ТЕРМОСТАТ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а также дизельных двигателей, с различной организацией потока охлаждающей жидкости.
Известен термостат для двигателя внутреннего сгорания (патент №361581 М. Кл. F 01 Р 7/16), содержащий клапан с заполненным термочувствительным веществом баллоном и расположенную внутри последнего втулку, в отверстии которой размещены подвижный шток и эластичный, например, резиновый уплотнительный элемент, контактирующий с веществом. Нижняя часть уплотнительного элемента выполнена расширяющейся, образуя выпуклую контактную поверхность уплотнительного элемента после его установки во втулку. Подвижный шток установлен в упорной скобе с помощью резьбового соединения и зафиксирован регулировочной гайкой. При возможных погрешностях резьбового соединения подвижного штока и упорной скобы снижается точность установки основного клапана.
Наиболее близким техническим решением является термостат для жидкостной системы охлаждения двигателей (патент №2200852 МПК 7 F 01 Р 7/16), содержащий корпус, изготовленный методом литья под давлением из алюминиевого сплава, с установленным в нем термоэлементом, имеющим один основной или два, основной и перепускной, клапана, предназначенных для регулирования подвода и отвода охлаждающей жидкости. В верхней части корпуса выполнено глухое отверстие для упора сферического конца поршня термоэлемента, предварительно отрегулированного при температуре начала открытия основного клапана. Перепускной клапан зафиксирован на хвостовике путем развальцовки нижней части хвостовика на опорную шайбу.
При воздействии высоких вибрационных и ударных нагрузок поршень выскальзывает из глухого отверстия, что приводит к отказу устройства, то есть глухое отверстие не обеспечивает надежной фиксации поршня в корпусе термостата.
Задачей полезной модели является повышение надежности устройства.
Технический результат, за счет которого достигается решение задачи, заключается в обеспечении устойчивого положения поршня в корпусе термостата за счет взаимодействия элементов фиксации поршня и корпуса.
Указанный технический результат достигается тем, что в термостате, содержащем корпус с установленным в нем термоэлементом, имеющим один основной или два, основной и перепускной, клапана, предназначенных для регулирования подвода и отвода охлаждающей жидкости, верхняя часть корпуса термоэлемента имеет глухое отверстие, в котором установлен поршень термоэлемента, верхняя часть поршня снабжена элементом фиксации, выполненным в виде головки, имеющей в нижней части упорную поверхность, имеющую возможность взаимодействия с одним или более элементами фиксации корпуса, выполненными в виде лепестков. Верхняя часть поршня термоэлемента может быть выполнена, например, сферической.
Устойчивое положение поршня в корпусе термостата обеспечивается за счет взаимодействия лепестков корпуса с упорной поверхностью головки поршня, что обеспечивает удержание головки поршня в лепестках от осевого перемещения и выскальзывания поршня из глухого отверстия.
На Фиг.1 представлен термостат с тарельчатым перепускным клапаном, вид спереди, разрез. На Фиг.2 представлен термостат с тарельчатым перепускным клапаном, вид сверху. На Фиг.3 представлен термостат с перепускным клапаном, выполненным в виде стакана, вид спереди, разрез. На Фиг.4 представлен термостат с перепускным клапаном, выполненным в виде стакана, вид снизу. На Фиг.5 представлены элементы фиксации, вид сбоку.
В корпусе 1 (см. Фиг.1, 2), установлен термоэлемент 2, на котором установлен основной клапан 3 и перепускной клапан 4, предназначенные для регулирования подвода и отвода охлаждающей жидкости. Верхняя часть корпуса 1 термоэлемента 2 имеет глухое отверстие, в котором установлен верхний конец поршня (см. Фиг.5), снабженный элементом фиксации, выполненным в виде головки 5, имеющей в нижней части упорную
поверхность. Перепускной клапан 4 зафиксирован на хвостовике 6. Перепускной клапан 4 имеет тарельчатую форму.
Перепускной клапан (см. Фиг.3) может быть выполнен в виде стакана 7, дно которого снабжено ребрами жесткости 8 (см. Фиг.4) и отверстиями для прохождения охлаждающей жидкости. Верхняя часть корпуса изготовлена методом штамповки и имеет два элемента фиксации, выполненных в виде лепестков 9, взаимодействующих с упорной поверхностью головки 5. В процессе сборки термостата лепестки 9 загибаются под головку практически до контакта с нижней упорной поверхностью головки 5 поршня, охватывая ее (см. Фиг.5), при этом сохраняется подвижность поршня в шарнирном соединении. Верхняя часть головки поршня может быть выполнена, например, сферической. Термоэлемент 2 подвижно установлен в контропоре 10, закрепленной в корпусе 1. Между основным клапаном 3 и контропорой 10 установлена пружина сжатия 11.
Принцип работы термостата основан на свойстве твердого наполнителя (смесь термоактивного воска, церезина, с алюминиевой или медной пудрой) к расширению (сжатию) при фазовых превращениях под воздействием повышающейся или понижающейся температуры охлаждающей двигатель жидкости.
В исходном состоянии (режим прогрева двигателя) основной клапан 3 термостата закрыт (см. Фиг.1), перепускной клапан 4 открыт, и движение охлаждающей жидкости осуществляется в малом контуре: от двигателя - через перепускной клапан 4 - через полость термостата, омывая термоэлемент 2, - снова к двигателю.
В режиме прогрева двигателя (на холостом ходу) температура охлаждающей жидкости повышается, термоактивная смесь начинает фазовый переход из твердого в жидкое состояние, сопровождающееся ее расширением. При определенной температуре, называемой температурой настройки, смесь начинает оказывать давление на поршень, который выталкивается из внутренней полости термоэлемента 2. Поршень установлен головкой 5 в глухое отверстие верхней части корпуса 1 и остается неподвижным относительно
последнего, удерживаемый элементами фиксации, выполненными в виде лепестков 9. Термоэлемент 2, жестко связанный с основным клапаном 3, начинает движение относительно поршня вниз, сжимая пружину 11 и открывая проход для потока охлаждающей жидкости, идущей от радиатора, через зазор между корпусом 1 и основным клапаном 3, включая в работу большой контур системы охлаждения, в котором движение охлаждающей жидкости осуществляется от радиатора - через основной клапан 3 - через полость термостата, омывая термоэлемент 2, - к двигателю. По мере прогрева двигателя, и, соответственно, повышения температуры охлаждающей жидкости, зазор увеличивается, обеспечивая увеличение потока холодной охлаждающей жидкости, идущей от радиатора и уменьшение потока охлаждающей жидкости от двигателя, вплоть до его перекрытия перепускным клапаном 4. В процессе работы двигателя на различных режимах температура охлаждающей жидкости изменяется во времени, и, соответственно, термоэлемент 2 с основным клапаном 3 осуществляет циклическое перемещение относительно корпуса 1, уменьшая или увеличивая зазор для прохода охлаждающей жидкости, поддерживая температуру двигателя в оптимальном режиме.
В режиме охлаждения двигателя термоактивная смесь сжимается и термоэлемент 2 с основным клапаном 3 и перепускным клапаном 4 возвращается в исходное положение под воздействием пружины 11. Основной клапан 3 поджимается пружиной 11 к корпусу 1 равномерно по окружности.
Лепестки корпуса обеспечивают захват головки поршня и удерживают ее от перемещений в осевом направлении относительно корпуса, что гарантированно предотвращает выскальзывание поршня из глухого отверстия корпуса, за счет чего повышается надежность всего устройства в целом.
Заявляемый термостат может быть изготовлен в условиях серийного производства с использованием стандартного оборудования.
Таким образом, использование в устройстве взаимодействующих элементов фиксации поршня и корпуса позволяет повысить надежность термостата.