Тепловой замок автоматического термозапорного клапана

Полезная модель относится к бытовым и промышленным газовым агрегатам и предназначена для защиты систем газоснабжения при аварийных ситуациях, например для отсекания газа при возникновении пожара. Тепловой замок автоматического термозапорного клапана содержит выполненный со штоком фиксатор исходного положения затвора, при этом фиксатор установлен в полости корпуса с упором штока в нагруженный пружиной и зафиксированный перед седлом с образованием зазора затвор, шток фиксатора расположен перпендикулярно оси седла, а фиксатор и шток выполнены в виде одной детали и изготовлены из термочувствительного материала. В результате достигается повышение надежности работы и точности срабатывания теплового замка термозапорного клапана.

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

Известен тепловой замок автоматического термозапорного клапана, содержащий фиксатор со штоком, расположенным в полости фиксатора с упором одним концом в термочувствительный элемент, а другим - в затвор, нагруженный пружиной и расположенный перед седлом с образованием кольцевого зазора (см. патент US №5472008, кл. F16К 17/40, 05.12.1995).

Недостатком данного теплового замка автоматического термозапорного клапана является разброс по температуре срабатывания клапана.

Известен также тепловой замок автоматического термозапорного клапана, содержащий фиксатор, внутренняя полость которого заполнена легкоплавким веществом и из нее выведен фиксирующий затвор цилиндрический шток, при этом затвор установлен в полости корпуса напротив седла, нагружен пружиной и снабжен стопором, причем стопор установлен с противоположной от пружины стороны, а затвор выполнен в виде шарика, установленного с эксцентриситетом относительно оси проходного отверстия седла (см. патент RU №2149303, кл. F16К 17/40, 20.05.2000).

Указанный тепловой замок термозапорного клапана хоть и лишен приведенного выше недостатка, однако он обладает повышенной сложностью идентичности технологического исполнения зазора, через который происходит вытекание легкоплавкого вещества при расплавлении.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является тепловой замок автоматического термозапорного клапана, содержащий выполненный со штоком фиксатор исходного положения затвора, при этом фиксатор установлен в полости корпуса с упором штока в нагруженный пружиной и зафиксированный перед седлом с образованием зазора затвор, а шток фиксатора расположен перпендикулярно оси седла (см. патент RU 2190792, кл. Р16К 17/40, 10.10.2002).

Однако у данного теплового замка возможно ложное срабатывание в процессе его транспортировки, что связано со сложной системой фиксации положения шарика, включающей несколько конструктивных элементов, которые во время тряски в процессе транспортировки могут освободить шарик из его исходного эксцентричного положения относительно седла.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции теплового замка и повышение надежности фиксации шарика в его исходном положении в условиях тряски и возможных ударов при транспортировке и монтаже клапана.

Техническим результатом, достигаемым при использовании данной полезной модели, является повышение надежности работы и точности срабатывания теплового замка термозапорного клапана.

Задача решается, а технический результат достигается за счет того, что тепловой замок автоматического термозапорного клапана содержит выполненный со штоком фиксатор исходного положения затвора, при этом фиксатор установлен в полости корпуса с упором штока в нагруженный пружиной и зафиксированный перед седлом с образованием зазора затвор, шток фиксатора расположен перпендикулярно оси седла, а фиксатор и шток выполнены в виде одной детали и изготовлены из термочувствительного материала.

В качестве термочувствительного материала может быть использован полимерный материал с теплостойкостью по Вика менее 100°С или полимерный материал с памятью формы.

Фиксатор расположен в кольцевой проточке, которая выполнена с эксцентриситетом относительно седла, при этом фиксатор расположен в кольцевой проточке в месте ее наибольшего углубления в корпус.

Анализ работы известных конструкций тепловых замков автоматических термозапорных клапанов показал, что представляется возможность повысить надежность их работы за счет упрощения конструкции теплового замка клапана.

Конструкция теплового замка, у которого фиксатор со штоком выполнены в виде единой детали, изготовленной из термочувствительного полимерного материала позволяет уменьшить вероятность попадания посторонних предметов в пространство между затвором и седлом и тем самым предотвратить неплотное перекрытие проточной части клапана при установке затвора в седле во время срабатывания теплового замка автоматического термозапорного клапана. Выполнение фиксатора из полимерного материала с памятью формы дополнительно повышает надежность срабатывания теплового замка за счет повышения предсказуемости поведения материала, из которого изготовлены фиксатор и шток в момент срабатывания теплового замка. Поскольку фиксатор, предпочтительно, выполнен из полимерного материала с теплостойкостью по Вика менее 100°С, т.е. из легкоплавкого материала, представляется возможность настроить тепловой замок на его срабатывание в достаточно узком диапазоне температур, при котором происходит разрушение фиксатора и перемещение затвора в направлении седла, причем представляется возможность выполнить фиксатор из полимерных материалов, которые легко поддаются обработке, что с учетом выполнения фиксатора со штоком в виде одной единой детали, целиком выполненной из полимерного материала дополнительно упрощает технологию изготовления теплового замка.

Также конструкция замка делает возможным закрепить его непосредственно на внутренней стенке корпуса.

Размещение фиксатора в выполненной с эксцентриситетом кольцевой проточке корпуса позволило расположить его в ее наиболее глубоком месте, что, в свою очередь, позволяет более устойчиво установить фиксатор в кольцевой проточке и тем самым практически полностью исключить ложное срабатывание клапана в результате смещения фиксатора со штоком относительно затвора, например, во время транспортировки клапана в результате тряски и возможных осевых ударных нагрузок, которые могут иметь место в процессе погрузки-выгрузки. Кроме того, расположенный в более глубокой проточке фиксатор создает меньшее гидравлическое сопротивление, поскольку наиболее широкая его часть расположена в проточке, а более узкая его часть и шток расположены напротив седла. В результате при срабатывании теплового замка автоматического термозапорного клапана, когда затвор начинает движение в направлении седла одновременно с перемещением в направлении уменьшения эксцентриситета достигается более равномерное обтекание затвора потоком газа, которое ускоряет процесс выравнивания положения затвора относительно оси седла.

На фиг.1 представлен продольный разрез автоматического термоклапана с тепловым замком.

На фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Тепловой замок автоматического термозапорного клапана содержит расположенный в корпусе 1 для фиксации исходного положения затвора 2, фиксатор 3. Затвор 2, нагружен пружиной 4, установленной с упором в опорную шайбу 5. Затвор 2 может быть выполнен в виде шарика, установленного в исходном положении с эксцентриситетом «е» относительно оси седла 6 напротив последнего. Фиксатор 3 установлен в полости корпуса 1 и выполнен заодно со штоком 8 в виде единой детали, изготовленной из термочувствительного материала.

На фиг.1 представлен вариант выполнения термозапорного клапана, у которого седло 6 выполнено в корпусе 1 с образованием на входе в него уступа 9, при этом затвор 2 в исходном положении установлен с упором в уступ 9 и зафиксирован в этом положении штоком 8 фиксатора 3, расположенным перпендикулярно оси седла 6 и соосно радиусу выполненного в виде шарика затвора 2. Кольцевая проточка 7 выполнена с эксцентриситетом относительно седла 6. Фиксатор 3 установлен в кольцевой проточке 7 в месте ее наибольшего углубления в корпус 1.

Опорная шайба 5 выполнена с гибкими лапками, обеспечивающими возможность ввода ее в полость корпуса 1 и последующее стопорение, и центральным кольцевым буртиком, центрирующим пружину 4.

Фиксатор 3 может быть выполнен заодно со штоком 8 в виде единой детали из полимерного материала с памятью формы и, предпочтительно, теплостойкостью по Вика менее 100°С.

Тепловой замок автоматического термозапорного клапана работает следующим образом. В исходном (открытом) положении затвор 2 в виде шарика расположен с эксцентриситетом «е» и упором в уступ 9 на входе в седло 6, не перекрывая его. В аварийной ситуации, например, при повышении температуры в зоне расположения автоматического термоклапана из-за пожара, фиксатор 3 разрушается и освобождает затвор 2. Это происходит потому, что термочувствительный легкоплавкий материал, из которого изготовлен фиксатор 3, вначале теряет свою конструкционную прочность, изменяя свою форму и/или размеры под воздействием усилия пружины 4, передаваемого на фиксатор 3 затвором 2, позволяя последнему уменьшить свой эксцентриситет «е» и переместиться к седлу 6 в положение закрытия автоматического термоклапана, т.е. перекрытия его проходного отверстия, а затем, при дальнейшем повышении температуры корпуса клапана, плавится и растекается в случае горизонтального положения термозапорного клапана в кольцевой проточке 7.

Клапан закрыт, а затвор 2 удерживается усилием пружины 4 и давлением рабочей среды.

Если фиксатор 3 выполнен заодно со штоком в виде единой детали из полимерного материала с памятью формы, то он изменяет свою форму (например увеличивая свою толщину и одновременно уменьшая свою высоту), уменьшая эксцентриситет «е», и освобождает затвор 2.

Это позволяет затвору 2 сместиться с уменьшением эксцентриситета в радиальном направлении и продвинуться под действием пружины 4 в направлении седла 6 до перекрытия его проходного отверстия. Клапан закрыт, а затвор 2 удерживается усилием пружины 4 и давлением рабочей среды.

Настоящая полезная модель может быть использована везде, где требуется автоматически перекрывать проходное сечение трубопроводов, в частности газопроводов в аварийных ситуациях, например при пожарах.

1. Тепловой замок автоматического термозапорного клапана, содержащий выполненный со штоком фиксатор исходного положения затвора, при этом фиксатор установлен в полости корпуса с упором штока в нагруженный пружиной и зафиксированный перед седлом с образованием зазора затвор, а шток фиксатора расположен перпендикулярно оси седла, отличающийся тем, что фиксатор и шток выполнены в виде одной детали и изготовлены из термочувствительного материала.

2. Тепловой замок по п.1, отличающийся тем, что в качестве термочувствительного материала использован полимерный материал с теплостойкостью по Вика менее 100°С.

3. Тепловой замок по п.1, отличающийся тем, что в качестве термочувствительного материала использован полимерный материал с памятью формы.

4. Тепловой замок по п.1, отличающийся тем, что фиксатор расположен в кольцевой проточке.

5. Тепловой замок по п.4, отличающийся тем, что кольцевая проточка выполнена с эксцентриситетом относительно седла.

6. Тепловой замок по п.5, отличающийся тем, что фиксатор расположен в кольцевой проточке в месте ее наибольшего углубления в корпус.