ДРОССЕЛЬНЫЙ КЛАПАН С АВТОМАТИЧЕСКИМ ОТКЛЮЧЕНИЕМ Российский патент 1997 года по МПК F16K31/48 

Изобретение относится к отключающе-включающим механизмам, предназначенным для использования в быту, например, для автоматического отключения поступающего в кухонные плиты газа в заданный момент времени.

Известно устройство, в котором клапан в сочетании с таймером выполнен в виде размещенных в одном корпусе общего часового механизма и исполнительно-взводящего механизма, а также двух клапанов: дроссельного типа, связанного с корпусом, являющимся одновременно его ручкой управления, и подпружиненного подъемного клапана, коаксиально расположенного внутри дроссельного клапана и взаимодействующего с центральной осью часового механизма, которая одновременно является частью исполнительно-взводящего механизма клапана [1]
Недостаток названного устройства состоит в отсутствии механизма возврата дроссельного клапана в исходное положение после отработки таймера и наличие подъемного клапана, осевое перемещение которого при случайном нажатии вызовет несанкционированную утечку газа, а также отсутствие звукового сигнала об окончании работы часового механизма.

Известно также другое устройство подобного назначения [2]
Данное устройство содержит собственно газовый клапан и отдельно таймер, размещенные в различных корпусах. При этом газовый клапан состоит из корпуса, в котором выполнены сквозное вертикальное отверстие и конусообразное углубление с отверстием в центральной части; резинового кольца, в котором выполнены два отверстия, центрированные с указанным сквозным вертикальным отверстием корпуса газового клапана дроссельного типа, в котором выполнено вертикальное сквозное отверстие, центрированное с вертикальным сквозным отверстием корпуса; втулки и шарика, размещенных внутри конусообразного конца пробки; толкателя; установочной и нажимной пружин.

В свою очередь таймер содержит ряд распределительных шестерен; диск с вырезом, подвижно соединенный с распределительными шестернями, центрированный в средней части; рабочее плечо, центрированное на одном конце и имеющее выступ, контактирующий с окружностью диска; ударный стержень, подвижно соединенный с рядом распределительных шестерен и служащий для звукоизвлечения; соединитель.

Недостаток названного устройства состоит в невозможности использования клапана без задействования таймера, отсутствие механизма возврата клапана в исходное положение после отработки таймера, что может приводить к опасности использования таймера только для выдачи звукового сигнала, а также при случайном повороте ручки таймера, когда клапан дроссельного типа остался не выключенным, в этом случае произойдет утечка газа, на которую не реагирует механизм контроля утечки газа.

Известно также устройство (прототип), являющееся наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению [3]
Данное устройство выполнено в виде размещенных в одном корпусе, совмещенном с ручкой управления клапаном дроссельного типа и коаксиально расположенной относительно нее ручкой управления часовым механизмом таймера, а также взводящего и исполнительного механизмов и двух клапанов подъемного и дроссельного типа.

Взводящий механизм в свою очередь представляет собой ручку управления подпружиненного часового механизма таймера, торец кулачка и выступ на первой поверхности которого взаимодействуют с запирающим элементом и запором соответственно. При этом запирающий элемент взаимодействует с подпружиненным шпинделем, на конце которого расположен элемент подъемного клапана, а упомянутый шпиндель размещен коаксиально во внутренней полости по оси управления дроссельным клапаном. Исполнительный механизм представляет собой вторую боковую поверхность кулачка, расположенного на нижнем конце оси взведенного таймера, взаимодействующего с запирающим элементом, который освобождает запор, вследствие чего освобождается подпружиненный шпиндель подъемного клапана.

Однако названное устройство не обеспечивает достаточного уровня безопасной его эксплуатации, что обусловлено отсутствием в данной конструкции механизма автоматического возврата дроссельного клапана в исходное положение, поскольку при включенном дроссельном клапане любое случайное осевое нажатие на ручку временного механизма таймера, превышающее давление пружин таймера и шпинделя подъемного клапана, приведет к несанкционированной утечке газа, являющейся недопустимой, т.к. подобный режим вызывает аварийные ситуации.

Другим недостатком является отсутствие звукового сигнала об окончании работы или о необходимости изменения в процессе приготовления пищи режима тепловой обработки, снижая тем самым уровень безопасной эксплуатации устройства.

Задачей изобретения является повышение степени безопасности устройства.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве-прототипе по патенту США N 3595273, включающем таймер, выполненный в виде часового механизма с центральной осью, и сигнальное устройство, расположенне в одном корпусе, совмещенном с рукояткой управления, установленным на валу дросселирующим элементом, установленную коаксиально корпусу рукоятку управления таймером, устройство взведения и исполнительный механизм, устройство взведения выполнено в виде кулачкового механизма, закрепленного на центральной оси часового механизма и состоящего из опорного диска с установленным на нем ведущим кулачком цилиндрического профиля с дугообразной выемкой, водила, неподвижно закрепленного на диске напротив выемки и ведомого кулачка с пазом, выполненного в виде части мальтийского креста, при этом клапан снабжен закрепленной на его корпусе переходной втулкой с осью, на которой установлена обгонная муфта, и собачкой, взаимодействующей с храповым колесом обгонной муфты, а исполнительный механизм выполнен в виде корпуса, закрепленного на валу дросселирующего элемента и жестко связанного с рукояткой управления через элементы крепления часового механизма, при этом в корпусе исполнительного механизма размещена ось, на одном конце которой закреплен с возможностью вращения посредством водила, кинематически связанного с его пазом, ведомый кулачок, а на другом зубчатый сектор, взаимодействующий с трибом обгонной муфты.

Такое конструктивное решение позволяет простыми средствами повысить степень безопасности при пользовании предложенным устройством, т.к. в нем предусматривается автоматический режим отключения подачи газа.

На фиг.1 изображено осевое сечение общего вида предлагаемого устройства; на фиг. 2, 3 поперечные сечения А-А и Б-Б, показывающие положения деталей в исходном состоянии устройства; на фиг.4, 5 положения деталей в сечениях А-А и Б-Б при задействовании ручки управления потоком газа и ручки управления таймером; на фиг. 6, 7 положение деталей в сечениях А-А и Б-Б при задействовании ручки управления таймером без задействования ручки управления потоком газа; на фиг.8, 9 положение деталей в сечениях А-А и Б-Б при задействовании ручки управления потоком газа без задействования ручки управления таймером.

Устройство состоит из корпуса 1, совмещенного с ручкой 2 управления дросселирующим элементом 3, расположенных в упомянутом корпусе часового механизма 4 с сигнальным устройством 5, коаксиально расположенной относительно этого же корпуса ручкой 6 управления таймером (содержащего часовой механизм 4 и сигнальное устройство 5). В свою очередь ручка 6 управления посредством валика 7 жестко связана с осью 8 часового механизма 4, на которой расположен кулачок 9 сигнального устройства 5, связанный с указанной осью посредством втулки 10 и штифта 11. На конце оси 8 часового механизма 4, противоположном ручке управления 2 клапаном 3, с помощью винта 12 соосно укреплен ведущий кулачок 13 цилиндрического профиля, рабочая поверхность 14 которого взаимодействует с двумя поверхностями 15 ведомого кулачка 16, представляющего собой часть мальтийского креста, имеющего возможность для вращательного движения с помощью водила 17, закрепленного вместе с ведущим кулачком 3 на опорном диске 18, причем на рабочей поверхности 14 ведущего кулачка 13 выполнена выемка 19 в форме вогнутой дуги, геометрически располагаемой напротив водила 17, кинематически связанного с пазом 20 ведомого кулачка 16 (указанные элементы 13 20 входят в состав кулачкового механизма). В свою очередь, ведомый кулачок 16 закреплен на подпружиненной с помощью пружины кручения 21 оси 22, расположенной в корпусе 23 исполнительного механизма посредством винта 24, а на другом конце оси 22 винтом 25 укреплен зубчатый сектор 26 исполнительного механизма, взаимодействующий с трибом 27 обгонной муфты, расположенной на оси 28 переходной втулки 29 с установленной на ней собачкой 30, взаимодействующей с храповым колесом 31 обгонной муфты. Собачка 30 расположена на переходной втулке 29, закреплена винтом 32 и подпружинена с помощью пружины 33. Переходная втулка 29 закреплена на корпусе 34 дросселирующего элемента 3 при помощи винтов 35, а часовой механизм 4 с помощью винтов 36. Корпус 23 исполнительного механизма прикреплен к часовому механизму 4 винтами 36, а часовой механизм 4 связан с корпусом 1 и ручкой управления 2 дросселирующего элемента 3 при помощи винтов 37, при этом подпружиненный пружиной 38 вал 39 управления дросселирующим элементом 3 к корпусу исполнительного механизма 23 крепится винтами 40, 41.

Для крепления клапана к аппаратуре предусмотрена втулка 43, крепящаяся к переходной втулке 29 винтами 44.

Предлагаемое устройство обеспечивает четыре рода работ:
1. Режим контроля времени работы отдельной горелки газовой плиты с автоматическим отключением газа по истечении предварительно установленного времени с подачей звукового сигнала и приведением клапана в исходное состояние после окончания работы часового механизма;
2. Неавтоматический режим (без отключения подачи газа) с выдачей звукового сигнала;
3. Неавтоматический режим без использования часового механизма;
4. Режим подрегулировки установки времени и величины подачи газа в процессе работы газовой горелки и часового механизма (при этом допускается фиксирование корпуса последнего рукой).

Функционирование устройства осуществляется следующим образом.

При работе в первом режиме вручную вращают ручку часового механизма 4, устанавливая тем самым требуемый период времени работы. Одновременно вращается и ось 8 часового механизма 4, что обеспечивается взаимодействием кулачка 9 сигнального устройства 5 и ведущего кулачка 13. При этом ведомый кулачок 16 под воздействием водила 17, преодолевая сопротивления пружины кручения 21, установится в положение взведения (фиг.4, 5), в таком же положении будет и зубчатый сектор 26. Упомянутый кулачок 9 приводит в состояние готовности сигнальное устройство 5, производя также заводку пружины 42. После этого начинается отсчет времени часовым механизмом 4. Затем оператор, последовательно производя осевое (преодолевая сопротивление пружины 39 дросселирующего элемента 3) перемещение и вращая корпус 1 часового механизма, устанавливает необходимый поток газа.

По окончании работы часового механизма 4 кулачок 9 приводит в действие сигнальное устройство 5, при этом выдается сигнал звукового типа. Одновременно ведущий кулачок 13, перемещаясь вместе с осью 8 часового механизма 4 при помощи водила 17 и выемки 19, освобождает ведомый кулачок 16. Второй кулачок 16 обеспечивает с помощью пружины 21 и зубчатого сектора 26, входящего в зацепление с обгонной муфтой 27, возвращение корпуса 23 исполнительного механизма в исходное положение. При этом собачка 30 тормозит храповое колесо 31, триб 27 муфты остается в статическом положении относительно корпуса 34 дросселирующего элемента 3, обеспечивая за счет обкатки зубчатого сектора 26 вокруг триба 27 обгонной муфты разворот корпуса 23 исполнительного механизма с зафиксированным в нем валом 39 дросселирующим элементом 3 в исходное положение. Одновременно связанная с корпусом 23 исполнительного механизма ручка 2 управления названным клапаном устанавливается в исходное положение, пружина 38 дросселирующего элемента 3 отжимает верхнюю часть элемента в осевом направлении, а клапан также возвращается в исходное положение.

Использование: в арматуростроении, в частности, в качестве отключающе-включающих механизмов, предназначенных для автоматического отключения газа, поступающего в кухонные плиты в заданный момент времени. Сущность изобретения: дроссельный клапан содержит таймер, устройство введения выполнено в виде кулачкового механизма и состоит из опорного диска с ведущим кулачком, водила и ведомого кулачка. Клапан снабжен переходной втулкой с осью, на которой установлена обгонная муфта, и собачкой, взаимодействующей с храповым колесом обгонной муфты. Исполнительный механизм выполнен в виде корпуса, закрепленного на валу дросселирующего элемента и жестко связанного с рукояткой управления. В корпусе размещена ось, на одном конце которой закреплен ведомый кулачок, с пазом которого кинематически связано водило, а на другом - зубчатый сектор, взаимодействующий с обгонной муфтой. 9 ил.

Дроссельный клапан с автоматическим отключением, содержащий таймер, выполненный в виде часового механизма с центральной осью и сигнального устройства, расположенных в одном корпусе, совмещенном с рукояткой управления установленным на валу дросселирующим элементом, установленную коаксиально корпусу рукоятку управления таймером, устройство взведения и исполнительный механизм, отличающийся тем, что устройство взведения выполнено в виде кулачкового механизма, закрепленного на центральной оси часового механизма и состоящего из опорного диска с установленным на нем ведущим кулачком цилиндрического профиля с дугообразной выемкой, водила, неподвижно закрепленного на диске напротив выемки, и ведомого кулачка с пазом, выполненного в виде части мальтийского креста, при этом клапан снабжен закрепленной на его корпусе переходной втулкой с осью, на которой установлена обгонная муфта, и собачкой, взаимодействующей с храповым колесом обгонной муфты, а исполнительный механизм выполнен в виде корпуса, закрепленного на валу дроссолирующего элемента, и жестко связанного с рукояткой управления через элементы крепления часового механизма, при этом в корпусе исполнительного механизма размещена ось, на одном конце которой закреплен с возможностью вращения посредством водила, кинематически связанного с его пазом, ведомый кулачок, а на другом зубчатый сектор, взаимодействующий с трибом обгонной муфты.