УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО КЛАПАНА

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области арматуростроения, в частности, к устройствам автоматического клапана, и может быть использовано в водогрейных котельных установках для отапливания зданий с применением принудительной и естественной циркуляции теплоносителя, а также в гидросистемах для автоматического регулирования и энергетике.
Уровень техники
Известен самоуплотняющийся клапан для рабочих жидкостей, в которых минеральное масло находится в водной эмульсии, содержащий односторонний запорный орган, расположенный с возможностью перемещения в трубчатом корпусе и нагруженный пружиной сжатия против направления потока к выполненному в отверстии корпуса седлу, причем в запорном органе выполнено глухое отверстие с односторонними радиальными отверстиями, выходящими непосредственно перед седлом, и он в области уплотняющих поверхностей выполнен ограниченно податливым, при этом уплотнительные поверхности запорного органа и седла выполнены криволинейными, в запорном органе в области примыкающей к уплонительным поверхностям выполнен кольцевой канал, сообщающийся с радиальными отверстиями, а пружина сжатия установлена с опорой в днище глухого отверстия запорного органа и предварительно нагружена посредством установочного винта, входящего в резьбовое отверстие, выполненное в корпусе (см. пат. SU №1838702, кл. F16K 15/02, опубл. 30.08.1993 г).
Недостатком данного клапана является сложность обеспечения герметичности, требующей высокой степени соосности кольцевой уплотнительной поверхности наружного корпуса и конического контактного сегмента запорного органа, а следовательно невысокая надежность.
Известен клапан с осевым направлением потока, содержащий наружный корпус с входным и выходным каналами, во внутренней полости которого размещены с образованием кольцевого канала жестко закрепленный обтекатель, кольцевое седло и контактирующий с ним подпружиненный запорный орган с неразрывно закрепленным в нем штоком, перемещающимся в подшипниках скольжения вдоль оси потока, при этом уплотнительная поверхность запорного органа выполена в виде части сферы, центр которой расположен в середине расстояния между наружными торцами опорных подшипников штока запорного органа в закрытом положении клапана, а уплотнительная поверхность седла выполнена конической, касательной к указанной сфере (см. пат. RU №2378552, кл. F16K 15/06).
Недостатком данного клапана является невысокая надежность.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый автором за прототип является обратный клапан с осевым направлением потока, содержащий наружный корпус с входным и выходным каналами, в полости которого расположен внутренний конусообразный корпус запорного органа и седло, при этом в полости внутренненго конусообразного корпуса подвижно, посредством механизма перемещения установлен запорный орган с уплотнительной поверхностью в виде части сферы, тора или другой криволинейной или конической поверхности, причем механизм перемещения запорного органа включает пружину сжатия, установленную на штоке, неразрывно связанном с запорным органом и перемещающимся в подшипниках скольжения, зафиксированных в направляющей втулке, при этом пружина служит для перемещения запорного органа при закрывании клапана, открывание которого происходит под действием гидродинамических сил проходящего через клапан потока рабочей среды, при этом седло выполнено в виде кольца с конической поверхностью, контактирующей с уплотнительной поверхностью запорного органа при закрывании клапана (см. пат. US №5921276, кл. F16K 15/06, опубл. 13.07.1999 г.).
Недостатком данного клапана является сложность обеспечения герметичности при уплотнении металл по металлу, так как необходимо обеспечить высокую степень соосности уплотнительных поверхностей седла и запорного органа, а также минимальную величину зазоров между поверхностью штока и подшипниками скольжения, в которых перемещается шток запорного органа.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства автоматического клапана обладающего при его установке в водогрейных котлах возможностью осуществления естественной циркуляции теплоносителя, так как давление естественной циркуляции меньше давления возвратной пружины, а также высокой герметичностью.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к высокой герметичности и возможности осуществления естественной циркуляции теплоносителя.
Технический результат достигается с помощью устройства автоматического клапана, содержащего корпус, снабженный двумя резьбовыми частями с перемычками, клапан с уплотнительным элементом, возвратную пружину, при этом возвратная пружина установлена со стороны уплотнительного элемента.
Таким образом, технический результат достигается за счет того, что возвратная пружина устройства автоматического обратного клапана установлена со стороны уплотнительного элемента клапана и обеспечивает постоянно открытый проход через клапан, при этом при исчезновении циркуляционного давления создаваемого насосом, дальнейшая естественная циркуляция теплоносителя осуществляется через постоянно поддерживаемый открытый проход через устройство автоматического клапана, что обеспечивает при исчезновении электроэнергии или поломки циркуляционного насоса продолженное отопление за счет естественной циркуляции через постоянно открытый проход автоматического клапана, причем размораживания системы отопления не происходит, что очень важно зимой, в морозы.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 дано устройство автоматического клапана, схема подключения циркуляционного насоса к обратной линии системы отопления здания через устройство автоматического клапана.
На фиг.2, дано устройство автоматического клапана.
Осуществление изобретения
Обратная линия 1 системы отопления здания (на фиг. не показано), соединенная с водогрейным котлом (на фиг. не показан), содержит установленное в ней устройство автоматического клапана 2, всасывающий патрубок 3, и нагнетательный патрубок 4, соединенные с циркуляционным насосом 5, при этом корпус (на фиг. не обозначен) устройства автоматического клапана 2 состоит из двух резбовых частей 6 и 7, соединенных между собой, содержащих по одной перемычке 8, а в перемычках 8 установлен клапан 9 с уплотнительным элементом 10 и возвратной пружиной 11, при этом резьбовая часть 6 содержит седло 12 клапана 9.
Устройство автоматического клапана работает следующим образом.
При включении циркуляционного насоса 5, теплоноситель из обратной линии 1 через всасывающий патрубок 3 и нагнетательный патрубок 4 подают, минуя устройство автоматического клапана 2 к водогрейному котлу, при этом под воздействием разряжения, создаваемого циркуляционным насосом 5 и давлением этого же насоса 5 через всасывающий и нагнетательный патрубки 3 и 4 соответственно, клапан 9 перемещается влево по отверстиям перемычек 8, возвратная пружина 11 сжимается и уплотнительный элемент 10 закрывает седло 12 клапана 9, теплоноситель из обратной линии 1 перемещается циркуляционным насосом 5 в обход закрытого устройства автоматического клапана 2, при этом электроэнергия расходуется на создание и поддержание циркуляционного давления теплоносителя, а при остановке циркуляционнного насоса 5 исчезает разряжение и давление создаваемое циркуляционным насосом 5, возвратная пружина 11 перемещает клапан 9 вправо до упора в перемычку 8, при этом освобождается проход через резьбовые части 6 и 7 и продолжается естественная циркуляция теплоносителя через проходное сечение устройства автоматического клапана 2, через сечения всасывающего и нагнетательного патрубков 3 и 4 соответственно и циркуляционный насос 5, причем размораживания системы отопления и циркуляционного насоса 5 не происходит, при этом при включении циркуляционного насоса 5, устройство автоматического клапана 2 закрывается, система отопления автоматически переключается на отопление с принудительной циркуляцией.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- удешевление производства тепла;
- высокая герметичность;
- возможность осуществления естественной циркуляции теплоносителя, засчет установки в обратную линию устройства автоматичекого клапана.