Автоматический термоклапан
Изобретение относится к бытовым и промышленным газовым агрегатам и предназначено для защиты систем газоснабжения при аварийных ситуациях, например, для отсекания газа при возникновении пожара. Автоматический термоклапан содержит корпус. В полости корпуса установлен затвор. Затвор нагружен пружиной к проходному отверстию и снабжен стопором. Стопор препятствует перекрытию проходного отверстия затвором. Стопор выполнен из термочувствительного материала в виде прутка. Пруток расположен между затвором и проходным отверстием с упором концов прутка в стенки полости корпуса. В качестве термочувствительного материала использован материал с памятью формы, например, нитинол, имеющий начальную изогнутую форму, не препятствующую перекрытию проходного отверстия затвором. Изобретение направлено на повышение надежности и точности срабатывания термоклапана. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к бытовым и промышленным газовым агрегатам и предназначено для защиты систем газоснабжения при аварийных ситуациях, например для отсекания газа при возникновении пожара.
Известно предохранительное приводное устройство с плавкой вставкой (патент US 4503675, кл. F 16 К 17/40, 12.03.1985 г.). Известное устройство имеет накопитель энергии и подвижный приводной элемент, смещаемый в заданное положение накопителем энергии при повышении температуры окружающей среды. Несущий элемент имеет плавкую вставку из материала, температура которого значительно меньше температуры плавления несущего элемента. Несущий элемент выборочно входит в контакт с приводным элементом и препятствует перемещению последнего под действием накопителя энергии, пока вставка находится в твердом состоянии. Регулируемый элемент, соединенный с приводным элементом, перемещается с ним из одного положения, в котором приводной элемент сопрягается с несущим элементом, в другое положение, в котором приводной элемент входит в контакт с упором. Упор ограничивает движение приводного элемента после расплавления вставки.
Известное устройство защищает газопровод при пожаре или других аварийных ситуациях, однако его конструкция громоздка и сложна.
Известен также автоматический термоклапан, содержащий корпус, в полости которого установлен затвор, нагруженный пружиной и снабженный стопором и плавкой вставкой (см. патент US 5472008, кл. F 16 К 17/40, 05.12.1995).
Недостатком известного автоматического термоклапана является разброс по температуре срабатывания клапана.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является автоматический термоклапан, содержащий корпус, в полости которого установлен затвор, нагруженный пружиной к проходному отверстию и снабженный стопором, препятствующим перекрытию проходного отверстия затвором, при этом стопор выполнен из термочувствительного материала (см. патент RU №2190792, кл. F 16 K 17/40, 10.10.2002).
Однако данный клапан имеет достаточно сложную конструкцию, что снижает надежность его работы.
Задачей изобретения является повышение надежности, а техническим результатом является повышение точности срабатывания термоклапана.
Указанная задача решается, а технический результат достигается тем, что автоматический термоклапан содержит корпус, в полости которого установлен затвор, нагруженный пружиной к проходному отверстию и снабженный стопором, препятствующим перекрытию проходного отверстия затвором, при этом стопор выполнен из термочувствительного материала в виде прутка, расположенного между затвором и проходным отверстием с упором концов прутка в стенки полости корпуса, а в качестве термочувствительного материала использован материал с памятью формы, например нитинол, имеющий начальную изогнутую форму, не препятствующую перекрытию проходного отверстия затвором.
Стопор в поперечном сечении выполнен круглым, а концы прутка выполнены со скосами, ориентированными в направлении изгиба прутка.
В ходе анализа работы различных конструкций автоматических термоклапанов была выявлена возможность использования материла с памятью формы в качестве стопора, который удерживает затвор в его исходном нагруженном пружиной состоянии около проходного отверстия клапана. Причем было установлено, что выполнение стопора в виде прутка позволяет упростить конструкцию клапана, поскольку затвор в сочетании с опорой стопора, выполненного в виде прутка, в боковые стенки полости корпуса позволяет создать устойчивую конструкцию с исключением возможности самопроизвольного срабатывания клапана. Кроме того, выполнение стопора в виде прутка позволяет создать конструкцию клапана с невысоким гидравлическим сопротивлением. Использование материала с памятью формы позволяет создать конструкцию многоразового использования, что упрощает эксплуатацию клапана. Выполнение прутка со скосами на концах позволяет повысить надежность работы и сократить время срабатывания клапана, поскольку пруток уже заранее сориентирован таким образом, что его изгиб всегда направлен в сторону боковой стенки полости корпуса со стороны, противоположной стенке, к которой прижат затвор.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен предлагаемый автоматический термоклапан в разрезе; на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение по Б-Б на фиг.1 после срабатывания термоклапана; на фиг. 4 - сечение по А-А на фиг.1 при выполнении прутка со скошенными концами; на фиг.5 - вид I на фиг.4.
Автоматический термоклапан содержит корпус 1, в полости 2 которого установлен затвор 3, нагруженный пружиной 4 к проходному отверстию 5 и снабженный стопором 6, препятствующим перекрытию проходного отверстия 5 затвором 3. Стопор 6 выполнен из термочувствительного материала в виде прутка, расположенного между затвором 3 и проходным отверстием 5 с упором концов прутка в стенки полости корпуса 1. В качестве термочувствительного материала использован материал с памятью формы, например нитинол, имеющий начальную изогнутую форму, не препятствующую перекрытию проходного отверстия 5 затвором 3.
Стопор 6 в поперечном сечении выполнен круглым, а концы прутка выполнены со скосами 7, ориентированными в направлении изгиба прутка.
Термоклапан снабжен опорной шайбой 8 с гибкими лапками 9, обеспечивающими возможность ввода ее в полость 2 корпуса 1 и последующую фиксацию ее положения. Центральная часть шайбы 8 выполнена в виде полого усеченного конуса, что позволяет использовать центральную часть шайбы 8 в качестве опоры пружины 4.
Перед сборкой автоматического клапана стопору 6, имеющему начальную изогнутую форму, придают форму прямого прутка и в таком виде его устанавливают в клапане между затвором 3, который может быть выполнен в виде шарика, полусферы с выступом под пружину, усеченного конуса или какой-либо другой формы, позволяющей перекрывать проходное отверстие 5 клапана, и проходным отверстием 5.
Автоматический термоклапан работает следующим образом. Как указано выше, в исходном (открытом) положении стопор 6 расположен между проходным отверстием 5 и затвором 3. В результате затвор 3 пружиной 4 прижат к одной из боковых стенок полости 2 корпуса 1 клапана и не перекрывает проходное отверстие 5.
В аварийной ситуации, например при повышении температуры в клапане или вокруг него, например при пожаре, стопор 6 нагревается, что приводит к тому, что пруток приобретает свою начальную изогнутую форму, располагается вдоль боковой поверхности полости 2 корпуса 1 клапана и не препятствует перемещению затвора 3 для перекрытия проходного отверстия 5, переводя клапан в закрытое положение.
Настоящее изобретение может быть использовано везде, где требуется автоматически перекрывать проходное отверстие трубопроводов, в частности газопроводов в аварийных ситуациях, например при пожарах.
1. Автоматический термоклапан, содержащий корпус, в полости которого установлен затвор, нагруженный пружиной к проходному отверстию и снабженный стопором, препятствующим перекрытию проходного отверстия затвором, при этом стопор выполнен из термочувствительного материала, отличающийся тем, что стопор выполнен в виде прутка, расположенного между затвором и проходным отверстием с упором концов прутка в стенки полости корпуса, а в качестве термочувствительного материала использован материал с памятью формы, например нитинол, имеющий начальную изогнутую форму, не препятствующую перекрытию проходного отверстия затвором.
2. Автоматический термоклапан по п.1, отличающийся тем, что стопор в поперечном сечении выполнен круглым, а концы прутка выполнены со скосами, ориентированными в направлении изгиба прутка.
