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 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. F16K 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.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является термозапорный клапан, содержащий 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, стопор со стороны шайбы зафиксирован в исходном положении термочувствительным элементом, расположенным внутри колпачка в распор между внутренней поверхностью колпачка и стопором, расточка сквозного канала выполнена цилиндрической, колпачок выполнен с цилиндрическим полым хвостовиком, расположенным в расточке сквозного канала, при этом колпачок уплотнен относительно шайбы посредством прокладки (см. патент на полезную модель RU №49161, кл. F16K 17/40, 10.11.2005).
Данный термозапорный клапан имеет сравнительно простую конструкцию. Однако выполнение в спице сквозного канала является сложной технологической операцией, что приводит к дополнительным затратам на производство клапана.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является сокращение производственных расходов путем упрощения конструкции клапана.
Техническим результатом является упрощение технологии изготовления клапана и, как следствие, снижение себестоимости его изготовления.
Технический результат достигается тем, что термозапорный клапан содержит корпус в виде шайбы с седлом, выполненным в виде отверстия в корпусе с конической поверхностью со стороны набегающего на клапан потока газа, и затвор со штоком, нагруженный пружиной и снабженный средством, удерживающим его в открытом положении, при этом седло
выполнено со ступицей, соединенной с шайбой спицами, шток затвора пропущен через осевое отверстие в ступице, средство, удерживающее затвор в открытом положении, выполнено в виде взаимодействующего со штоком затвора стопора, конец которого со стороны ступицы размещен в кольцевой проточке штока затвора с наклонными боковыми стенками, на шайбе закреплен колпачок с цилиндрическим полым хвостовиком, а стопор со стороны шайбы зафиксирован в исходном положении термочувствительным элементом, расположенным между донышком колпачка и стопором, в шайбе между спицами выполнен сквозной радиальный канал с цилиндрической резьбовой расточной, выполненной со стороны наружной поверхности шайбы, соосно этому каналу в ступице выполнено радиальное отверстие, на цилиндрическом полом хвостовике колпачка выполнена резьба, посредством которой колпачок закреплен относительно расточки радиального канала, а стопор для взаимодействия с кольцевой проточкой штока пропущен через радиальный канал шайбы и радиальное отверстие ступицы.
Термочувствительный элемент предпочтительно выполнен из легкоплавкого материала, например сплава Вуда или полимерного материала с низкой теплостойкостью.
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 и технологии его изготовления во многом зависит как надежность работы всего клапана, так и себестоимость его изготовления. Поэтому упрощение конструкции средства, удерживающего затвор в открытом положении позволяет не только повысить надежность работы клапана, но и упростить процесс его изготовления, сборки и монтажа. Описанная выше конструкция позволила упростить технологию изготовления клапана. Теперь вместо сквозного канала в спице в шайбе между спицами выполнен сквозной радиальный канал с цилиндрической резьбовой расточной, выполненной со стороны наружной поверхности
шайбы и соосно этому каналу в ступице выполнено радиальное отверстие. В результате вместо одного относительно длинного сквозного канала необходимо выполнить один короткий радиальный канал и одно отверстие, которые можно выполнить за одну технологическую операцию. Кроме того, снимаются ограничения по диаметру выполнения соосных радиального канала в шайбе и отверстия в ступице, поскольку диаметр сквозного канала был ограничен диаметром спицы. Поскольку стопор проходит через короткий канал и отверстие, то уменьшилось его трение о стенки канала, что позволяет повысить надежность срабатывания клапана.
Дополнительные возможности по упрощению конструкции достигаются за счет выполнения термочувствительного элемента из легкоплавкого материала, например сплава Вуда или полимерного материала с низкой теплостойкостью. Использование легкоплавкого материала, такого, как сплав Вуда, или полимерного материала с низкой теплостойкостью, которые легко поддаются обработке, позволяет дополнительно снизить себестоимость изготовления клапана.
На фиг.1 представлен продольный разрез термозапорного клапана.
На фиг.2 представлен разрез А-А на фиг.1
Термозапорный клапан содержит корпус 1 в виде шайбы с седлом 2, выполненным в виде отверстия в корпусе 1 с конической поверхностью со стороны набегающего на клапан потока газа. Затвор 3 со штоком 4, на котором выполнена кольцевая проточка 5, нагружен пружиной 6 и снабжен средством, удерживающим его в открытом положении. Шток 4 затвора 3 пропущен через осевое отверстие в ступице 7. Средство, удерживающее затвор в открытом положении, выполнено в виде взаимодействующего со штоком 4 затвора 3 стопора 8, конец которого со стороны ступицы 7 размещен в кольцевой проточке 5 штока 4 затвора 3 с наклонными боковыми стенками, а другой конец стопора 8 со стороны выполненного в виде шайбы корпуса 1 зафиксирован в исходном положении термочувствительным элементом 9, расположенным между донышком колпачка 10, закрепленного
на корпусе 1 и выполненного с цилиндрическим полым хвостовиком, и стопором 8. Пружина 6 расположена с одной стороны с упором в корпус 1, а с другой стороны с упором в шайбу 11 удерживаемую на штоке 4 гайкой 12. Корпус 1 зажат между фланцами входного 13 и выходного 14 патрубков газопровода, при этом затвор 3 расположен во внутренней полости входного патрубка 13, а пружина 6 с частью штока 4, шайбой 11 и гайкой 12 во внутренней полости выходного патрубка 14. Ступица 7 соединена с корпусом 1 посредством спиц 15. В корпусе 1, выполненном в виде шайбе, между спицами 15 выполнен сквозной радиальный канал 16 с цилиндрической резьбовой расточной 17, выполненной со стороны наружной поверхности корпуса 1. Соосно этому каналу 16 в ступице 7 выполнено радиальное отверстие 18. На цилиндрическом полом хвостовике 19 колпачка 10 выполнена резьба, посредством которой колпачок 10 закреплен относительно расточки 17 радиального канала 16. Стопор 8 для взаимодействия с кольцевой проточкой 5 штока 4 пропущен через радиальный канал 16 корпуса 1 и радиальное отверстие 18 ступицы 7.
Термочувствительный элемент 9 предпочтительно выполнен из легкоплавкого материала, например сплава Вуда или полимерного материала с низкой теплостойкостью.
В исходном положении термозапорный клапан находится в открытом положении. При этом пружина 6, расположенная вокруг штока 4 затвора 3 между корпусом 1 и шайбой 11 находится в сжатом состоянии. Пружина 6 удерживается в этом состоянии посредством стопора 8, зафиксированного термочувствительным элементом 9, расположенным между днищем колпачка 10 и стопором 8.
В аварийной ситуации, например при повышении температуры в клапане или вокруг него, термочувствительный элемент 9, расположенный в колпачке 10 и имеющий температуру близкую к температуре окружающей среды в момент нагрева колпачка 10 источником высокой температуры расплавляется. В результате усилие от термочувствительного элемента 9
больше не передается на стопор 8, и последний больше не удерживается в проточке 5 штока 4. При этом шток 4 освобождается, и под действием пружины 6 затвор 3, перемещаясь в направлении седла 2, взаимодействует с кольцевой уплотнительной поверхностью седла 2 и перекрывает его проходное сечение, переводя клапан в закрытое положение.
Настоящая полезная модель может быть использована везде, где требуется автоматически перекрывать проходное сечение 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.