КЛАПАН ДВУХСЕДЕЛЬНЫЙ

Полезная модель относится к тепловой технике и может быть использована в различных устройствах, переключающих потоки газов, в частности для управления автоматикой безопасности газогорелочных устройств.
За аналог заявляемой полезной модели принято техническое решение подобного назначения - двухседельный клапан, общими признаками которого с заявляемой полезной моделью являются корпус с расположенными в нем соосно двумя седлами, взаимодействующий с седлами плунжер с двумя тарелками (описание изобретения к патенту РФ №2392521 МКП F16K 1/44, 05.03.2008 г.).
Наиболее близким аналогом того же назначения, что и заявляемая полезная модель, является техническое решение подобного назначения - клапан трехходовой, в котором общими признаками с заявляемой полезной моделью являются корпус с впускным и выпускным патрубками, крышка, запорный плунжер с опертой на него в сторону закрытия силовой пружиной (описание полезной модели к патенту РФ №28754 МКП F16K 31/00, 26.09.2001 г.).
К недостаткам известных технических решений, как аналога, так и прототипа, относятся невысокие потребительские и эксплуатационные свойства клапана:
- невысокая надежность клапана вследствие сложности его конструкции, избыточности узлов и деталей, необходимости проведения дополнительных регулировок;
- неудобство эксплуатации клапана при управлении, в частности, газогорелочным устройством.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение потребительских и эксплуатационных свойств клапана двухседельного, обеспечение удобного управления газогорелочным устройством.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели заключается в надежной работе клапана двухседельного при управлении автоматикой безопасности газогорелочного устройства за счет упрощения конструкции клапана, исключения необходимости регулировочных работ, а так же повышение безопасности и удобства при его эксплуатации.
Сущность полезной модели - клапан двухседельный, содержащий корпус со съемной крышкой, в корпусе имеются впускной и выпускной патрубки, соосные верхнее и нижнее седла, взаимодействующий с ними плунжер с опертой на него в сторону закрытия силовой пружиной, отличающийся тем, что в корпусе между верхним и нижним седлами имеется выходное отверстие дополнительного выпускного патрубка, плунжер имеет две опорные поверхности с уплотнительными элементами, в съемной крышке имеется отверстие, в котором соосно плунжеру перемещается управляющий шток, при этом между торцами управляющего штока и плунжера находится уплотнительная мембрана.
Решению поставленной задачи способствуют признаки, характеризующую полезную модель в частных случаях ее выполнения или использования.
Уплотнительные элементы плоские.
Уплотнительные элементы конические.
Уплотнительные элементы сферические.
Оси впускного и выпускного патрубков перпендикулярны оси перемещения плунжера.
Впускной патрубок соосен оси перемещения плунжера.
В отверстии съемной крышки установлена направляющая втулка для направления перемещения управляющего штока.
Управление положением управляющего штока осуществляется по меньшей мере одним электромагнитом.
Съемная крышка имеет по меньшей мере одно отверстие для крепления клапана двухседельного в месте его монтажа.
Съемная крышка имеет паз для направления рычага системы управления управляющего штока.
Управление положением управляющего штока осуществляется рычагом, перемещаемым в пазу съемной крышки перпендикулярно оси перемещения плунжера.
Из уровня техники неизвестно техническое решение с заявляемой совокупностью существенных признаков независимого пункта формулы полезной модели, что подтверждает ее соответствие условию патентоспособности - новизна.
Существенные отличительные признаки независимого пункта формулы заявляемой полезной модели для специалиста явным образом не следуют из уровня техники, что подтверждает соответствие полезной модели условию патентоспособности - изобретательский уровень.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где:
на фиг.1 - общий вид клапана двухседельного;
на фиг.2 - то же с впускным патрубком соосным оси перемещения плунжера;
на фиг.3 - схема работы газогорелочного устройства с клапаном двухседельным;
на фиг.4 - то же вид сбоку;
на фиг.5 - то же разрез по оси винта стяжного.
Пример осуществления полезной модели с реализацией указанного назначения.
Клапан двухседельный содержит корпус 1. В корпусе имеются впускной патрубок 2, выпускной патрубок 3, седло верхнее 4, седло нижнее 5, выходное отверстие 6 дополнительного выпускного патрубка 7, которое располагается между верхним 4 и нижним 5 седлами.
Внутри корпуса может перемещаться плунжер 8 с верхней опорной поверхностью 9 и нижней опорной поверхностью 10, которые имеют уплотнительный элемент 11. Уплотнительный элемент 11 может быть плоским, коническим (на фигурах не изображен), сферическим (на фигурах не изображен). На плунжер 8 со стороны нижней опорной поверхности 10 постоянно воздействует пружина 12, прижимая одним своим торцем нижнюю опорную поверхность 10 через уплотнительный элемент 11 к седлу нижнему 5. При этом второй торец пружины опирается на пробку 13, герметично закрепленную в корпусе 1.
Сверху корпус закрыт съемной крышкой 14 с отверстием соосным оси перемещения плунжера 8. В отверстие может быть установлена направляющая втулка 15, в которой перемещается управляющий шток 16. При отсутствии направляющей втулки 15 направление для перемещения управляющего штока создано непосредственно в съемной крышке 14. Между нижним торцем управляющего штока 17 и верхней опорной поверхностью 9 плунжера 8 находится уплотнительная мембрана 18.
Возможен вариант исполнения корпуса 1, где впускной патрубок сосен оси перемещения плунжера (фиг.2). При этом взамен пробки 13 устанавливается опорная шайба 19 с отверстием для прохода газа.
Съемная крышка 14 может иметь дополнительные опорные поверхности с отверстиями или пазами для крепления корпуса, элементов привода клапана двухседельного, а так же их направления.
Управление положением управляющего штока 16 может осуществляться по меньшей мере одним электромагнитом (на фигурах не изображен), термомеханической системой управления или иным способом.
Исполнительным элементом термомеханической системы управления положением управляющего штока 16 является рычаг 20, перемещаемый в пазе 21 съемной крышки 14. Паз 21 позволяет рычагу 20 перемещаться в плоскости параллельной нижнему торцу управляющего штока 17 и препятствует перемещению его в плоскости перпендикулярной нижнему торцу управляющего штока 17. В съемной крышке 14 имеется по меньшей мере одно отверстие (позицией не обозначено) для крепления клапана двухседельного к щитку фронтальному 22 газогорелочного устройства. Верхним концом рычаг 20 упирается во фронтальный щиток 22. Ниже он через отверстие во фронтальном щитке 22 соединен винтом стяжным 23 с термодатчиком (датчиком контроля горения и тяги) 24 и отжимается пружиной (позицией не обозначена) от щитка фронтального 22 по штырю направляющему 25, закрепленному на рычаге 20. Штырь направляющий 25 может проходить через отверстие во фронтальном щитке 22. Для розжига запальной горелки 26 и наблюдения за процессом горения в щитке фронтальном 22 имеется отверстие, закрываемое смотровой заслонкой 27. Для подачи газа в запальную горелку 26 из дополнительного выпускного патрубка 7 служит газопровод 28.
Клапан двухседельный с термомеханической системой управления положением управляющего штока 16 работает следующим образом. Открывают кран подачи газа (на фигурах не изображен) в впускной патрубок 2 клапана двухседельного. Зажигают спичку или бумажный жгут. Нажимают управляющий шток 16 до упора. При этом верхняя опорная поверхность 9 с уплотнительным элементом 11 прижимается к седлу верхнему 4. Горючий газ поступает из впускного патрубка 2 в дополнительный выпускной патрубок 7, через газопровод 28 в запальную горелку 26, где, используя эффект инжекции, образуется газовоздушная смесь. Одновременно через смотровую заслонку 27 подносят зажженную спичку к запальной горелке.
Газовоздушная смесь, выходящая из огневых отверстий (на фигурах не обозначены) запальной горелки 26, воспламеняется и пламя запальной горелки нагревает термодатчик 24. При нагреве длина термодатчика 24 увеличивается. Рычаг 20, соединенный винтом стяжным 23 с термодатчиком 24, отходит от щитка фронтального 22 под действием пружины сжатия, установленной на штыре направляющем 25. Нижний свободный конец рычага 20 находит на верхний торец управляющего штока (позицией не обозначен). При устойчивом пламени запальной горелке управляющий шток 16 держат в нажатом состоянии до тех пор, пока рычаг 20 не найдет не менее чем на одну треть диаметра верхней торцевой поверхности управляющего штока 16. После этого прекращается нажим и удержание пальцем управляющего штока 16. Управляющий шток 16 приподымается и фиксируется рычагом 20. В этом положении верхняя опорная поверхность 9 с уплотнительным элементом 11 приподнимается и через уплотнительную мембрану 18 поджимает верхний торец управляющего штока 16 к рычагу 20. Горючий газ попадает через впускной патрубок 2 к запорному крану (на фигурах не изображен) основной горелки (на фигурах не изображена). Управляя работой запорного крана, производят включение/выключение основной горелки. При этом запальная горелка 26 осуществляет поджиг газовоздушной смеси на основной горелке.
При внезапном отключении подачи горючего газа в газогорелочное устройство, отсутствии тяги в дымоходе отопительного прибора происходит погасание пламени на запальной горелке 26 (обеспечивается конструкцией газового прибора). При этом длина термодатчика 24 уменьшается, рычаг 20 перемещается к щитку фронтальному 22 и сходит с верхней торцевой поверхности управляющего штока 16. Управляющий шток 16 освобождается от ограничения перемещения в осевом направлении. Под действием пружины 12 нижняя опорная поверхность 10 с уплотнительным элементом 11 прижимается к седлу нижнему 5. Доступ горючего газа к основной горелке и к запальной горелке 26 прекращается. Для включения газогорелочного устройства необходимо произвести его повторный розжиг.
Описанные средства и методы, с помощью которых возможно осуществление полезной модели с реализацией указанного ее назначения, подтверждают соответствие полезной модели условию патентоспособности - промышленная применимость.
Перечень позиций элементов чертежей клапана двухседельного:
1. - корпус;
2. - впускной патрубок;
3. - выпускной патрубок;
4. - седло верхнее;
5. - седло нижнее;
6. - выходное отверстие;
7. - дополнительный выпускной патрубок;
8. - плунжер;
9. - верхняя опорная поверхность;
10. - нижняя опорная поверхность;
11. - уплотнительный элемент;
12. - пружина;
13. - пробка;
14. - съемная крышка;
15. - направляющая втулка;
16. - управляющий шток;
17. - нижний торец управляющего штока;
18. - уплотнительная мембрана;
19. - шайба;
20. - рычаг;
21. - паз;
22. - щиток фронтальный;
23. - винт стяжной;
24. - термодатчик;
25. - штырь направляющий;
26. - запальная горелка;
27. - смотровая заслонка;
28. - газопровод.