РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ Российский патент 2008 года по МПК G05D23/00 

Изобретение относится к регулированию температуры циркулирующих сред, а именно к регуляторам температуры прямого действия, которые используются для автоматического поддержания температуры систем горячего водоснабжения, обратной воды отопления и т.д.

Такие регуляторы температуры известны, например, из патентов №2175142, 2001; №2269152, 2006; №27431, 2003.

Наиболее близким аналогом можно считать регулятор температуры по патенту РФ №2175142, 2001, который содержит корпус, клапан, седло и термосистему с силовым цилиндром, поршнем и штоком. Клапан выполнен в виде тарельчатого запорного органа, жестко прикрепленного к штоку. При изменении температуры подводимой рабочей среды под действием термочувствительной жидкости поршень и шток совершают поступательные перемещения, непосредственно передаваемые клапану, в результате чего изменяется проходное сечение между клапаном и седлом.

К недостаткам этого регулятора температуры следует отнести недостаточную надежность в работе, поскольку при увеличении температуры рабочей среды выше заданной клапан под действием штока упирается в седло, не реагируя на увеличение температуры. Возрастающее давление термочувствительной жидкости в силовом цилиндре может привести к его поломке. Для исключения этого регулятор температуры приходится делать более массивным, с увеличенными габаритами, что снижает его чувствительность к точности поддержания заданной температуры рабочей среды.

Патентуемое техническое решение направлено на создание регулятора температуры с меньшими размерами.

Технический результат, который достигается предложением, состоит в повышении надежности работы регулятора температуры при обеспечении его высокой чувствительности и точности поддержания заданной температуры рабочей среды.

Для достижения этого технического результата в регуляторе температуры клапан отделен от штока и выполнен в виде поворотной пластины, не пересекающейся со штоком в закрытом положении клапана и имеющей возможность контактирования со свободным концом штока при ее повороте.

Исключение сочленения клапана и штока, а также их параллельность в закрытом положении клапана создают условия для беспрепятственного перемещения штока, то есть отсутствует воздействие штока на клапан и упирание последнего в седло под давлением термочувствительной жидкости, расширяющейся при увеличении температуры подводимой рабочей среды выше заданной. Это снижает вероятность поломки силового цилиндра и повышает надежность регулятора температуры. Выполнение клапана в виде поворотной пластины, с одной стороны, позволяет исключить жесткую механическую связь клапана со штоком, а, с другой стороны, обеспечивает контактирование со свободным концом штока при ее повороте, что сохраняет управление клапаном от перемещения штока и влияет на высокую чувствительность и точность поддержания заданной температуры рабочей среды регулятором температуры.

Дополнительным отличием патентуемого устройства является то, что свободный конец штока выполнен со скосом, обращенным в сторону поворотной пластины. При таком выполнении клапан при повороте контактирует с наиболее удаленной от оси поворотной пластины частью свободного конца штока, что обеспечивает высокую чувствительность и точность поддержания заданной температуры рабочей среды регулятора температуры.

Патентуемый регулятор температуры поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен его общий вид при закрытом положении; на фиг.2 - то же, при промежуточном положении клапана; на фиг.3 - то же, при полностью открытом клапане.

Регулятор температуры содержит корпус 1, в котором расположены клапан 2 и седло 3, и термосистему, включающую заполненный термочувствительной жидкостью и расположенный вне корпуса 1 в регулируемой среде термобаллон 4, сообщенный капилляром 5 с силовым цилиндром 6, имеющим поршень 7 и шток 8, свободный конец 9 которого располагается в полости 10 корпуса 1. Клапан 2 отделен от штока, то есть они не сочленены, не связаны между собой жесткой механической связью. Клапан 2 выполнен в виде поворотной на оси 11 пластины. Поворотная пластина клапана 2 не пересекается со штоком 8 в закрытом положении клапана (фиг.1), они параллельны. При повороте из закрытого положения поворотная пластина контактирует со свободным концом штока (фиг.2, фиг.3). Свободный конец штока имеет скос 12, обращенный в сторону поворотной пластины клапана 2. Корпус 1 имеет подводящий 13 и отводящий 14 патрубки.

Регулятор температуры настраивают на поддержание заданной температуры рабочей среды. В процессе настройки шток 8 и поворотная пластина клапана 2 устанавливаются в положение, соответствующее образованию необходимого проходного сечения между клапаном 2 и седлом 3 (фиг.2). Поворотная пластина клапана контактирует со свободным концом 9 штока 8.

Поступающая в корпус 1 (по направлению стрелки) рабочая среда дросселируется через проходное сечение между клапаном 2 и седлом 3, а затем отводится из корпуса 1.

При увеличении температуры подводимой рабочей среды термочувствительная жидкость в термобаллоне 4 расширяется и, поступая по капилляру 5 в силовой цилиндр 6, перемещает поршень 7 и шток 8. При поступательном перемещении штока в полости 10 корпуса 1 поворотная пластина поворачивается на оси 11 влево, что приводит к уменьшению проходного сечения и, следовательно, к уменьшению расхода рабочей среды.

При увеличении температуры подводимой рабочей среды выше заданной поворотная пластина клапана 2 занимает вертикальное положение, взаимодействуя с седлом 3 и не пересекаясь со штоком (фиг.1). Ввиду отделения клапана 2 от штока 8, последний беспрепятственно может перемещаться при возрастании температуры рабочей среды, что не приводит к поломке силового цилиндра 6 и обеспечивает надежность работы регулятора температуры.

При уменьшении температуры подводимой рабочей среды термочувствительная жидкость сжимается, поршень 7 и шток 8 перемещаются вниз (в обратном направлении), под напором рабочей среды клапан 2 поворачивается на оси 11 до контакта со скосом 12 свободного конца 9 штока 8, увеличивая проходное сечение (фиг.2).

Поворотная пластина клапана обладает высокой чувствительностью к изменению перемещений штока силового цилиндра и обеспечивает высокую точность поддержания заданной температуры рабочей среды.

Повышение надежности эксплуатации и обеспечение высокой чувствительности и точности поддержания заданной температуры рабочей среды обуславливают создание регулятора температуры более компактного, с меньшими размерами.

Изобретение относится к области термометрии, а именно к регуляторам прямого действия для автоматического поддержания температуры, как правило, воды в различных системах. Изобретение направлено на повышение надежности регулятора температуры при обеспечении его высокой чувствительности и точности поддержания заданной температуры рабочей среды. Этот технический результат обеспечивается за счет того, что в регуляторе температуры, содержащем корпус с подводящими и отводящими патрубками, клапаном и седлом, а также термосистему, включающую термобаллон с термочувствительной жидкостью, расположенный вне корпуса в регулируемой среде и сообщенный посредством капилляра с силовым цилиндром, свободный конец штока которого располагается в полости корпуса, клапан выполнен в виде пластины, установленной в корпусе таким образом, что в закрытом положении клапана она не взаимодействует со штоком, а в случае уменьшения температуры регулируемой среды пластина имеет возможность поворота при взаимодействии со свободным концом перемещающегося штока. Предпочтительно, чтобы свободный конец штока был выполнен со скосом, обращенным в сторону поворотной пластины. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Регулятор температуры, содержащий корпус с подводящими и отводящими патрубками и размещенные в корпусе клапан и седло, а также термосистему, включающую заполненный термочувствительной жидкостью термобаллон, расположенный вне корпуса в регулируемой среде и сообщенный посредством капилляра с силовым цилиндром, имеющим поршень и шток, свободный конец которого располагается в полости корпуса, отличающийся тем, что клапан выполнен в виде пластины, установленной в корпусе таким образом, что в закрытом положении клапана она не взаимодействует со штоком, а в случае уменьшения температуры регулируемой среды пластина имеет возможность поворота при взаимодействии со свободным концом перемещающегося штока.2. Регулятор температуры по п.1, отличающийся тем, что свободный конец штока выполнен со скосом, обращенным в сторону пластины.