КЛАПАН Российский патент 2000 года по МПК F16K31/64 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в горелочных устройствах для отключения подачи топлива.

Известен клапан, содержащий корпус, снабженный проходным каналом и седлом, заполненным термопластичным наполнителем, нагревательный элемент в виде стержня с размещенной на нем электрической обмоткой, изолированной от корпуса /1/.

Недостатком такого клапана является его разрушение после первого использования, а также сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является клапан, содержащий корпус, в котором расположен запорный орган, соединенный штоком с поршнем. Запорный орган поджимается к седлу пружиной. Поршень имеет верхний упор и нижний. В корпусе клапана расположена гильза, имеющая полость, дно и отверстия, в одном из которых установлен дроссель, а другое сообщено с каналом, через который в полость поступает высокое давление /2/.

Недостатком этого клапана является его технологическая сложность, требующая высокой точности при выполнении элементов и чистоты обработки поверхностей, движущихся друг относительно друга. В клапане необходимо использовать особо прочный материал для уплотнения поршня, работающего при высоких температурах.

Заявляемое изобретение решает задачу упрощения клапана, повышения надежности в работе и автоматизации процесса.

Поставленная задача достигается тем, что заявляемый клапан содержит корпус, в котором размещен подпружиненный запорный орган, кинематически связанный с толкателем, размещенным внутри цилиндра. Новым в устройстве является то, что один конец толкателя жестко присоединен к торцу цилиндра, а другой конец через коромысло шарнирно соединен с запорным органом, при этом цилиндр размещен в зоне источника нагрева, а коэффициент линейного расширения материала цилиндра больше коэффициента линейного расширения материала толкателя.

Новая взаимосвязь известных признаков в заявляемом решении обеспечивает весь путь толкателя за счет удлинения цилиндра, с которым жестко соединен неудлиняющийся элемент - толкатель. Таким образом, наличие жесткой связи двух элементов с разным коэффициентом линейного расширения является единственным условием перемещения толкателя. Это значительно упрощает конструкцию и обеспечивает надежность работы клапана.

На фиг. 1 изображен схематический чертеж предлагаемого клапана в исходном положении; на фиг. 2 - в рабочем положении.

Клапан состоит из корпуса 1 с подводящим 2 и перепускным 3 каналами топлива. В корпусе 1 размещен шток с пятой 4, упирающийся в герметично установленную в корпусе 1 эластичную диафрагму 5, которая упирается в седло 6. На шток с пятой 4 со стороны диафрагмы 5 установлена пружина 7, которая другим концом упирается в гайку 8. Противоположный пяте конец штока 4 шарнирно соединен с концом коромысла 9, размещенного на опоре 10. Другой конец коромысла 9 также шарнирно соединен с толкателем 11, который жестко присоединен к торцу цилиндра 12. Цилиндр 12 и толкатель 11 герметизированы гермовводом 13. Цилиндр 12 имеет штуцер 14.

Клапан работает следующим образом.

По подводящему каналу 2 в клапан подается топливо. Клапан закрыт. Клапан должен быть расположен над источником нагрева, например чашей для розжига горелки (не показан). В связи с тем, что цилиндр 12 размещен в зоне источника нагрева, он выполнен из жаропрочного материала, коэффициент линейного расширения которого больше, чем у материала толкателя 11. При нагреве цилиндр 12, увеличиваясь в длине, увлекает за собой толкатель 11, который тянет за собой плечо коромысла 9, с которым связан шарнирно. Второе плечо коромысла 9 поднимается вверх и поднимает шток с пятой 4, сжимая пружину 7. Под действием топлива эластичная диафрагма 5 принимает вид, показанный на фиг. 2. Топливо (показано стрелкой) поступает по перепускному каналу 3 в цилиндр 12 и через штуцер 14 далее к горелочному устройству (не показано). Нагревание топлива в цилиндре способствует более эффективному его использованию в общем цикле производства.

При прекращении нагрева цилиндра 12 он сжимается, и вся кинематическая связь толкатель 11 - коромысло 9 - шток с пятой 4 возвращается в исходное положение. Диафрагма 5 прижимается к седлу 6, клапан закрыт. Соотношение плеч коромысла 9 определяет ход штока с пятой 4.

При погасании горелки по любой причине температура стенок цилиндра 12 резко падает, и клапан срабатывает так же как и при необходимом прекращении нагрева, то есть поступление топлива в горелку прекращается автоматически до следующего розжига.

Клапан успешно работает и на газообразном топливе. В этом случае газ в цилиндре 12 не подается, а сразу после запорного органа поступает к газогорелочному устройству (на фиг. 2 показано пунктиром). Работа клапана аналогична описанной выше.

Источники информации:
1. А.с. СССР N 1456678, МКИ F 16 K 17/40.

2. SU N 462957, МКИ F 16 K 31/64, 05.03.95 г.

Изобретение предназначено для устройств, работающих на жидком и газообразном топливе в системах для сжигания топлива. Запорный орган клапана кинематически связан с толкателем. Толкатель размещен внутри цилиндра. Один конец толкателя жестко присоединен к торцу цилиндра. Другой конец толкателя через коромысло шарнирно соединен с запорным органом. Цилиндр размещен в зоне источника нагрева. Коэффициент линейного расширения материала цилиндра больше коэффициента линейного расширения материала толкателя. Такое выполнение повышает надежность работы клапана и упрощает его конструкцию. 2 ил.

Клапан, содержащий корпус, в котором размещен подпружиненный запорный орган, кинематически связанный с толкателем, размещенным внутри цилиндра, отличающийся тем, что один конец толкателя жестко присоединен к торцу цилиндра, а другой конец через коромысло шарнирно соединен с запорным органом, при этом цилиндр размещен в зоне источника нагрева, а коэффициент линейного расширения материала цилиндра больше коэффициента линейного расширения материала толкателя.