intended for water intake from the water supply network, and can be used in water supply networks equipped with fire hydrants.

Известны пожарные гидранты упрощенного типа, включающие устанавливаемую на пожарной подставке колонку с закрепленной в ней гайкой, вертикальный стержень с резьбой, входящей в гайку, и шаровой клапан, запирающий со стороны пожарной подставки нижнее отверстие колонки [см.: Н.Н.Абрамов, Н.Н.Гениев, В. И.Павлов: Водоснабжение. -М.: Госстройиздат, 1958, с. 125]. Открывание такого гидранта осуществляется вращением рукоятки переносной части - стендера. При вращении сочлененного с рукояткой стендера вертикального стержня гидранта в указанной гайке нижний хвостовик стержня давит на шарик клапана гидранта. При утапливании шарика клапана открывается проход воде из магистрали в колонку гидранта, а из нее в стендер и далее через патрубки стендера потребителю воды. Основным достоинством таких гидрантов является простота их конструкции и отсутствие больших усилий, прикладываемых к ручке стендера при закрывании гидранта. Однако решения-аналоги обладают недостатками, ограничивающими их широкое использование в водопроводных сетях больших городов. Их запирание осуществляется за счет положительной плавучести шарика клапана при подъеме стержня гидранта. Это обстоятельство препятствует применению такого гидранта при проходном сечении его колонки более 75 мм. Легкий шарик при больших сечениях колонки не выдерживает высокого напора воды в магистрали. Кроме того, конструкция таких гидрантов не обеспечивает возможность учета расхода воды через гидрант. Known fire hydrants are of a simplified type, including a column mounted on a fire stand with a nut fixed in it, a vertical rod with a thread included in the nut, and a ball valve that locks the bottom hole of the column from the side of the fire stand [see: N.N. Abramov, N .N. Geniev, V.I. Pavlov: Water supply. -M.: Gosstroyizdat, 1958, p. 125]. The opening of such a hydrant is carried out by rotating the handle of the portable part - the stander. During rotation of the vertical hydrant rod articulated with the stander handle in the indicated nut, the lower shaft end presses on the hydrant valve ball. When the valve ball is recessed, the passage of water from the main to the hydrant column opens, and from it to the stander and then through the stub pipe to the water consumer. The main advantage of such hydrants is the simplicity of their design and the lack of great effort exerted on the handle of the stander when closing the hydrant. However, analog solutions have drawbacks that limit their widespread use in the water supply networks of large cities. Their locking is carried out due to the positive buoyancy of the valve ball when lifting the hydrant rod. This circumstance prevents the use of such a hydrant with a passage section of its column of more than 75 mm. A light ball with large sections of the column does not withstand high water pressure in the line. In addition, the design of such hydrants does not provide the ability to account for the flow of water through the hydrant.

Недостатки решений - аналогов частично устранены в пожарном гидранте подземного типа, включающем устанавливаемую в колодце на пожарной подставке колонку с клапаном [см. Учебник для вузов: Абрамов Н.Н. Водоснабжение.- М.: Стройиздат, 1974, с.129-130] - прототип. Disadvantages of solutions - analogues are partially eliminated in the fire hydrant of the underground type, including a column with a valve installed in a well on a fire stand [see Textbook for high schools: Abramov N.N. Water supply. - M.: Stroyizdat, 1974, p.129-130] - prototype.

Так как клапан у такого гидранта соединен со стержнем, то тело клапана может быть изготовлено из прочного материала, не обладающего положительной плавучестью. Это позволяет использовать такие гидранты при больших проходных сечениях. Однако недостаток решений-аналогов, связанный с невозможностью учета расхода воды через гидрант, решение-прототип не устраняет. Этот недостаток пожарных гидрантов подземного типа существенно ухудшает экономические показатели водопроводного хозяйства, так как позволяет многочисленным потребителям водопроводной воды осуществлять несанкционированный и бесплатный забор воды из гидрантов для полива улиц, зеленых насаждений, мойки и т.д. Для водопроводного хозяйства невозможность для известных гидрантов учитывать расход воды через гидрант не позволяет выявить места таких несанкционированных заборов воды, а в случае обнаружения "нарушителя" - предъявить обоснованный иск с указанием величины ущерба. Since the valve of such a hydrant is connected to the rod, the valve body can be made of durable material that does not have positive buoyancy. This allows the use of such hydrants with large flow areas. However, the disadvantage of analog solutions associated with the inability to account for the flow of water through the hydrant, the prototype solution does not eliminate. This disadvantage of underground type fire hydrants significantly worsens the economic performance of the water supply system, as it allows numerous consumers of tap water to carry out unauthorized and free water intake from hydrants for watering streets, green spaces, washing, etc. For a water supply system, the inability for well-known hydrants to take into account the flow of water through a hydrant does not make it possible to identify the places of such unauthorized water withdrawals, and if a “violator” is found, it is possible to present a justified claim indicating the amount of damage.

Решение этой проблемы не может быть осуществлено простым оснащением пожарных гидрантов одним из известных типов расходомеров. Дело в том, что механические расходомеры, основанные на измерении расхода воды крыльчаткой, связанной со счетным устройством механической передачей, не могут быть защищены от блокирования крыльчатки со стороны верхнего среза смотрового колодца, если устанавливать такие расходомеры в колонке гидранта или на его выходе. В случае же установки их на пожарной магистрали невозможно снять их показания без раскапывания гидрантов. Бесконтактные же расходомеры (электромагнитные, оптические, ядерно-магнитные, тепловые и т.д.) требуют подвода электропитания и, кроме того, применительно к водопроводной воде, прозрачность и ионный состав которой подвержены сезонным колебаниям, не могут обеспечить приемлемую точность измерений [см. например, Бобровников Г.Н. , Новожилов Б.М., Сарафанов В.Г. Бесконтактные расходомеры.- М.: Машиностроение, 1985]. The solution to this problem cannot be carried out by simply equipping fire hydrants with one of the known types of flow meters. The fact is that mechanical flowmeters based on measuring the water flow rate by the impeller associated with a mechanical transmission meter cannot be protected from blocking the impeller from the upper section of the inspection well, if such flowmeters are installed in the hydrant column or at its outlet. If they are installed on a fire main, it is impossible to take their testimony without digging up hydrants. Non-contact flow meters (electromagnetic, optical, nuclear magnetic, thermal, etc.) require a power supply and, in addition, in relation to tap water, the transparency and ionic composition of which are subject to seasonal fluctuations, cannot provide acceptable measurement accuracy [see e.g. Bobrovnikov G.N. , Novozhilov B.M., Sarafanov V.G. Contactless flowmeters. - M.: Mechanical Engineering, 1985].

Задачей предлагаемого изобретения является исключение отмеченного недостатка, а именно обеспечение возможности измерения суммарного (за некоторый промежуток времени) расхода воды через гидрант при обеспечении при этом дистанционно (вне смотрового колодца) снятия показаний расхода. Необходимость дистанционного снятия информации о суммарном расходе диктуется тем, что смотровые колодцы, в которых размещаются гидранты подземного типа, как правило, заполнены водой (во время забора воды - обязательно) или грязью, причем зимой эта грязь образует трудно поддающийся раскапыванию монолит. The objective of the invention is to eliminate the noted drawback, namely, providing the ability to measure the total (over a certain period of time) water flow through the hydrant while ensuring that remotely (outside the viewing well) take the flow readings. The need for remote sensing of information on the total flow rate is dictated by the fact that the observation wells, in which hydrants of the underground type are located, are usually filled with water (it is mandatory during the intake of water) or mud, and in winter this mud forms a difficult to dig out monolith.

Технический результат достигается тем, что в известном пожарном гидранте подземного типа, включающем устанавливаемую в колодце на пожарной подставке колонку с клапаном, введены дополнительные узлы и новые связи между узлами, заключающиеся в том, что колодец является смотровым, нижняя часть пожарной подставки дополнена цилиндрической вставкой, в которой размещена свободно вращающаяся на оси, совпадающей с осью подставки, крыльчатка диаметром, соответствующим диаметру цилиндрической вставки, причем на концах лопастей крыльчатки установлены наконечники из магнитопроводящего материала, при этом в корпусе цилиндрической вставки в плоскости вращения наконечников выполнено отверстие, в котором герметично установлена полая пробка, в полости которой размещены параллельно соединенные катушка с магнитным сердечником и диод, анод которого подсоединен к началу обмотки катушки и к "массе", а конец обмотки катушки подсоединен ко входу корректирующего устройства при помощи герметичного кабеля, проходящего внутри защитного кожуха, закрепленного к фланцам пожарной подставки и закрывающего пробку в корпусе пожарной подставки, и телескопической трубки, один конец которой шарнирно связан с защитным кожухом, при этом пожарный гидрант дополнительно снабжен защитным герметичным корпусом, прикрепленным к другому концу телескопической трубки, и размещенными в нем последовательно соединенными указанным корректирующим устройством, нормализатором, накопителем электрической энергии, электронным ключом и счетчиком-нумератором. Кроме того, защитный кожух закреплен к фланцам пожарной подставки при помощи полуколец, а в качестве накопителя электрической энергии используется ионистор. The technical result is achieved by the fact that in the well-known underground type fire hydrant, including a column with a valve installed in a well on a fire stand, additional nodes and new connections between the nodes are introduced, namely, the well is an inspection well, the lower part of the fire stand is supplemented with a cylindrical insert, in which there is placed an impeller freely rotating on an axis coinciding with the axis of the stand, with a diameter corresponding to the diameter of the cylindrical insert, and at the ends of the impeller blades lugs are made of magnetically conductive material, while in the case of the cylindrical insert in the plane of rotation of the lugs a hole is made in which a hollow tube is sealed, in the cavity of which are placed a parallel connected coil with a magnetic core and a diode, the anode of which is connected to the beginning of the coil winding and to the "mass" ", and the end of the coil winding is connected to the input of the correction device using a sealed cable passing inside the protective casing, fixed to the flanges of the fire stand and covering the stopper in the casing of the fire stand, and a telescopic tube, one end of which is pivotally connected to the protective casing, while the fire hydrant is additionally equipped with a protective sealed casing attached to the other end of the telescopic tube, and placed in it in series with the indicated corrective device, normalizer, drive electric energy, an electronic key and a numbering meter. In addition, the protective casing is fixed to the flanges of the fire stand with the help of half rings, and an ionistor is used as an energy storage device.

Идея изобретения заключается в измерении скорости потока воды через пожарный гидрант с помощью ненагруженной крыльчатки, помещенной в цилиндрической вставке, дополняющей пожарную подставку. Угловая скорость вращения такой крыльчатки пропорциональна скорости потока и, следовательно, величине мгновенного объемного расхода воды через гидрант, что может быть описано соотношением ω = kQ, (1) где ω- угловая скорость вращения крыльчатки, радиан/с; k - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрии крыльчатки и площади поперечного сечения вставки, радиан/л; Q - мгновенный объемный расход воды, л/с. The idea of the invention is to measure the flow rate of water through a fire hydrant using an unloaded impeller placed in a cylindrical insert complementary to the fire stand. The angular velocity of rotation of such an impeller is proportional to the flow rate and, therefore, the value of the instantaneous volumetric flow rate of water through the hydrant, which can be described by the relation ω = kQ, (1) where ω is the angular velocity of rotation of the impeller, radian / s; k is the coefficient of proportionality, depending on the geometry of the impeller and the cross-sectional area of the insert, radian / l; Q - instantaneous volumetric flow rate of water, l / s.

Изренение суммарного расхода в предлагаемом техническом решении сводится к интегрированию во времени числа импульсов тока, протекающего через обмотку катушки с магнитным сердечником в момент прохода мимо нее размещенного на конце лопасти крыльчатки наконечника из магнитопроводящего материала. При этом энергия суммы импульсов тока накапливается в накопителе и служит источником для перемещения диска счетчика-нумератора на один "щелчок", после чего процесс накопления энергии повторяется. Возможность же дистанционного снятия информации со счетчика-нумератора в предлагаемом техническом решении обеспечивается выдвижением за пределы смотрового колодца телескопической трубки, на конце которой размещен счетчик-нумератор. При этом даже замерзание грязи в смотровом колодце не может быть препятствием для выдвижения телескопической трубки, так как одна составляющая ее трубка выдвигается из другой трубки, а не из грязи. The isolation of the total flow rate in the proposed technical solution is reduced to the integration over time of the number of current pulses flowing through the winding of the magnetic core coil at the moment the tip of the magnetically conductive material placed at the end of the impeller blade passes by it. In this case, the energy of the sum of current pulses is accumulated in the drive and serves as a source for moving the disk of the counter-numbering by one “click”, after which the process of energy storage is repeated. The ability to remotely remove information from the numbering counter in the proposed technical solution is provided by extending the telescopic tube beyond the viewing well, at the end of which there is a numbering counter. Moreover, even the freezing of dirt in the inspection well cannot be an obstacle to the extension of the telescopic tube, since one of its constituent tubes extends from the other tube, and not from the mud.

Покажем существенность отличительных признаков. We show the materiality of the distinguishing features.

Введение в состав гидранта крыльчатки и размещение ее в цилиндрической вставке пожарной подставки является новым для пожарных гидрантов решением. Оно обеспечивает установление однозначной связи между расходом воды через гидрант и числом оборотов крыльчатки. Цилиндрическая вставка играет, по существу, роль насадки, усиливающей действие крыльчатки. Кроме того, цилиндрическая вставка обеспечивает объем, в котором свободно вращается крыльчатка. В пожарной подставке решения-прототипа не предусмотрено место для крыльчатки. Размещение крыльчатки именно в пожарной подставке обеспечивает ее защиту от несанкционированных действий потребителей воды, предпринимаемых с целью исказить показания расхода воды через гидрант. Со стороны стендера крыльчатка в предлагаемом решении надежно защищена закрытым клапаном гидранта, а в открытом гидранте напор столь велик, что просунуть что-либо гибкое через патрубки стендера и далее через колонку гидранта и ее открытый клапан к крыльчатке в пожарной подставке, чтобы ее заблокировать, практически невозможно. The introduction of the impeller hydrant and its placement in the cylindrical insert of the fire stand is a new solution for fire hydrants. It provides the establishment of an unambiguous relationship between the flow of water through the hydrant and the speed of the impeller. The cylindrical insert essentially plays the role of a nozzle enhancing the action of the impeller. In addition, the cylindrical insert provides a volume in which the impeller rotates freely. There is no place for an impeller in the fire stand of the prototype solution. Placing the impeller exactly in the fire stand provides its protection against unauthorized actions of water consumers taken to distort the readings of water flow through the hydrant. On the stander side, the impeller in the proposed solution is reliably protected by a closed hydrant valve, and the pressure in the open hydrant is so great that it can push something flexible through the stender’s nozzles and then through the hydrant column and its open valve to the impeller in the fire stand to block it, practically impossible.

Введение катушки с магнитным сердечником в состав гидранта является новым решением. Оно совмещено с размещением на концах лопастей крыльчатки наконечников из магнитопроводящего материала, что обеспечивает возбуждение в катушке импульсов напряжения. Амплитуда указанных импульсов тем больше при прочих равных условиях, чем меньше воздушный (или жидкостный) слой между сердечником катушки и магнитопроводящим наконечником. Поэтому существенным отличительным признаком является размещение катушки в пробке, ввинчиваемой в корпус пожарной подставки в плоскости вращения наконечников. The introduction of a magnetic core coil into the hydrant is a new solution. It is combined with the placement at the ends of the impeller blades of tips from a magnetically conductive material, which provides excitation of voltage pulses in the coil. The amplitude of these pulses is greater, ceteris paribus, the smaller the air (or liquid) layer between the core of the coil and the magnetically conductive tip. Therefore, an essential distinguishing feature is the placement of the coil in the plug screwed into the casing of the fire stand in the plane of rotation of the tips.

Введение в состав пожарного гидранта диода и соединение его с катушкой таким образом, чтобы анод диода был подсоединен к началу обмотки катушки и к "массе", является новым решением. Оно обеспечивает шунтирование отрицательной полуволны напряжения. The introduction of a diode into the fire hydrant and its connection with the coil so that the anode of the diode is connected to the beginning of the coil winding and to ground is a new solution. It provides shunting of the negative half-wave voltage.

Введение в состав гидранта корректирующего устройства и связь его с катушкой с магнитным сердечником является новым решением. Оно обеспечивает "выставку" показаний счетчика-нумератора в соответствии с показаниями образцового суммирующего расходомера, устанавливаемого на выходе стендера при поверке средств измерения (гидранта). The introduction of a corrective device into the hydrant and its connection with a coil with a magnetic core is a new solution. It provides an “exhibition” of meter readings in accordance with the indications of an exemplary totalizing flowmeter installed at the output of the stand when calibrating measuring instruments (hydrant).

Введение нормализатора является новым решением. Оно обеспечивает одинаковую форму импульсов, поступающих на вход накопителя независимо от скорости вращения крыльчатки. (При большей скорости вращения крыльчатки на выходе катушки амплитуда напряжения будет большей, а длительность импульса - меньшей). The introduction of a normalizer is a new solution. It provides the same shape of the pulses entering the drive input, regardless of the speed of rotation of the impeller. (With a higher speed of rotation of the impeller at the output of the coil, the voltage amplitude will be greater, and the pulse duration will be shorter).

Введение накопителя электрической энергии и связь его с магнитным сердечником через корректирующее устройство и нормализатор является новым для гидрантов решением. Оно обеспечивает накопление преобразованной в электрический заряд энергии импульсов тока в количестве, соответствующем энергии срабатывания счетчика-нумератора. При этом использование в качестве накопителя преимущественно ионистора также является новым для гидрантов решением. Оно обеспечивает высокую точность измерения расхода воды вследствие того, что по причине очень большой электрической емкости ионисторов момент начала их разряда для целей срабатывания счетчика-нумератора можно "назначать" на линейном участке экспоненциальной характеристики заряда ионистора. Иными словами, использованием ионистора в качестве накопителя электрической энергии позволяет точно отмерять величину заряда на нем, используемого на приведение в действие счетчика-нумератора. The introduction of an electric energy storage device and its connection with a magnetic core through a correcting device and a normalizer is a new solution for hydrants. It ensures the accumulation of the energy of current pulses converted into an electric charge in an amount corresponding to the response energy of the numbering counter. Moreover, the use of a predominantly ionistor as a storage ring is also a new solution for hydrants. It provides high accuracy in measuring the water flow due to the fact that, due to the very large electric capacity of the ionistors, the moment of the start of their discharge can be “assigned” to the exponential characteristic of the ionizer charge in the linear section of the numbering meter. In other words, using an ionistor as an electric energy storage device allows you to accurately measure the amount of charge on it used to drive the meter-numbering device.

Введение электронного ключа в состав гидранта является новым решением. Оно обеспечивает заряд накопителя до строго установленного значения напряжения (величина заряда и напряжение на конденсаторе, ионистор по существу является конденсатором, функционально связаны). После чего открывается ключ, и накопитель разряжается на счетчик-нумератор. The introduction of an electronic key into the hydrant is a new solution. It provides storage charge to a strictly set voltage value (charge value and voltage across the capacitor, the ionistor is essentially a capacitor, functionally connected). Then the key is opened, and the drive is discharged to the numbering counter.

Введение в состав гидранта телескопической трубки, защитного кожуха, размещение корректирующего устройства, нормализатора, накопителя, электронного ключа и счетчика-нумератора в защищенном герметичном корпусе и соединение телескопической трубки с кожухом с помощью шарнира является новым решением. Оно обеспечивает защиту измерительного тракта гидранта от несанкционированных или случайных действий, могущих привести к искажению показаний счетчика-нумератора. Выполнение телескопической трубки, выдвигаемой на расстояние не менее одного метра, обеспечивает возможность снятия показаний счетчика-нумератора, не раскапывая гидрант или не осушая колодец, простым захватом конца телескопической трубки и выдвижением ее на расстояние, удобное для снятия показаний счетчика. Так как верхний срез гидранта подземного типа находится на глубине 150-400 мм относительно верхнего среза смотрового колодца, то возможность выдвижения телескопической трубки, на конце которой находится счетчик-нумератор, позволяет снять показания последнего и близорукому человеку, приблизив счетчик-нумератор вплотную к глазам. (Оставшиеся ≈ 600 мм при "глубоком" расположении гидранта соответствуют высоте письменного стола). Шарнирное соединение защитного кожуха и трубки обеспечивает удобство эксплуатации гидранта (доступ обслуживающего персонала в колодец, контроль расхода при установленном стендере и т.д.). The introduction of a telescopic tube hydrant, a protective casing into the hydrant, the placement of a corrective device, a normalizer, a drive, an electronic key and a numbering counter in a sealed enclosure and the connection of the telescopic tube to the casing with a hinge is a new solution. It provides protection of the measuring path of the hydrant from unauthorized or accidental actions that could lead to distortion of the meter-numbering. The implementation of the telescopic tube, extendable at a distance of at least one meter, provides the ability to read the counter-numbering without digging the hydrant or without draining the well, by simply grabbing the end of the telescopic tube and extending it to a distance convenient for reading the meter. Since the upper section of the underground hydrant is located at a depth of 150-400 mm relative to the upper section of the viewing well, the possibility of extending the telescopic tube at the end of which is the numbering counter allows you to take readings of the latter and the nearsighted person, bringing the numbering meter close to your eyes. (The remaining ≈ 600 mm with a "deep" arrangement of the hydrant corresponds to the height of the desk). The swivel connection of the protective casing and the tube provides ease of operation of the hydrant (access for maintenance personnel to the well, flow control when a stand is installed, etc.).

Закрепление защитного кожуха преимущественно при помощи полуколец к фланцам пожарной подставки обеспечивает исключение бесконтрольного снятия измерительного тракта гидранта. Снять полукольца можно лишь после перекрытия пожарной магистрали (снятия давления в ней) путем развинчивания крепежных деталей фланцевого соединения (необходимо при таком креплении вывернуть подряд 4 из 6 болтов, стягивающих фланцы). Перекрытие же магистрали приводит к изменению контролируемых дежурной службой водоснабжающего предприятия параметров водопроводной сети и, следовательно, не проходит незамеченным. The fastening of the protective casing with the help of half rings to the flanges of the fire stand provides the exception of uncontrolled removal of the measuring path of the hydrant. Half rings can be removed only after blocking the fire line (relieving pressure in it) by unscrewing the fasteners of the flange connection (it is necessary to unscrew 4 of 6 bolts tightening the flanges in a row with this fastening). The overlapping of the main leads to a change in the parameters of the water supply network controlled by the duty service of the water supplying enterprise and, therefore, does not go unnoticed.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема предлагаемого пожарного гидранта подземного типа. The essence of the proposed technical solution is illustrated by the drawing, which shows a block diagram of the proposed fire hydrant of the underground type.

Пожарный гидрант содержит:
1 - пожарная подставка,
2 - колонка пожарного гидранта,
3 - клапан гидранта,
4 - смотровой колодец.
Fire hydrant contains:
1 - fire stand,
2 - column fire hydrant,
3 - hydrant valve,
4 - a viewing well.

Блоки 1. ..4 характеризуют прототип. Дополнительно к блокам 1...4 в пожарный гидрант введены новые узлы и блоки:
5 - цилиндрическая вставка пожарной подставки. Представляет собой отрезок трубы длиной, достаточной для размещения в нем крыльчатки.
Blocks 1. ..4 characterize the prototype. In addition to blocks 1 ... 4, new units and blocks have been introduced into the fire hydrant:
5 - cylindrical insert fire stand. It is a length of pipe sufficient to accommodate the impeller.

6 - крыльчатка. Устройство крыльчаток для расходомеров описано, например, в [Авиационное оборудование/ Ю.А. Андриевский, Ю.Е. Воскресенский, Ю.П. Доброленский и др. / Под ред. Ю. П. Доброленского. -М.: Воениздат, 1989 (Боевая авиационная техника), с. 85]. Так как крыльчатка ненагруженная (не связана какой-либо передачей с приводом какого-нибудь механизма), то она может быть изготовлена из легкого полимерного материала, из такого же материала могут быть изготовлены узлы ее крепления к пожарной подставке (ось крыльчатки, обод колеса, спицы колеса, осью которого служит ось крыльчатки). При этом крепление крыльчатки к пожарной подставке можно осуществить традиционным для гидрантов способом - размещением обода (иначе обоймы крыльчатки) в кольцевой выточке нижнего фланца пожарной подставки с последующей фиксацией обода при стягивании фланцев. 6 - impeller. The device of impellers for flowmeters is described, for example, in [Aviation equipment / Yu.A. Andrievsky, Yu.E. Voskresensky, Yu.P. Dobrolensky et al. / Ed. Yu.P. Dobrolensky. -M .: Military Publishing, 1989 (Combat aircraft), p. 85]. Since the impeller is unloaded (not connected by any transmission to the drive of any mechanism), it can be made of lightweight polymeric material, and its attachment points to the fire stand can be made from the same material (impeller axis, wheel rim, spokes wheels, the axis of which is the axis of the impeller). At the same time, the impeller can be attached to the fire stand in the traditional way for hydrants - by placing the rim (otherwise the impeller clips) in the ring groove of the lower flange of the fire stand, followed by fixing the rim when tightening the flanges.

7 - наконечники из магнитопроводящего материала на концах лопастей крыльчатки. 7 - tips of magnetically conductive material at the ends of the impeller blades.

8 - полая пробка с резьбой, соответствующей резьбе в отверстии корпуса цилиндрической вставки 5, проделанного в плоскости вращения наконечников 7. Пробка 8 может быть изготовлена из полимерного материала, обеспечивающего герметичность соединения пробки с корпусом вставки 5. 8 - a hollow plug with a thread corresponding to a thread in the hole of the body of the cylindrical insert 5, made in the plane of rotation of the tips 7. The plug 8 can be made of a polymer material, which ensures a tight connection between the plug and the body of the insert 5.

9 - катушка с магнитным сердечником. Такие катушки широко применяются в радиотехнической промышленности. В частности, такие катушки находятся в телефонных трубках. 9 - coil with a magnetic core. Such coils are widely used in the radio industry. In particular, such coils are located in handsets.

10 - диод, своим анодом подключенный к началу обмотки катушки 9 и к "массе", а катодом - к концу обмотки катушки 9. Катушка 9 и диод 10 размещены в полости пробки 8, которая после размещения этих деталей заливается компаундом, образуя герметичную целостную деталь - пробку 8 с двумя выводами: контакт на "массу" и вывод для подсоединения кабеля связи. 10 - a diode connected with its anode to the beginning of the winding of coil 9 and to the “mass”, and the cathode to the end of the winding of coil 9. Coil 9 and diode 10 are placed in the cavity of the tube 8, which, after placing these parts, is filled with a compound, forming a tight integral part - plug 8 with two leads: a ground contact and a lead for connecting a communication cable.

11 - защитный кожух. Может представлять собой Г-образную трубку, надеваемую на пробку 8 одним концом и имеющую шарнир на другом конце. Внутри трубки уложен кабель связи катушки 9 с другими блоками предлагаемого устройства. 11 - a protective casing. It can be a L-shaped tube, put on the tube 8 at one end and having a hinge at the other end. Inside the tube, the communication cable of the coil 9 with other blocks of the proposed device is laid.

12 - узел крепления защитного кожуха 11 к фланцам пожарной подставки 1. Так как длина пожарной подставки может быть различной для различных модификаций пожарных гидрантов, то крепление 12 может быть выполнено раздвижным. 12 - the attachment of the protective cover 11 to the flanges of the fire stand 1. Since the length of the fire stand may be different for various modifications of fire hydrants, the mount 12 can be made sliding.

13 - телескопическая трубка, выполненная раздвижной на расстояние не менее одного метра. Нижний конец трубки 13 шарнирно связан с кожухом 11. Телескопическая трубка 13 и шарнирная связь ее с кожухом 11 аналогичны выдвижным антеннам переносных радиоприемников. 13 - telescopic tube made sliding at a distance of at least one meter. The lower end of the tube 13 is pivotally connected to the casing 11. The telescopic tube 13 and its articulated connection with the casing 11 are similar to the retractable antennas of portable radios.

14 - защитный герметичный корпус, прикрепленный к концу трубки 13. 14 - a protective sealed housing attached to the end of the tube 13.

15 - корректирующее устройство, вход которого подсоединен к выходу катушки 9 (к концу ее обмотки). В простейшем случае представляет собой делитель напряжения, в качестве которого используется резистор переменный [см., например, В помощь радиолюбителю: Сборник. Вып. 109/ Сост. И.Н.Алексеева. - М.: Патриот, 1991, с. 15-24]. 15 - corrective device, the input of which is connected to the output of the coil 9 (to the end of its winding). In the simplest case, it is a voltage divider, which is used as a variable resistor [see, for example, To help the ham radio: Collection. Vol. 109 / Comp. I.N. Alekseeva. - M .: Patriot, 1991, p. 15-24].

16 - нормализатор. Нормализаторы импульсов широко известны. В простейшем случае нормализатор представляет собой конденсатор, на вход которого подается импульс напряжения, а выход которого зашунтирован полупроводниковым стабилитроном. Нормализация импульсов в таком нормализаторе основана на постоянном времени заряда его конденсатора при постоянной амплитуде импульса. Постоянство напряжения, прикладываемого к такому конденсатору, обеспечивается стабилитроном, а постоянство времени заряда - постоянством значения на произведения RC, где R - сопротивление цепи заряда, C - емкость конденсатора. Конденсаторы описаны, в частности, в вышеуказанном источнике, с. 41-79. 16 - normalizer. Pulse normalizers are widely known. In the simplest case, the normalizer is a capacitor, the input of which is supplied with a voltage pulse, and the output of which is shunted by a semiconductor zener diode. The normalization of pulses in such a normalizer is based on a constant charge time of its capacitor at a constant pulse amplitude. The constant voltage applied to such a capacitor is ensured by the zener diode, and the constant charge time is provided by the constant value of the product RC, where R is the resistance of the charge circuit, C is the capacitance of the capacitor. Capacitors are described, in particular, in the above source, p. 41-79.

17 - Накопитель электрической энергии. Известны различные типы таких накопителей, в частности, конденсаторов. В последнее время все большее распространение получили ионисторы, иначе молекулярные накопители. Благодаря большой емкости (1-3 Фарады при размере рублевой монеты) использование ионистора в предлагаемом решении позволяет обеспечить большую точность срабатывания измерительного тракта гидранта за счет протяженного линейного участка зависимости напряжения на ионисторе от тока заряда. 17 - Electric energy storage device. Various types of such drives are known, in particular capacitors. Recently, ionistors, otherwise molecular storage rings, have become more widespread. Due to the large capacity (1-3 Farads with the size of a ruble coin), the use of an ionistor in the proposed solution makes it possible to ensure greater accuracy of the measuring path of the hydrant due to the extended linear portion of the dependence of the voltage across the ionistor on the charge current.

18 - электронный ключ. В качестве него может использоваться маломощный тиристор [см., например, Полупроводниковые приборы. Тиристоры. Справочник. - СПб: издательство РНИИ "Электростандарт", 1993], переключающий диод - динистор или микросхема, обесечивающие отрицательный наклон вольт-амперной характеристики после включения электронного ключа. (Иначе не разрядить ионистор на обмотку якоря счетчика-нумератора). 18 is an electronic key. As it can be used low-power thyristor [see, for example, Semiconductor devices. Thyristors. Directory. - St. Petersburg: publishing house RNII "Electrostandard", 1993], a switching diode is a dynistor or microcircuit, which ensures a negative slope of the current-voltage characteristic after the electronic switch is turned on. (Otherwise, do not discharge the ionistor onto the armature of the counter-numbering armature).

19 - счетчик-нумератор. В качестве него может использоваться устройство типа счетчика телефонных разговоров [см. А.А.Санин: Электронные приборы ядерной физики. - М.:Наука, 1964, с.377]. Для срабатывания такого счетчика-нумератора достаточен импульс тока в несколько мА в течение нескольких мс. 19 - counter numbering. As it can be used a device such as a telephone counter [see A.A.Sanin: Electronic devices of nuclear physics. - M.: Nauka, 1964, p. 377]. For the operation of such a counter-numbering, a current pulse of several mA for several ms is sufficient.

Так как ток управления счетчика-нумератора небольшой, то все радиотехнические компоненты могут быть миниатюрными и сведены в одну микросхему. Для сравнения можно отметить, что кварцевые часы со стрелками по своей сути также являются электромеханическим счетчиком-нумератором, приводимым в действие импульсами тока, генерируемыми, в отличие от рассматриваемого технического предложения, встроенным генератором автоколебаний, питающимся от миниатюрной батарейки. Since the control current of the counter-numbering device is small, all the radio components can be miniature and combined into a single chip. For comparison, it can be noted that quartz watches with hands, in essence, are also an electromechanical counter-numbering, driven by current pulses generated, unlike the technical proposal under consideration, by a built-in self-oscillation generator powered by a miniature battery.

Пожарный гидрант работает следующим образом. При установке на пожарный гидрант стендера и опускании при помощи рукоятки стендера тела клапана 3 гидранта через пожарную подставку 1 начинает течь вода. Скорость ее течения при известном расходе через гидрант можно определить из известной зависимости [см. , например, Н.Н.Абрамов, Н.Н.Гениев, В.И.Павлов. Водоснабжение.- М.: Госстройиздат, 1958, с. 49]:

Figure 00000002

где V - скорость течения воды в пожарной подставке, м/с;
Q - расход воды через гидрант, м3/с;
D - диаметр пожарной подставки, м.Fire hydrant works as follows. When the stander is installed on the fire hydrant and the hydrant valve body 3 is lowered by means of the stander handle, water begins to flow through the fire support 1. The speed of its flow at a known flow through the hydrant can be determined from the known dependence [see , for example, N.N. Abramov, N.N. Genius, V.I. Pavlov. Water supply.- M.: Gosstroyizdat, 1958, p. 49]:
Figure 00000002

where V is the water flow rate in the fire stand, m / s;
Q - water flow through the hydrant, m 3 / s;
D is the diameter of the fire stand, m

При внутреннем диаметре пожарной подставки 170 мм и типовом расходе 5 л/с скорость течения равна ~ 0,22 м/с, а при расходе 30 л/с, что имеет место при открытых обоих патрубках стендера и прорезиненных пожарных рукавах, - 1,32 м/с. Расход открытого пожарного гидранта при заполнении, например, поливочной машины может соответствовать скорости воды через пожарную подставку до 5 м/с. Крыльчатка 6 в таком потоке вращается, и при прохождении наконечника 7 над магнитным сердечником катушки 9 в ее обмотке возбуждается импульс напряжения, амплитуда которого определяется числом витков обмотки, скорость вращения крыльчатки минимальным расстоянием от наконечника 7 до пробки 8 и другими факторами. Отрицательная полуволна импульса шунтируется диодом 10, а положительная создает ток в цепи: корректирующее устройство 15 - нормализатор 16 - накопитель электрической энергии 17. Число таких импульсов в секунду равно произведению числа оборотов в секунду крыльчатки на число лопастей крыльчатки (с точки зрения динамического уравновешивания крыльчатки желательно размещать наконечники 7 на каждой лопасти крыльчатки 6). Каждый такой импульс увеличивает заряд накопителя 17 на определенную величину, увеличивая в конечном счете напряжение на накопителе 17. Так как нормализатор 16 осуществляет нормализацию импульсов, т.е. все импульсы на его выходе имеют одинаковую амплитуду и длительность, то скорость заряда накопителя зависит от числа оборотов крыльчатки 6 и величины сопротивления цепи его заряда, устанавливаемой в корректирующем устройстве 15. При достижении заряда на накопителе 17 определенной величины, соответствующей напряжению на нем, открывается ключ 18, и накопитель разряжается на обмотку якоря счетчика-нумератора 19, вызывая поворот первого его диска на одно деление. При снижении напряжения на накопителе в процессе его разряда до определенной величины, соответствующей напряжению закрытия ключа 18, ключ запирается и процесс заряда накопителя повторяется вновь. Счетчик-нумератор 19 при этом сохраняет показания, и их нельзя изменить в меньшую сторону подачей каких-либо внешних импульсов тока. With an internal diameter of the fire stand of 170 mm and a typical flow rate of 5 l / s, the flow velocity is ~ 0.22 m / s, and with a flow rate of 30 l / s, which occurs with both the stender nozzles open and the rubberized fire hoses, 1.32 m / s The flow rate of an open fire hydrant when filling, for example, a watering machine, can correspond to a water speed of up to 5 m / s through a fire stand. The impeller 6 rotates in such a flow, and when the tip 7 passes over the magnetic core of the coil 9, a voltage pulse is excited in its winding, the amplitude of which is determined by the number of turns of the winding, the speed of rotation of the impeller by the minimum distance from the tip 7 to the plug 8 and other factors. The negative half-wave of the pulse is shunted by the diode 10, and the positive creates a current in the circuit: the correcting device 15 - the normalizer 16 - the electrical energy storage 17. The number of such pulses per second is equal to the product of the number of revolutions per second of the impeller by the number of impeller blades (from the point of view of dynamic balancing of the impeller is desirable place tips 7 on each impeller blade 6). Each such pulse increases the charge of the drive 17 by a certain amount, ultimately increasing the voltage on the drive 17. Since the normalizer 16 normalizes the pulses, i.e. all pulses at its output have the same amplitude and duration, then the charge speed of the drive depends on the number of revolutions of the impeller 6 and the resistance value of its charge circuit installed in the correcting device 15. When the charge on the drive 17 reaches a certain value corresponding to the voltage on it, the key is opened 18, and the drive is discharged to the winding of the armature of the counter-numbering 19, causing the rotation of its first disk by one division. When the voltage on the drive is reduced during its discharge to a certain value corresponding to the closing voltage of the key 18, the key is locked and the charge process of the drive is repeated again. The counter-numbering 19 in this case saves the readings, and they cannot be changed downward by the supply of any external current pulses.

Таким образом, интегрирование расхода воды через гидрант в предлагаемом решении осуществляется дважды: сначала накопителем электрической энергии 17, а затем счетчиком-нумератором 19. Это обеспечивает возможность измерения сумматорного расхода воды через гидрант практически неограниченное время без "переполнения" разрядных дисков счетчика-нумератора. Для снятия показаний счетчика-нумератора 19 достаточно, зацепив конец телескопической трубки 13, выдвинуть ее за пределы колодца 4. После снятия показаний трубка вновь "укорачивается" и помещается в смотровой колодец 4 в удобном для обслуживающего водопроводные сети персонала положении, для чего служит шарнирное соединение защитного кожуха 11 и телескопической трубки 13. Thus, the integration of the water flow through the hydrant in the proposed solution is carried out twice: first, by the electric energy storage device 17, and then by the numbering meter 19. This makes it possible to measure the total water flow through the hydrant for virtually unlimited time without “overfilling” the discharge disks of the numbering meter. To take the readings of the counter-numbering device 19, it is enough to hook the end of the telescopic tube 13 and extend it beyond the limits of the well 4. After taking the readings, the tube is again “shortened” and placed in the inspection well 4 in a position convenient for the personnel serving the water supply networks, for which the swivel connection a protective casing 11 and a telescopic tube 13.

Таким образом, на основе анализа структуры и функционирования схемы предложенного технического решения, можно заключить, что пожарный гидрант подземного типа, в котором реализовано данное техническое решение, обладает преимуществами, отвечающими поставленной задаче изобретения: обеспечение возможности измерения суммарного расхода воды через гидрант при возможности снятия показаний без раскапывания или осушения смотрового колодца. Кроме того, реализация данного технического решения отвечает целям ресурсосберегающих технологий, так как способствует экономии водопроводной воды, подготовка которой сопряжена со значительными расходами ресурсов и материалов. Сама же реализация не требует применения редких и дорогостоящих материалов. Thus, based on the analysis of the structure and functioning of the scheme of the proposed technical solution, we can conclude that the underground fire hydrant in which this technical solution is implemented has the advantages that meet the objective of the invention: providing the ability to measure the total water flow through the hydrant when possible to take readings without digging or draining the manhole. In addition, the implementation of this technical solution meets the goals of resource-saving technologies, as it contributes to the saving of tap water, the preparation of which is associated with significant costs of resources and materials. The implementation itself does not require the use of rare and expensive materials.

Предложение разработано на уровне технического предложения к одному из объектов Государственного унитарного предприятия "Водоканал Санкт-Петербурга". The proposal was developed at the level of a technical proposal for one of the objects of the State Unitary Enterprise Vodokanal of St. Petersburg.

Claims (3)

1. Пожарный гидрант подземного типа, включающий устанавливаемую в колодце на пожарной подставке колонку с клапаном, отличающийся тем, что колодец является смотровым, нижняя часть пожарной подставки дополнена цилиндрической вставкой, в которой размещена свободно вращающаяся на оси, совпадающей с осью подставки, крыльчатка диаметром, соответствующим диаметру цилиндрической вставки, причем на концах лопастей крыльчатки установлены наконечники из магнитопроводящего материала, при этом в корпусе цилиндрической вставки в плоскости вращения наконечников выполнено отверстие, в котором герметично установлена полая пробка, в полости которой размещены параллельно соединенные катушка с магнитным сердечником и диод, анод которого подсоединен к началу обмотки катушки и к "массе", а конец обмотки катушки подсоединен ко входу корректирующего устройства при помощи герметичного кабеля, проходящего внутри защитного кожуха, закрепленного к фланцам пожарной подставки и закрывающего пробку в корпусе пожарной подставки, и телескопической трубки, один конец которой шарнирно связан с защитным кожухом, при этом пожарный гидрант дополнительно снабжен защищенным герметическим корпусом, прикрепленным к другому концу телескопической трубки, и размещенными в нем последовательно соединенными указанным корректирующим устройством, нормализатором, накопителем электрической энергии, электронным ключом и счетчиком-нумератором. 1. Fire hydrant of underground type, including a column with a valve installed in a well on a fire stand, characterized in that the well is an inspection well, the lower part of the fire stand is supplemented by a cylindrical insert in which an impeller with a diameter of corresponding to the diameter of the cylindrical insert, and at the ends of the impeller blades installed tips of magnetically conductive material, while in the housing of the cylindrical insert in the plane is rotated The tips have a hole in which a hollow plug is hermetically sealed, in the cavity of which are placed a parallel connected coil with a magnetic core and a diode, the anode of which is connected to the beginning of the coil winding and to ground, and the end of the coil winding is connected to the input of the correction device using a sealed a cable passing inside the protective casing fixed to the flanges of the fire stand and closing the plug in the housing of the fire stand, and a telescopic tube, one end of which is pivotally connected to Barrier casing, wherein the fire hydrant is further provided with a secure hermetic housing attached to the other end of the telescopic tube and placed in it serially connected said correcting device, normalizer, storage of electrical energy and an electronic key-counter numerator. 2. Пожарный гидрант подземного типа по п.1, отличающийся тем, что защитный кожух закреплен к фланцам пожарной подставки при помощи полуколец. 2. Fire hydrant underground type according to claim 1, characterized in that the protective casing is fixed to the flanges of the fire stand with the help of half rings. 3. Пожарный гидрант подземного типа по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве накопителя электрической энергии используется ионистор. 3. Fire hydrant of underground type according to claim 1 or 2, characterized in that an ionistor is used as an electric energy storage device.
RU99118344/03A 1999-08-24 Underground fire hydrant RU2172803C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99118344A RU99118344A (en) 2001-07-10
RU2172803C2 true RU2172803C2 (en) 2001-08-27

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2346243C2 (en) * 2002-07-23 2009-02-10 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Compact device for measuring item speed and direction of rotation and magnetic data collection system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1505682A (en) * 1975-08-05 1978-03-30 Litre Meter Ltd Metering of fluid flows
US4177826A (en) * 1977-01-26 1979-12-11 Mueller Co. Fire hydrant with improved shoe and valve
FR2682139A1 (en) * 1991-10-02 1993-04-09 Seperef External terminal housing a water meter
RU2010923C1 (en) * 1990-03-29 1994-04-15 Московская сельскохозяйственная академия им.К.А.Тимирязева Hydrant-water pump

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1505682A (en) * 1975-08-05 1978-03-30 Litre Meter Ltd Metering of fluid flows
US4177826A (en) * 1977-01-26 1979-12-11 Mueller Co. Fire hydrant with improved shoe and valve
RU2010923C1 (en) * 1990-03-29 1994-04-15 Московская сельскохозяйственная академия им.К.А.Тимирязева Hydrant-water pump
FR2682139A1 (en) * 1991-10-02 1993-04-09 Seperef External terminal housing a water meter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АБРАМОВ Н.Н. Водоснабжение, учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1974, с. 129-130. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2346243C2 (en) * 2002-07-23 2009-02-10 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Compact device for measuring item speed and direction of rotation and magnetic data collection system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5659300A (en) Meter for measuring volumetric consumption of a commodity
US7099781B1 (en) Portable hydrant meter and system of use thereof
US4940976A (en) Automated remote water meter readout system
US4901007A (en) Portable electrical energy monitor
US20080189056A1 (en) Portable hydrant meter and system of use thereof
US6994309B2 (en) Remotely operated self-powered gas safety valve
US7504964B2 (en) Communications and features protocol for a measuring water meter
US4296411A (en) Electronic remote meter reading apparatus
US4156129A (en) Electronic remote reading system for a meter
CN214961660U (en) Intelligent water-saving irrigation system
RU2172803C2 (en) Underground fire hydrant
JPH0548520B2 (en)
EP0950877A2 (en) Compact meter for liquids
FR2722251A1 (en) Solar powered water pumping station for use in remote locations such as semi-arid zones
KR100932435B1 (en) Water meter with remote integration indicator
CN211922520U (en) Valve type remote automatic control brake
CN101958022B (en) Water flow self-powered radio frequency card prepayment intelligent water meter
US3228244A (en) Fluid flow meter
CN109991686A (en) A kind of initial rainwater collection monitoring system and its monitoring method
WO2005047828A1 (en) Communications and features protocol for a measuring water meter
KR102157978B1 (en) Electronic Water Meter
GB2101219A (en) Rotary fluid-flow meter
WO2002014800A1 (en) Batteryless electronic register
RU2189572C1 (en) Device measuring quantity of heat energy transferred by hot water supply
EP4630765A1 (en) Location and flow rate meter