ТЕРМОЗАПОРНЫЙ КЛАПАН

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 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.
Известен также термозапорный клапан, содержащий седло в виде плоской шайбы с кольцевой уплотнительной поверхностью, выполненной со стороны набегающего потока, и затвор со штоком, нагруженный пружиной и снабженный средством, удерживающим его в открытом положении (см. DE 4316584 С1, кл. А 62 С 2/04, F 16 К 17/36, 08.09.1994).
Основным недостатком данного клапана является то, что клапан состоит из множества элементов, в частности он имеет корпус, элементы демпфирования. Наличие множества элементов увеличивает производственные расходы на его изготовление.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является термозапорный клапан, содержащий седло в виде плоской шайбы с кольцевой уплотнительной поверхностью, выполненной со стороны набегающего потока, и затвор со штоком, нагруженный пружиной и снабженный средством, удерживающим его в открытом положении, при этом седло снабжено ступицей, соединенной с шайбой спицами, в одной из спиц выполнен сквозной канал, на выходе наружу которого в шайбе выполнена расточка, а средство, удерживающее затвор в открытом положении, выполнено в виде взаимодействующего со штоком затвора стопора, размещенного в указанном канале, причем конец стопора со стороны ступицы размещен в проточке штока затвора с наклонными боковыми стенками, на шайбе закреплен колпачок, а стопор со стороны шайбы зафиксирован в исходном положении термочувствительным элементом, расположенным внутри колпачка в распор между внутренней поверхностью колпачка и стопором (см. патент RU №2229052, кл. F 16 K 17/40, 20.05.2004).
Указанный клапан обеспечивает его автоматическое срабатывание, однако данный клапан имеет ряд недостатков. Один из основных недостатков данного клапана заключается в том, что он имеет достаточно сложную систему герметизации сквозного канала со стороны колпачка, что предъявляет высокие требования к качеству изготовления средства, удерживающего затвор клапана в открытом положении.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является сокращение производственных расходов и упрощение конструкции клапана.
Техническим результатом является повышение надежности работы клапана.
Технический результат достигается тем, что термозапорный клапан содержит седло в виде шайбы с уплотнительной поверхностью, выполненной со стороны набегающего потока, и затвор со штоком, нагруженный
пружиной и снабженный средством, удерживающим его в открытом положении, при этом седло снабжено ступицей, соединенной с шайбой спицами, в одной из спиц выполнен сквозной канал, на выходе наружу которого в шайбе выполнена расточка, а средство, удерживающее затвор в открытом положении, выполнено в виде взаимодействующего со штоком затвора стопора, размещенного в указанном канале, причем конец стопора со стороны ступицы размещен в проточке штока затвора с наклонными боковыми стенками, на шайбе закреплен колпачок, а стопор со стороны шайбы зафиксирован в исходном положении термочувствительным элементом, расположенным внутри колпачка в распор между внутренней поверхностью колпачка и стопором, при этом расточка сквозного канала выполнена цилиндрической, колпачок выполнен с цилиндрическим полым хвостовиком, расположенным в расточке сквозного канала, причем колпачок уплотнен относительно шайбы посредством прокладки.
В ходе исследования работы термозапорных клапанов было установлено, что одним из самых важных элементов конструкции клапана является средство, удерживающее затвор в открытом исходном положении. От надежности его конструкции во многом зависит надежность работы всего клапана. Поэтому упрощение конструкции средства, удерживающего затвор в открытом положении позволяет не только повысить надежность работы клапана, но и упростить процесс его сборки и монтажа. Описанная выше конструкция позволила сократить количество деталей. Теперь цилиндрический стопор расположен непосредственно между штоком затвора и термочувствительным элементом. Нет необходимости герметизировать место установки штока относительно плоской шайбы, что снижает требования к точности изготовления стопора. Герметизацию сквозного канала от окружающей среды обеспечивают посредством прокладки, которую устанавливают между торцевой поверхностью колпачка и наружной боковой поверхностью шайбы. Колпачок выполнен с цилиндрическим полым хвостовиком, фиксирующим положение колпачка относительно сквозного
канала, что облегчает сборку и предотвращает возможность повреждения термочувствительного элемента в процессе сборки клапана. Кроме того, обеспечена возможность соосной установки колпачка и стопора, что предотвращает возможность перекоса стопора и, тем самым повышает надежность срабатывания клапана. Выполнение колпачка без отверстий позволяет предотвратить попадание в него посторонних предметов, а, следовательно, исключена возможность механического повреждения термочувствительного элемента, что дополнительно повышает надежность работы термозапорного клапана.
На чертеже представлен продольный разрез термозапорного клапана.
Термозапорный клапан содержит седло 1 в виде шайбы с уплотнительной поверхностью 2, выполненной со стороны набегающего потока, и затвор 3 со штоком 4, нагруженный пружиной 5 и снабженный средством, удерживающим его в открытом положении. Седло 1 снабжено ступицей 6, соединенной с шайбой спицами 7. В одной из спиц 7 выполнен сквозной канал 8, на выходе наружу которого в шайбе выполнена расточка 9. Средство, удерживающее затвор 3 в открытом положении, выполнено в виде взаимодействующего со штоком 4 затвора 3 стопора 10, размещенного в указанном сквозном канале 8, причем конец стопора 10 со стороны ступицы 6 размещен в проточке 11 штока 4 затвора 3 с наклонными боковыми стенками. На шайбе закреплен колпачок 12, а стопор 10 со стороны шайбы зафиксирован в исходном положении термочувствительным элементом 13, расположенным внутри колпачка 12 в распор между внутренней поверхностью колпачка 12 и стопором 10. Расточка 9 сквозного канала 8 выполнена цилиндрической, колпачок 12 выполнен с цилиндрическим полым хвостовиком 14, расположенным в расточке 9 сквозного канала 8. Колпачок 12 уплотнен относительно шайбы посредством прокладки 15.
В исходном положении термозапорный клапан находится в открытом положении. При этом пружина 5 (на чертеже пружина выполнена с упорными шайбами 16), расположенная вокруг штока 4 затвора 3 между
ступицей 6 седла 1 и гайкой 17, навинченной на конец штока 4 находится в сжатом состоянии. Пружина 5 удерживается в этом состоянии посредством стопора 10, зафиксированного термочувствительным элементом 13, расположенным между днищем колпачка 12 и стопором 10. При этом один конец стопора 10 может быть расположен в кольцевой проточке 11 штока 4, а другой конец стопора 10 может быть выполнен с выемкой в которую вставлен конец термочувствительного элемента 13. Клапан устанавливается в разъем трубопровода и зажимается между фланцев 18.
В аварийной ситуации, например при повышении температуры в клапане или вокруг него, термочувствительный элемент 13, расположенный в колпачке 13 и имеющий температуру близкую к температуре окружающей среды (в момент нагрева колпачка 12 источником высокой температуры), разрушается (расплавляется). В результате усилие от термочувствительного элемента 13 больше не передается на стопор 10, и последний больше не удерживается в проточке 11 штока 4. При этом шток 4 освобождается, и под действием пружины 5 затвор 3, перемещаясь в крайнее правое положение, взаимодействует с кольцевой уплотнительной поверхностью 2 и перекрывает проходное сечение седла 1, переводя клапан в закрытое положение.
Настоящая полезная модель может быть использована везде, где требуется автоматически перекрывать проходное трубопроводов, в частности газопроводов в аварийных ситуациях, например при пожарах. За счет того, что предлагаемый клапан не имеет корпуса, он может быть закреплен непосредственно в действующем трубопроводе или зажат между его фланцами, что сокращает производственные расходы и упрощается его монтаж в действующем трубопроводе, кроме этого, обеспечивается его механическая сохранность от случайных ударов и затрудняется несанкционированный доступ.