ТЕРМОЗАПОРНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2002 года по МПК F16K17/40 

Изобретение относится к бытовым и промышленным газовым агрегатам и предназначено для защиты систем газоснабжения при аварийных ситуациях, например для отсекания газа при возникновении пожара.

Известен автоматический термозапорный клапан, содержащий корпус, в полости которого напротив проходного отверстия установлен запорный элемент, нагруженный пружиной и снабженный стопором и плавкой вставкой, стопор выполнен в виде шайбы с дистанциирующими лапками с одной стороны и ограничительными лапками с другой стороны, а плавкая вставка - в виде стакана с двумя диаметрально расположенными пазами, в которых размещены стенки разреза шайбы, при этом внутренняя полость стакана заполнена легкоплавким веществом, а через его открытый торец выведен фиксирующий запорный элемент шток, а запорный элемент выполнен в виде шарика (см. патент RU 2149303, МПК 7 F 16 К 17/40, 20.05.2000).

Однако данный термозапорный клапан не обеспечивает требуемой стабильности срабатывания по заданной температуре, что сужает область его использования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является термозапорный клапан, содержащий корпус, в полости которого размещена поперечная звездочка, внешний обод которой зафиксирован в корпусе стопорным кольцом и соединен спицами со ступицей, снабженной направляющей штока нагруженного пружиной запорного элемента, причем в одной из спиц выполнен сквозной продольный канал, в котором со стороны обода установлен нажимной винт и размещен подвижный штифт, воздействующий на шариковый стопор, расположенный в канавке штока и фиксирующий его в открытом положении, при этом между нажимным винтом и подвижным штифтом размещена плавкая вставка (см. каталог фирмы AZ INDUSTRIETECHNICK GmbH, DE, 20.06.2001, с.3. Термопредохранительный клапан TGSA).

Данный клапан обеспечивает его автоматическое срабатывание, однако данный клапан имеет ряд недостатков, которые связаны с тем, что не обеспечено стабильное срабатывание плавкой вставки по температуре в зависимости от нагрузки, не достигается стабильность нагрузки на шариковый стопор в зависимости от отклонений радиуса выемки на штоке запорного элемента, клапан имеет относительно большое гидравлическое сопротивление (большие потери давления) из-за резких изменений проходного сечения.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение надежности срабатывания термозапорного клапана за счет повышения стабильности срабатывания клапана по температуре, снижение гидравлического сопротивления проходного канала клапана и повышение стабильности нагрузки на шариковый стопор. Указанная задача решается за счет того, что термозапорный клапан содержит корпус, в полости которого размещена поперечная звездочка, внешний обод которой зафиксирован в корпусе стопорным кольцом и соединен спицами со ступицей, снабженной направляющей штока нагруженного пружиной запорного элемента, причем в одной из спиц выполнен сквозной продольный канал, в котором со стороны обода установлен нажимной винт и в котором размещен подвижный штифт, воздействующий на шариковый стопор, расположенный в канавке штока и фиксирующий его в открытом положении, при этом между нажимным винтом и подвижным штифтом размещена плавкая вставка, причем последняя выполнена в виде термочувствительного баллона, а в стенке спицы, в зоне размещения термочувствительного баллона, выполнены отверстия, перпендикулярные оси баллона.

Кроме того, боковая стенка канавки в штоке запорного элемента со стороны его свободного конца может быть выполнена наклонной, а выходной торец запорного элемента снабжен обтекателем с уменьшающимся поперечным сечением.

Анализ работы термозапорных клапанов показал, что значительное влияние на стабильность срабатывания клапана оказывает конструкция элемента конструкции, в котором размещена плавкая вставка, а также конструкция самой плавкой вставки. Выполнение в стенке спицы в зоне размещения плавкой вставки отверстий, перпендикулярных оси плавкой вставки, обеспечивает свободный выход содержимого термочувствительного баллона при его срабатывании, что резко повышает скорость срабатывания клапана в аварийных ситуациях за счет снижения инерционности срабатывания клапана, связанной с процессом повышения давления внутри канала, где установлен термочувствительный баллон. Конструкция термозапорного клапана позволяет использовать в качестве плавкой вставки термочувствительные баллоны, которые промышленно выпускаются и технология изготовления которых хорошо отработана, что также способствует повышению надежности срабатывания термозапорного клапана. Дополнительные возможности по повышению надежности срабатывания клапана дает выполнение боковой стенки канавки со стороны свободного конца штока, которая взаимодействует с шариковым стопором, наклонной, т.е. образованной конусной поверхностью. В результате контакта шарика с боковой наклонной стенкой канавки реакция опоры всегда перпендикулярна образующей конусной поверхности независимо от места расположения шарикового стопора относительно канавки, что также повышает стабильность срабатывания клапана при снижении требований к точности изготовления канавки или шарикового стопора. Выполнение запорного элемента с обтекателем с уменьшающимся поперечным сечением позволяет снизить гидравлические потери при протекании потока через клапан, а также позволяет максимально приблизить поверхность седла запорного элемента к форме поверхности корпуса, что дает возможность еще больше снизить гидравлические потери в проточной части клапана.

Таким образом, достигнуто выполнение поставленной в изобретении задачи - повышение надежности работы термозапорного клапана.

На фиг.1 представлен продольный разрез термозапорного клапана и на фиг.2 представлен в увеличенном размере элемент конструкции клапана в месте установки термочувствительного баллона.

Термозапорный клапан содержит корпус 1, в полости которого размещена поперечная звездочка 2, внешний обод 3 которой зафиксирован в корпусе 1 стопорным кольцом 4 и соединен спицами 5 со ступицей 6, снабженной направляющей 7 штока 8 нагруженного пружиной 9 запорного элемента 10. В одной из спиц 5 выполнен сквозной продольный канал 11, в котором со стороны обода 3 установлен нажимной винт 12 и в котором размещен подвижный штифт 13, воздействующий на шариковый стопор 14, расположенный в канавке 15 штока 8 и фиксирующий его в открытом положении. Между нажимным винтом 12 и подвижным штифтом 13 размещена плавкая вставка 16. Плавкая вставка 16 выполнена в виде термочувствительного баллона, а в стенке спицы 5, в зоне размещения термочувствительного баллона, выполнены отверстия 17, перпендикулярные оси баллона. Боковая стенка 18 канавки в штоке 8 запорного элемента 10 со стороны его свободного конца выполнена наклонной. Выходной торец запорного элемента 10 снабжен обтекателем 19 с уменьшающимся поперечным сечением.

В исходном положении термозапорный клапан находится в открытом положении. При этом пружина 9, расположенная между запорным элементом 10 и звездочкой 2, находится в сжатом состоянии и удерживается в этом состоянии посредством шарикового стопора 14. В аварийной ситуации, например при повышении температуры в клапане или вокруг него, плавкая вставка расплавляется. В результате усилие нажимного винта 12 больше не передается на подвижный штифт 13 и последний больше не удерживает шариковый стопор 14 в канавке 15. При этом шток освобождается и под действием пружины 9 запорный элемент 11, перемещаясь в крайнее правое положение, перекрывает проходное сечение корпуса 1, переводя клапан в закрытое положение.

Настоящее изобретение может быть использовано везде, где требуется автоматически перекрывать проходное сечение трубопроводов, в частности газопроводов в аварийных ситуациях, например при пожарах.

Изобретение относится к бытовым и промышленным газовым агрегатам и предназначено для защиты систем газоснабжения при аварийных ситуациях, например для отсекания газа при возникновении пожара. Термозапорный клапан содержит корпус. В полости корпуса размещена поперечная звездочка. Внешний обод звездочки зафиксирован в корпусе стопорным кольцом и соединен спицами со ступицей. Последняя снабжена направляющей штока нагруженного пружиной запорного элемента. В одной из спиц выполнен сквозной продольный канал. В нем со стороны обода установлен нажимной винт и размещен подвижный штифт. Последний воздействует на шариковый стопор, расположенный в канавке штока и фиксирующий его в открытом положении. Между нажимным винтом и подвижным штифтом размещена плавкая вставка. Плавкая вставка выполнена в виде термочувствительного баллона. В стенках спицы в зоне размещения термочувствительного баллона выполнены отверстия. Эти отверстия расположены перпендикулярно оси баллона. В результате достигается повышение надежности срабатывания термозапорного клапана за счет повышения стабильности срабатывания клапана по температуре и снижение гидравлического сопротивления проходного канала клапана. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Термозапорный клапан, содержащий корпус, в полости которого размещена поперечная звездочка, внешний обод которой зафиксирован в корпусе стопорным кольцом и соединен спицами со ступицей, снабженной направляющей штока нагруженного пружиной запорного элемента, причем в одной из спиц выполнен сквозной продольный канал, в котором со стороны обода установлен нажимной винт и в котором размещен подвижный штифт, воздействующий на шариковый стопор, расположенный в канавке штока и фиксирующий его в открытом положении, при этом между нажимным винтом и подвижным штифтом размещена плавкая вставка, отличающийся тем, что плавкая вставка выполнена в виде термочувствительного баллона, а в стенке спицы, в зоне размещения термочувствительного баллона, выполнены отверстия, перпендикулярные оси баллона. 2. Термозапорный клапан по п. 1, отличающийся тем, что боковая стенка канавки в штоке запорного элемента со стороны его свободного конца выполнена наклонной. 3. Термозапорный клапан по п. 1, отличающийся тем, что выходной торец запорного элемента снабжен обтекателем с уменьшающимся поперечным сечением.