ТЕРМОКЛАПАН Российский патент 2003 года по МПК F16K31/64 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в водогрейных котлах, например, на печном топливе, производящих горячую воду для нужд хозяйств, обогревания усадеб, производственных зданий, сооружений и прочее.

Известен термоклапан (1), содержащий корпус, в котором расположен запорный орган, соединенный штоком с поршнем. Запорный орган поджимается к седлу пружиной. Поршень имеет верхний и нижний упоры. В корпусе термоклапана 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.

Недостатком этого термоклапана является большая инерционность его срабатывания. Это объясняется тем, что все детали клапана взаимодействуют с его корпусом, который медленно прогревается и медленно остывает, что отрицательно влияет на быстродействие термоклапана и надежность его срабатывания.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является термоклапан по источнику информации (2) - прототип.

Термоклапан содержит термопровод, чувствительный элемент которого выполнен в виде гибкой мембраны, ограничивающей в корпусе полость, заполненную жидким рабочим телом и соединенный со штоком запорного органа. При этом стенки корпуса, ограничивающие полость, выполнены в виде двух конусов, первый из которых усечен, а вершина второго обращена в сторону гибкой мембраны, причем меньшее основание первого конуса и основание второго конуса совмещены.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и инерционность, которая связана с медленным процессом фазовых превращений воды. Сложность конструкции снижает ее надежность.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение быстродействия и надежности срабатывания термоклапана.

Указанный технический результат достигается тем, что шток термоклапана снабжен пятой, упирающейся в запорный орган в виде герметично установленной диафрагмы, при этом подающий топливопровод соединен с испарителем, а топливопровод от испарителя до горелки выполнен в виде глухого металлического патрубка, жестко соединенною с удлинителем, образующим его продолжение, и размещенного параллельно и над чащей розжига горелки, вдоль направления пламени горелки, причем удлинитель шарнирно соединен с двуплечим рычагом в промежутке между шарнирами штока и анкерной стойки.

Более подробно сущность изобретения будет описана ниже.

На фиг.1 представлен схематический чертеж термоклапана в закрытом положение, а на фиг. 2 - термоклапан в открытом положении.

Термоклапан состоит из корпуса 1, в котором размещен подпружиненный пружиной 2 и поджатый гайкой 3, шток 4 с пятой 5, упирающейся в запорный орган в виде герметично установленной диафрагмы 6. Запорный орган закрывает седло 7, канал которого 8 соединен с топливопроводом 9, подающим жидкое топливо в нижнюю часть испарителя 10, от которого из верхней части выведен топливопровод 11, выведенный в виде глухого металлического патрубка, в конце которого, внизу, присоединена горелка 12 с форсункой 13.

Топливопровод 11 жестко соединен с удлинителем 14, который шарниром 15 соединен с управляемым термоприводом двуплечим рычагом 16 в промежутке между шарниром 17 штока 4 и рычага 16 и шарниром 18 рычага 16 и анкерной стойки 19, соединенной с испарителем 10 через термоизоляционную прокладку (на фиг.1 не показана).

На фиг.1 показана также панель 20 водогрейного котла (котел на фиг.1 не показан), штуцер 21 подвода жидкого топлива к термоклапану и чаша 22 розжига горелки 12. На схеме А показан термоклапан в открытом состоянии.

Работает термоклапан следующим образом.

В чашу 22 наливают печное топливо и поджигают. Пламя нагревает топливопровод 11, который выполнен в виде металлического патрубка и имеет большой коэффициент линейного расширения и малую удельную теплоемкость. В связи с этим топливопровод 11 быстро увеличивается в длине. Через удлинитель 14 и шарнир 15 он воздействует на управляемый термоприводом двуплечий рычаг 16, который, поднимаясь сам, через шарнир 17 поднимает и шток 4 с пятой 5, сжимая при этом пружину 2. Это положение показано на схеме А. Диафрагма 6 прекращает герметизацию седла 7 и печное топливо через штуцер 21, канал 8 и топливопровод 11 поступает в испаритель 10, из которого в виде парогазовой фракции по топливопроводу 11 поступает в горелку 12 и через (форсунку 13 распыляется наружу, где поджигается пламенем печного топлива, находящегося в чаше 22. Водогрейный котел (на фиг. 1 не показан), в состав которого входит термоклапан, выходит на рабочий режим.

Пламя форсунки 13 греет воду котла. Пламя в чаше 22 прекращает свое горение и чаша начинает выполнять роль теплового экрана и предохранять топливопровод 9 от нагревания горелкой 12.

Температурному воздействию подвержен только топливопровод 11.

При погасании пламени горелки 12 (окончилось топливо, в топливо попала вода, жидкая фаза топлива попала в горелку) топливопровод 11, охлаждаясь (в том числе и за счет распыления форсунки), сжимается и посредством удлинителя 14 и пружины 2 опускает управляемый термоприводом двуплечий рычаг 16 в исходное состояние. При этом пята 5 прижимает диафрагму 6 к седлу 7 и герметизирует его. Термоклапан принимает положение, показанное на фиг. 1.

Как показали испытания такого клапана, закрытие его происходит быстрее, чем прототипа. Закрывается он с постоянной стабильностью и высокой надежностью. С увеличением времени от момента закрытия надежность герметизации седла 7 термоклапана за счет большого сжатия топливопровода 11 возрастает.

Таким образом, технический результат - повышение быстродействия термоклапана и надежность в работе достигается.

Клапан промышленно применим.

Источники информации
1. А.С. 462957, F 16 K 31/00.

2. А.С. 943460, F 16 K 17/38.

Изобретение относится к энергетике и предназначено для использования в водогрейных котлах, например, на печном топливе, производящих горячую воду для нужд хозяйств, обогревания усадеб, производственных зданий, сооружений и прочего. Термоклапан содержит корпус, в котором размещен подпружиненный шток с запорным органом, перекрывающим седло, канал которого соединен с подающим топливопроводом, и управляемый термоприводом двуплечий рычаг, шарнирно соединенный со штоком термоклапана и анкерной стойкой. Шток термоклапана снабжен пятой, упирающейся в запорный орган в виде герметично установленной диафрагмы. Подающий топливопровод соединен с испарителем. Топливопровод от испарителя до горелки выполнен в виде глухого металлического патрубка, жестко соединенного с удлинителем, образующим его продолжение, и размещенного параллельно и над чашей розжига горелки вдоль направления пламени горелки. Удлинитель шарнирно соединен с двуплечим рычагом в промежутке между шарнирами штока и анкерной стойки. Изобретение позволяет повысить быстродействие и надежность срабатывания термоклапана. 2 ил.

Термоклапан, содержащий корпус, в котором размещен подпружиненный шток с запорным органом, перекрывающим седло, канал которого соединен с подающим топливопроводом, и управляемый термоприводом двуплечий рычаг, шарнирно соединенный со штоком термоклапана и анкерной стойкой, отличающийся тем, что шток термоклапана снабжен пятой, упирающейся в запорный орган в виде герметично установленной диафрагмы, при этом подающий топливопровод соединен с испарителем, а топливопровод от испарителя до горелки выполнен в виде глухого металлического патрубка, жестко соединенного с удлинителем, образующим его продолжение, и размещенного параллельно и над чашей розжига горелки, вдоль направления пламени горелки, причем удлинитель шарнирно соединен с двуплечим рычагом в промежутке между шарнирами штока и анкерной стойки.